PC及其它料的物理性能

聚碳酸酯是指大分子链由碳酸酯型重复结构单元组成的一类聚合物，英文名称Polycarbonate,简称PC。

依具体组成不同，PC可分成脂肪族、脂环族和芳香族脂肪-芳香族三类，工程上具有实际应用价值的为芳香族PC，并以产量最大、可用途最广的双酚A型PC为主。

PC的突出性能是优异的冲击性和透明性，优良的力学性能和电绝缘材料性，使用温度范围广（-130-100℃），尺寸稳定性高，耐蠕变性高，是一种集刚、硬、韧与一体材料的典型代表。

PC的主要缺点为吸湿性能大、加工易产生气泡及银丝，配件易产生残余内应力、并对缺口敏感性大，耐疲劳性低、磨擦性及耐磨性不好。 二、结构性能 1、PC的结构

PC的分子链中含有多种基因，它所表现的性能为各种基团的综合反映。

亚苯基，提供刚性，力学性能和耐化稳定性能；湠基，增加刚性；酯基，易吸水、电性差、耐化学稳定差；氧基，赋予韧性。

由于PC大分子主链的刚性和体积效应，使其结晶能力差，基本属于无定性聚合物，具有优异的透明性。 2、PC的性能

PC的性能如表1所示

表1 PC及玻璃纤维PC的性能 性能PC30%玻璃纤维PC 相对密度1.21.45 吸水率/%0.150.1 成型收缩率/%0.50.2 拉伸强度/Mpa56~66132

拉伸模量/Mpa2100-240010000 断裂伸长率/%60~120<5 弯曲强度/Mpa80~85170 弯曲模量/Mpa2100~2400— 压缩强度/Mpa75~80120~130 剪切强度/Mpa35—

缺口冲击强度/(KJ/m2)17~248 洛氏硬度M80M90

疲劳极限106次/Mpa10.5—

热变形温度(1.82Mpa)/℃130~135146 长期使用温度/℃110130

线膨胀系数/(×10-5K-1)7.22.7 热导率[W/(M·K)]0.20.13

体积电阻率/(Ω·cm)2.1×10161.5×1016 介电常数(106HZ) 2.93.45

介电损耗角正切值(106HZ)0.00830.0070 介电强度/(Kv/mm)1819 耐电弧/s120120

(1) 一般性能PC为透明、呈微黄色或白色硬而韧的树脂，燃烧时发出花果臭味、离火自熄、

火焰呈黄色、熔融起泡。

(2) 机械强度PC的力学性能十分优良，具有刚而韧的优点。其冲击性能是热塑性塑料中好

的一种，比PA，POM高三倍之多，接近PF和UP玻璃钢的水平。PC的拉伸强度和弯曲强度都好，并受温度影响小。PC的耐蠕变性优于PA和POM，尺寸稳定性好。PC的耐应力开裂性差，缺口敏感性高；耐磨性一般，比PA、POM及F4等差，但比PSF、ABS、PMMA等高；疲劳强度低，与其他品种塑料比较如表2表示 表2 106旋转次数时PC同其他塑料耐疲劳强度比较 材料POM布基PFPA6PA66PC氯化聚醚 疲劳强度/MPa3527222110～147～7.5

(3) 热学性能PC的耐高低温性好,可在-130～130℃温度范围内使用;热变形温度可达130～

140℃,并受载荷的作用小;热导率和线膨胀系数都较小,阻燃性好,属于自熄性能材料. (4) 电学性能PC因属于弱极性聚合物,其绝缘性能一般.但可贵之处在于其电性能在很宽的

温度及湿度范围内变化较小,如介电常数和介电损耗角正切值在23～125℃范围内几乎不变.但需注意的是,随PC制品结晶度的提高,其体积电阻率增大.

(5) 环境性能PC可耐有机酸、稀无机酸、盐、油、脂肪烃及醇类，但不耐氯烃、稀碱、溴

水、浓酸、胺类、酮及酯等，可溶于二氯甲烷、二氯乙烷及甲酚等溶剂中。

PC不耐60℃以上的热水，长期接触会导致应力开裂并失去韧性。PC的耐紫外线性不好，需加入紫外线吸收剂；但PC的耐空气、臭氧性较好。

（6）光学性能PC为最优异的光学塑料品种之一，其透光率可达93%之多，折射率为1.587,适于透镜材料PC作为高档光学材料的不足之处为硬度低、耐磨性差；二为双折射高，不易于光学仪器等高精度制品中。 三、成型加工 1．加工特性

PC的熔体粘度很高，可达103～104Pa·s;其熔度的流变性在低剪切速率下低近牛顿流体,应主要通过温度调节流动性,成型时的冷却、凝固和定型时间短。

PC的刚韧性，在加工过程中易产生内应力，因此对成型工艺条件要严格控制。并要进行后处理，处理条件为110～120℃，处理时间视厚度而定，厚度20mm以下8h、厚度20mm以上24h。

PC在成型中对水极为敏感，高温下微量水也会引起分解。因此，加工前一定要干燥处理，使含水量在0.02%以下.具体干燥条件为:温度110～120℃,时间10～12h,料层厚度30mm以下.

PC属于无定型聚合物,成型收缩率低.PC制晶不易带金属嵌件,如必须加入,应将嵌件预热导200℃或更高. 2.加工方法

PC的加工比较容易,可用注塑、挤出及吸塑等方法加工。

（1） 注塑 选用相对分子质量2.7～3.4万中低粘度PC树脂,料筒温度为前段250～

300℃、中段230～270℃、后段220～250℃，喷嘴温度240～290℃，注塑压力40～100Mpa，模具温度为80～120℃。

（2） 挤出 选用相对分子质量为3.4万以上高低粘度的PC树脂,挤出温度为230～300℃. （3） 吹塑 型坯的成型条件同挤出.吹塑的模聚温度为100～120℃,吹塑压力为0.4～

0.8Mpa.

四、改性品种/聚碳酸酯塑料的改性品种主要为增强PC和PC合金两类。 1．增强PC

增强材料为玻璃纤维、碳纤维和硼纤维等，增强后可明显提高疲劳强度、拉伸强度、弯曲强

度及压缩强度等，改善耐应力开裂性和耐热性，降低吸水性、线膨胀系数和成型收缩率。但冲击强度会有所下降。具体可参看表1所示。

以疲劳强度为例，加入20%的玻璃纤维可使疲劳强度从10Mpa增大到40Mpa，加入40%玻璃纤维会提高到50Mpa。增强PC的加工性能与PC相差不大。 2．PC合金

PC合金的种类很多，并已获得广泛应用。

①PC/ABS。目的降低内应力，改善加工流动性。此合金已用于机械、电器、帽盔及汽车车身等制品。

②PC/HDPE。降低熔体粘度，改善加工性能，提高冲击强度，改善耐应力开裂性。

③PC/POM。两者可以任意比例混合，在POM为25﹪以下时，PC的力学性能变化不大，但可显著提高耐溶剂性的耐应力开裂性，耐热性也有明显提高。

④PC/F4。可提高耐磨性5倍，如在其中加入玻璃纤维，PV值可大幅度提高。 ⑤PC/PBT（PET）。合金的耐热性好，耐化学腐蚀性、耐应力开裂性、耐磨损性好，耐低温冲击性好，成型加工性好。此合金可用于汽车保险杠及车身护板等。

⑥PC/PMMA。合金具有耐溶剂性好、缺口冲击性高、耐热好、易加工、耐紫外线等优点，制晶具有珍珠般光泽。可用于装饰品的生产。

⑦PC/PA。合金耐化学腐蚀性好、冲击强度高，可用于汽车、家电和光盘等。 五、应用范围

（1）光学材料 主要为照明、建筑采光板、窗玻璃、光学仪器、光盘及通信等。照明材料有大型灯罩、防护玻璃、窗玻璃、建筑采光板等。通信材料有光盘及光导纤维等近年来开发的具有潜力的用途。PC可用作光学透镜材料和光学仪器材料。

（2）电子/电器PC属E级绝缘材料，注塑件可用于接插件及线圈框架等，薄膜可用于电容器、录像带、录音带及磁带等。

（3）机械零件PC可用于齿轮、齿条、蜗轮、凸轮、拉杆、曲轮及壳体等。

（4）包装材料 利用透明和耐热等性能，用于纯净水、矿泉水的周转桶，旅行用热水杯、奶瓶及餐具等。

（5）医疗器材 用于医疗器械如杯、瓶、筒、牙科器材、药晶容器及手术器械等，医用材料如人工肾、人工肺及人工脏器等。