聚碳酸酯(PC)的各种性能及其成型特性(个人总结含图表)

聚碳酸酯（PC）的性能聚碳酸酯（PC）是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可以两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。双酚A型PC是一种无定形的工程塑料，具有良好的韧性、透明性和耐热性。碳酸酯基团赋予韧性和耐用性，双酚A基团赋予高的耐热性。而PC的一些主要应用至少同时要求这两种性能。表2-30列出了通用级聚碳酸酯的性能。表2-30通用级聚碳酸酯的性能性能数值性能数值拉升强度/MPa60-70玻璃环转变温度/℃150拉伸率（%）60-130熔融温度/℃220-230弯曲强度/MPa100-120比热容/[J/(g.℃)]1.17弯曲弹性模量/GPa2.0-2.5热导率/[W/(m.℃)]0.24压缩强度/MPa80-90线膨胀系数/（x10-5/℃）5-7简支梁冲击强度（缺口）/(kJ/m2)50-70热变形温度（1.82MPa）/℃130-140布氏硬度150-160热分解温度/℃≥340疲劳强度/MPa106周期10.5催化温度/℃-100107周期7.5力学性能聚碳酸酯的缺点是耐疲劳强度较低，耐磨性较差，摩擦因数大。聚碳酸酯制品容易产生应力开裂，内应力产生的原因主要是由于强迫取向的大分子间相互作用造成的。如果将聚碳酸酯的弯曲试样进行挠曲并放置一定时间，当超过其极限应力时便会发生微观撕裂。在一定应变下发生微观撕裂时间与应力之间的关系依赖于聚碳酸酯的平均相对分子质量。如果聚碳酸酯制品在成型加工过程中因温度过高等原因发生分解老化，或者制品本身存在缺口或熔接缝，以及制品在化学气体中使用，那么，发生微观撕裂的时间将会大大缩短，其极限应力值也将大幅度下降。热性能聚碳酸酯的耐热性较好，未填充聚碳酸酯的热变形温度大约为130℃，玻璃纤维增强后可使这个数值再增加10℃。长期使用温度可达120℃，同时又具有优良的耐寒性，脆化温度为-100℃。低于100℃时，在负载下的蠕变率很低。聚碳酸酯没有明显的熔点，在220-230℃呈熔融状态。由于其分子链刚性大，所以它的熔体粘度较高。电性能聚碳酸酯由于极性小，玻璃化转变温度高，吸水率低，因此具有优良的电性能。表2-31列出了通用级聚碳酸酯的电性能。表2-31通用级聚碳酸酯的电性能电性能20℃125℃体积电阻率/Ω.cm4.0x10162.0x1014节电强度/（kV/mm）薄膜≥100200厚圆片20-22介电常数50Hz3.13.1103Hz3.13.0介质损耗角正切50Hz(6-7)x10-47x10-4103Hz≤2x10-3≤2x10-2耐化学药品性能聚碳酸酯对酸性及油类介质稳定，但不耐碱，溶于氯代烃。PC有较好的耐水解性，但长期浸入沸水中易引起水解和开裂，不能应用于重复经受高压蒸汽的制品。PC易受某些有机溶剂的侵蚀，虽然它可以耐弱酸、脂肪烃、醇的水溶液，但可以溶解在含氯的有机溶剂中。遇到丙酮等酮类溶剂时会发生应力开裂现象。聚碳酸酯的性能聚碳酸酯是一种无定形、透明的热塑性聚合物，无味、无臭、无毒，具有综合均衡的机械性能、热性能及介电性能，是一种性能优良的工程塑料。1.力学性能聚碳酸酯具有优良的力学性能，其突出特点是冲击强度高，在热望性树脂中名列前茅。蠕变性小，尺寸稳定性好，在低温下仍能保持较高的机械强度。缺点是耐疲劳强度较低，容易产生应力开裂，耐磨性较差。表2-3-1示出了通用级聚碳酸酯的机械性能。图2-3-3示出了聚碳酸酯的应力-应变曲线。图2-3-4～2-3-7分别示出了聚碳酸酯的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、冲击强度与温度的关系。聚碳酸酯的耐蠕变性在热塑性工程塑料中优于尼龙和聚甲醛，这是聚碳酸酯尺寸稳定性好的重要标志。表2-3-2和表2-3-3分别示出了聚碳酸酯在室温和100℃下的蠕变情况。图2-3-8为聚碳酸酯的蠕变曲线。聚碳酸酯与其它大多数工程塑料相比，耐磨性较差，摩擦因数较大。表2-3-4列举了不同条件下聚碳酸酯的摩擦因数。聚碳酸酯制品的内应力和应力开裂是个较为突出的问题。内应力产生的原因主要是由于强迫取向的人分子间相互作用造成的。如果将聚碳酸的弯曲试样进行挠曲并放置一定时间，当超过其极限应力时便会发生微观撕裂。图2-3-9示出了在一定应变下，发生微观撕裂时间与应力之间的关系。从图中可知，当聚碳酸酯的平均分子量在2.4×104以上时，其可承受30MPa以上的应力；而当平均分子量为2.2×104时，则为20MPa左右。当残留应力或制品所承受的应力在此数值以下时，一股不会发生应力开裂。但是，如果聚碳酸酯制品在成型加工过程中因温度过高等原因发生分解老化，或者制品本身存在缺口或熔接缝，以及制品在化学气体中使用，那么，发生微观撕裂的时间将会大大缩短，其极限应力值也将大幅度下降。表2-3-5示出了聚碳酸酯在不同载荷条件下的容许应力。2．热性能聚碳酸酯的耐热性较好，长期使用温度可达120℃，同叫又具有优良的耐寒性，脆化温度为-100℃。表2-3-6示出了通用级聚碳酸酯的热性能。聚碳酸酯没有明显的熔点，在220～230℃呈熔融状态，由于其分子链刚性大，所以它的熔体粘度较高。表2-3-7列举了聚碳酸酯熔体粘度与平均分子量的关系。图2-3-10和2-3-11分别示出了聚碳酸酯的热导率、比热容与温度的关系。3．电性能聚碳酸酯由于极性小，玻璃化温度高，吸水率低，因此具有优良的电性能。表2-3-8示出了通用级聚碳酸酯的电性能。图2-3-12示出了聚碳酸酯的体积电阻率与温度的关系。图2-3-13示出了聚碳酸酯的介电强度与温度及试样厚度的关系。4．耐化学药品性能聚碳酸酯对酸性及油类介质稳定，但不耐碱，溶于氯代烃，长期浸入沸水中易引起水解和开裂。表2-3-9示出了聚碳酸酯在室温下的耐化学药品性。5．老化性能聚碳酸酯在波长为290nm附近的紫外线作用下，会发生光氧化反应而逐渐老化。老化先从表面黄变开始，由于分支主链的断裂，导致分子量降低以及机械强度下降，最终发生龟裂。因此，通常需要加入紫外线吸收剂以捉高聚碳酸酯的防老化性能。另外，在聚碳酸酯树脂中，常含自少量未反应的裂酚A及副产物氯化钠等无机盐，它们的存在也会加速聚碳酸醋的光化过程。在高温下，酸性介质中，游离裂酚A不稳定，它叫分解产生醌类化合物和苯酚，并使树脂变色。聚碳酸酯主要商品的性能表2-35列出了南京聚隆化学实业有限公司生产的聚碳酸酯的性能。表2-36列出了宁波信高股份有限公司聚碳酸酯牌号、性能特点及应用，表2-37列出了其性能。表2-38列出了美国GE公司Lexan聚碳酸酯的性能。表2-35南京聚隆化学实业有限公司聚碳酸酯性能性能测试标准CEACG4CRCCSACSR0密度/（g/cm3）ISO11831.171.321.211.441.14拉伸强度/MPaISO52760100555550断裂伸长率（%）ISO527403202020弯曲强度/MPaISO17870170758085简支梁缺口冲击强度/（kJ/M2）ISO1805510555040洛氏硬度（R）ISO2039/2116热变形温度（0.45MPa）/℃ISO75145130125100阻燃性UL94V-0V-0表面电阻/ΩISO1671017塑模收缩率（%）0.5-0.70.5-0.7吸水率（23℃,24h）（%）ISO620.15应用电动工具壳，头盔，纺织纱管、梭子等电动工具外壳，摄像机等外观部件电器配件、插头插座、开关、骨架、灯具、绕线架汽车仪表板、挡泥板，电动工具、手机、计算机外壳，大型薄壁制件计算机机架，手机外壳，打印机、复印机外壳特征PC/PE合金，耐溶剂、耐沸水20%玻纤增强，耐热，产品外观光滑，精度高通用，无卤阻燃级PC/ABS合金，高流动PC/ABS合金、无卤阻燃级表2-36宁波信高股份有限公司聚碳酸酯牌号、性能特点及应用类型牌号特征应用增强级PC101，G2-G6高强度，耐热，耐疲劳和应力开裂，低收缩开关部件、配电板、精密仪器零件、相机外壳、各种小模数齿轮、水泵叶轮、电动工具外壳、纺织机轴瓦等阻燃级PC201UL94V-0级，保持PC优良的物化性能耐温、阻燃的电绝缘、耐火焰的热圈、管子、邮电通信交接箱部件、高级开关外壳PC/ABS合金PC301高强度，高刚性，高冲击强度，耐挠曲折，耐应力开裂性优，加工性好机械结构件、电器部件、仪器仪表外壳、照相器材、交通标志板PC/PE合金PC401高冲击强度，耐沸水性，耐应力开裂，加工性能好电器部件、管、板、容器、安全帽、纺织用纱管、电动工具罩、电机外壳表2-37宁波信高股份有限公司聚碳酸酯性能性能PC101-C4PA201PC301PC401热变形温度（1.82MPa）/℃137135120125冲击强度（缺口）/（J/m2）101165不断拉伸强度/MPa110735855弯曲强度/MPa1408198.283玻纤含量（%）20密度/（g/cm3）1.341.241.161.18阻燃性（1.6/3.2mm，UL94）V-2V-0HBHB氧指数（%）31模塑收缩率（%）0.2-0.40.4-0.60.4-0.60.5-0.7表2-38美国GE公司Lexan聚碳酸酯的性能（1）性能HF1110141L141161101181HP1HP2密度/（g/cm3）1.21.21.21.21.21.21.21.2熔体流动速率/（g/10min）2512.510.58.5725251705PDA批准状态未批准未批准未批准未批准未批准未批准批准批准最低推荐熔融温度/℃260282288302316260260277最高推荐熔融温度/℃280304316329343282282293收缩率（%）0.0070.0070.0070.0070.0070.0070.0070.007短时间吸水率（%）0.150.150.150.150.150.150.15长时间吸水率（%）0.350.350.350.350.350.350.35屈服拉伸强度/MPa6262626262626262断裂拉伸强度/MPa65.568.968.968.968.965.565.568.9屈服伸长率（%）777667断裂伸长率（%）120130130135135120120125压缩强度/MPa86868686868686拉伸模量/MPa2378237823782378237823782378弯曲模量/MPa23092344234423442344234423092137屈服弯曲强度/MPa1411281109397979898压缩模量/MPa2378237823782378237823782378洛氏硬度（R）118118118118118118先比梁缺口冲击强度（3.18mm）/（J/m）641747801907907907641694热变形温度（455kPa）/℃138138138138138138138热变形温度（1.82MPa）/℃127132132132132132127129玻璃化转变温度/℃154154154154154氧指数（%）252525阻燃性（UL级）31111133介电常数（60Hz）3.173.173.173.173.173.17介电常数（1MHz）2.962.962.962.962.962.96损耗因数（60hz）0.00090.00090.00090.00090.00090.0009损耗因素（1MHz）0.010.010.010.010.010.01耐电弧性/s120120120120120雾度（%）11111111折射指数1.5861.5861.5861.5861.5861.5681.586加工方式注塑注塑注塑注塑注塑挤出，注塑注塑注塑应用通用型医用牌号通用型通用型通用型通用型通用型医用牌号医用牌号特征尺寸稳定性好，内脱模性好，高流动性，透明抗冲，高回弹性和韧性，高流动性，透明抗冲，高回弹性和韧性，中等流动性，透明中等流动性，透明抗冲，高回弹性和韧性，粘度高，透明抗冲，高回弹性和韧性，粘度高，透明符合美国药典法要求，透明，内脱模性好符合美国药典法要求，透明，内脱模性好表2-38