什么是聚碳酸酯PC工程塑料

PC工程塑料知識

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聚碳酸酯(PC)樹脂是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料（塑料造粒機(jī)），具有突 出的抗沖擊能力，耐變型和尺寸穩(wěn)定性好，耐熱、吸水率低、無毒、介電性能優(yōu)良，是五大 工程塑料中唯一具有良好透明性的產(chǎn)品。目前廣泛應(yīng) 用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運動器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，隨著改性研究 的不斷深入， 正迅速拓展 到航空航天、計算機(jī)、光盤等高科技領(lǐng)域。

一、生產(chǎn)狀況 聚碳酸酯工業(yè)化合成主要是界面光氣化路線，以雙酚A 為原料，使用光氣、氫氧化鈉和二氯甲 烷為原料及反應(yīng)助劑，此法工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較高，易于規(guī)模化和連續(xù)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)性好等，長期占據(jù)著聚碳酸酯生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。但由于該法使用的原料光氣劇毒，因此近年來各大公司紛紛研究非光氣法生產(chǎn)路線。 1993 年非光氣法工藝研究成功，并由GE 塑料日本公司實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。主要以雙酚A 與碳酸二苯酯為原料，該工藝是一種符合環(huán)境要求的“綠色工藝”，已成為今后聚碳酸酯合成工藝的發(fā)展方向，預(yù)計未來在聚碳酸酯生產(chǎn)中將逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。 2002 年全（塑料造粒機(jī)）球PC 塑料總生產(chǎn)能力約230 萬噸/年，PC 生產(chǎn)主要集中在美國、西歐和日本，上述三大產(chǎn)地生產(chǎn)能力約占世界總生產(chǎn)能力的90%。 目前世界聚碳酸酯工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)兩大特點  一是生產(chǎn)更趨集中和壟斷，德國拜耳公司 、美國GE化學(xué)公司、道化學(xué)公司的生產(chǎn)能力占世界總生產(chǎn)能力的80%左右，這幾大公司控制著世界聚碳酸酯的生產(chǎn)與市場，主宰著世界聚碳酸酯的命運。 二是亞洲發(fā)展迅速，近年來隨著亞洲經(jīng)濟(jì)逐步恢復(fù)，中國、印度經(jīng)濟(jì)的持 續(xù)穩(wěn)定發(fā)展， 對工程塑料的需求越來越強(qiáng)勁，世界著名聚（塑料造粒機(jī)）碳酸酯生 產(chǎn)商紛紛來亞洲投資建廠，據(jù)不完全統(tǒng)計.1997～2004 年建設(shè)或擬建的聚碳酸酯裝置70%在亞洲。 我國原有10余家聚碳酸酯生產(chǎn)企業(yè)，目前能維持生產(chǎn)僅有3 家，分別為常州合成化工總廠3000 噸/年(光氣法)、上海中聯(lián)化工廠1200 噸/年(酯交換法)、重慶長風(fēng)化工廠1000 噸/年(酯交換法)，總 產(chǎn)能約5000 噸/年，年產(chǎn)量不足千噸。與國外公司相比，不僅規(guī)模極小，而且技術(shù)落后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求。但是我國將很快形 成投資熱潮。 目前在華投資聚碳酸酯的國際跨國公司，主要有德國拜耳、日本帝人。拜耳公司在上海漕涇化 工區(qū)18 億美元的第一期 投資中，包括20萬噸／年聚碳酸酯及配套的20萬噸／年雙酚A 項目，將于 2005 年建成。 日本帝人公司發(fā)言 人宣布其制造和銷售樹脂的子公司帝人化成將從2005 年4 月開始在浙江省  生產(chǎn)聚碳酸酯樹脂，投資5 億美元，2007 年形成年產(chǎn)10 萬噸聚碳酸酯（塑料造粒機(jī)）的生產(chǎn)規(guī)模。從國內(nèi)方面看， 中國藍(lán)星計劃2004 年在南通或蘭州建10 萬噸/年聚碳酸酯裝置，中國精細(xì)化工(常州)開發(fā)園區(qū)將建設(shè)5000 噸/年特種聚碳酸酯。

二、市場需求 1995 年以前聚碳酸酯在國內(nèi)主要用于制備紡織業(yè)用沙管，占總消耗量的50%左右。1995 年以 后逐漸轉(zhuǎn)向電子／電氣、光盤、建筑、汽車工業(yè)等領(lǐng)域，需求量急劇增加。 1995 年我國聚碳酸酯的消費量為4.2  萬噸，到2002 年猛漲至34.3 萬噸，年 均增長率高達(dá)35% 左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國民經(jīng)濟(jì)的平均增長速度和其它通 用工程塑料的增長速度。由于國內(nèi)產(chǎn)量極小，我國使用的聚碳酸酯主要從國外進(jìn)口。2000、2001 和2002 年我國PC 凈進(jìn)口量分別為23.5 萬噸、21.2 萬噸、34.2 萬噸。 我國PC 塑料最大消費用戶是電子電氣工業(yè)，如電器儀表屏、計算機(jī)和辦公設(shè)備的配件等，2002 年消耗PC 約15萬噸；隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，促使聚碳酸酯中空陽光板 、隔音屏障、天棚的需 求迅速增長，2002 年國內(nèi)中空陽關(guān)板消耗PC 約10萬噸；隨著國（塑料造粒機(jī)）內(nèi)CD、VCD、DVD市場的迅速發(fā)展，光盤已成為國內(nèi)聚碳酸酯需求增長最快的領(lǐng)域，年均增長率超過40%，據(jù)保守估計，2002年， 國內(nèi)光盤生產(chǎn)線150 余條，年消耗PC 約4 萬噸左右；飲水桶及一些食品容器約消耗PC3 萬噸左右； 汽車工業(yè)、復(fù)合材料、安全玻璃等行業(yè)消 耗PC約2萬噸。 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，尤其是電子／電氣工業(yè)、汽車工業(yè)已成為我國國民 經(jīng)濟(jì)的支柱 產(chǎn)業(yè)，另外城市建設(shè)和西部大開發(fā)等基礎(chǔ) 項目的建設(shè)將對新型建筑材料有較大的需求。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計未來幾年我國聚碳酸酯的需求年均增長率將保 持在15%左右，2005 年我國聚碳酸酯的需求量將達(dá)到 45 萬噸 左右。 鑒于我國未來聚碳酸酯市場需求潛力巨大，國內(nèi)許多單 位通過各種途徑尋求國外先進(jìn)技術(shù)，近 年來，除德國拜耳公司和上（塑料造粒機(jī)）海氯堿股份公司合資建設(shè)5 萬噸/年PC 項目較為明確外，美國GE 與燕山 石化合資項目，常州合成化工廠、海南洋浦開發(fā)區(qū)、蚌埠建 設(shè)投資公司準(zhǔn)備招商引資建設(shè)聚碳酸酯的 計劃，至 今尚無大的進(jìn)展。即使上海PC 項目如期建成，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)巨大市場需求。 由于PC 優(yōu)越的綜合性能日益受到重視，許多生產(chǎn)商對PC 前景過于樂觀，尤其是1997—2002 年間全球生產(chǎn)能力急劇增長，國外權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)計未來幾年內(nèi)全球的Pc 將出現(xiàn)一定產(chǎn)能過剩，價格將 有所下降，這對于主要依賴進(jìn)口的我國無疑是件好  事。

三、應(yīng)用發(fā)展盡管PC 塑料具有許多優(yōu)異性能，然而由于PC 分子鏈的高剛性和大的空間阻位使其具有較高 的熔體粘度，因此加工困難，易開裂，耐溶劑性和耐磨損性較差，因此對PC 改性研究成為PC 應(yīng)用 研究最 重要的課題，目前聚合物合金化成為PC 改性重要途徑，國外已有大量性能優(yōu)良PC 合金投入 市場，國內(nèi)開發(fā)研究起步較晚。 隨著PC 合金材料的研究不斷進(jìn)展，PC 的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，以下簡要介紹一些國內(nèi)PC極具 開發(fā)前景的應(yīng)用領(lǐng)域。 寬波透光的光學(xué)器械，作為一種透明性能良好的工程塑料，PC作為光盤基材在 全球大量使用， 不僅可以制備CD、VCD、DVD 光盤，還可以適用于高密度記錄光盤的基材，尤其是PC 與苯乙烯接 枝生成的共聚物具有極佳的應(yīng)用效果。PC 片材 特別適宜于制作眼鏡鏡片，在PC 分子鏈中引入 硅氧基團(tuán)，可以提高其硬度及耐擦傷性。 PC 塑料作為高折射率塑料，用于制作耐高溫光學(xué)纖維的芯材，若在PC 分子鏈中的C—H 鏈為 C—F 鏈所取代，則可以對可見光的吸收減少，能有效降低傳遞途中的信號損 失。另（塑料造粒機(jī)）外PC 良好透光 性，在透明窗材高層建筑幕墻、機(jī)場和體育場館透明建筑材料等方面應(yīng)用非常普遍和具有潛力，今后 重點是提高表面硬度和抗靜電性。阻燃環(huán)保的通信電器，由于PC良好電絕緣性能，廣泛應(yīng)用于通信電信設(shè)備領(lǐng)域， 目前PC 已 經(jīng)大量替代原有的酚醛塑料，今后重點開發(fā)阻燃PC 用于通信電器領(lǐng)域中，因此無污染阻燃PC 材料 成為開發(fā)重點，溴系阻燃劑由于毒性在減少使用，而 無鹵環(huán)保磷系阻燃劑會明顯降低PC 的熱變形溫 度和沖擊 強(qiáng)度，因此比較適宜的是有機(jī)硅系阻劑。另外隨著通 信電器輕量小型化 對PC材料提出更高 要求，目前PC／ABS 合金就特別適宜在 通信電器及航空 航天工業(yè)中應(yīng)用。 表面金屬化的汽車部件，PC 表面金屬化后具有良好的金屬光澤及高強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于各種汽車零部件中，但是電鍍過程中會降低它的沖 擊韌性，因此采用彈性體與PC共混改性，所合彈性體分散了致開裂應(yīng)力，雖經(jīng)電鍍 也不會降低其沖擊韌性，因此電鍍級PC 樹脂非常具有開發(fā)前景。另外表面 金屬化的PC 還可以作為電磁波的屏蔽材料，應(yīng)用于計算機(jī)中。 低殘留有害物的食品容器，工業(yè)合成PC 是雙 酚義型，由于合成時有微量未反應(yīng)的單體雙酚A殘留在樹脂中，在作為飲用水桶和食品容器時，易被溶（塑料造粒機(jī)）出而影 響人們身體健康，因此要開發(fā)衛(wèi)生級的PC樹脂，用作飲水桶和其他 食品容器的生產(chǎn)與使用，國內(nèi)應(yīng)用前景非?？春?。 防開裂脆化的醫(yī)療器械，PC 塑料具有諸多優(yōu)異性能 ，目前已應(yīng)用于醫(yī)療器械中，由于其耐化學(xué) 品性較差，在化學(xué)藥品存在下易引起內(nèi)應(yīng)力開裂，如PC塑料在人工透析器、人工（塑料造粒機(jī)）肺等醫(yī)療器械中應(yīng) 用要解決高溫消毒導(dǎo)致裂紋的老化現(xiàn)象，若克服這些缺點，聚碳酸酯在醫(yī)療器械中應(yīng)用可迅速擴(kuò)大。（塑料造粒機(jī)）

聚碳酸酯（PC）分為：防靜電PC，導(dǎo)電PC，加纖防火PC，抗紫外線耐候PC，食品級PC，抗化學(xué)性PC。