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塑料人的环保行动，从无毒无害无异味的PC材料开始

2023-02-23

它是PC，但不止PC!

手机壳、电脑等电器的外壳基本上属于由无毒无害无异味的PC塑料材质制作而成，被广泛应用于日常生活中，特别是工业中。虽为化学化合物，但其存在推动了工业上的发展，在工业上的地位还是蛮高的。

是什么？

PC 聚碳酸酯（英文简称PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。

其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。

1953年，德国拜尔公司（即现在的科思创）首先合成PC，1958年，德国拜尔公司以熔融酯交换法进行PC的中等工业化生产，在1960年，美国GE（即现在的Sabic）半工业化合成投产。

的特性

PC是一种无定型、无异味、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，但是耐化学性能比较差。

由于PC树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料，也是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，具有突出的抗冲击性能、耐蠕变、尺寸稳定性，耐热、低吸水率以及介电性能优良，所以PC也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。

物理性能：无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-2级阻燃性能。

材料的耐磨性是相对的，把ABS材料与PC材料做比较的话，那就是PC材料耐磨性比较好。但是相对于大部分的塑胶材料来看，pc的耐磨性是比较差的，处于中下水平，所以一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。

化学性能：PC是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，耐弱酸、耐弱碱、耐中性油，不耐紫外光，不耐强碱。由于PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。

PC高分子量树脂有很高的韧性；

悬臂梁缺口冲击强度为600~900J/m；

未填充牌号的热变形温度大约为130°C ；

玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C；

PC的弯曲模量可达2400MPa以上；

树脂可加工制成大的刚性制品；

低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低；

PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。

PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的侵蚀。PC材料具有阻燃性。抗氧化性。

的应用领域

玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业是PC工程塑料的三大应用领域，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。

阳光房，隔音屏障，农业大棚，灯具壳体等建筑业的应用；

汽车大灯，顶棚，内外饰件等汽车工业的应用；

OA设备壳体，铭牌（挤出膜）等电子电器工业的应用；

消防报警灯，盾牌，头盔，面罩等防爆领域的应用；

在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶的应用；

可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械，甚至还可用作人工肾、人工肺等人工脏器的医疗器械应用；

以及用于制造大型灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等，还可广泛用于飞机上透明材料的光学应用……

的应用开发

pc的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。

的产能

粗略统计，2020年国内PC产能已经达到600万吨，实际产量400-450万吨左右，且近两年仍存在增长空间。

的改性方向

阻燃：可做各种类型阻燃，最高可做到5VA 5VB；

增强：可加最高50%GF，提高材料刚性；

染色：PC易着色，可染成各种各样颜色；

合金类：PC/ABS合金，PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等。

的未来发展趋势

目前PC生成所需的单体碳酸二苯酯（DPC）的生产方法主要分为二大类：

第一类，光气法

这种方法是最早使用的合成DPC（碳酸二苯酯）的方法，由光气与苯酚在NaOH溶液中反应生成氯甲酸苯酯，氯甲酸苯酯继续与苯酚反应生成DPC，此法工业化生产产量高，但是由于光气剧毒，且不易贮存于运输，副产物HCl腐蚀性强，对环境污染严重，正在逐步被淘汰掉。

第二类，氧化羰化法

这种方法是以苯酚、一氧化碳和氧气为原料的羰基化反应，在碱、溴化钯以及四配位基金属氧化还原助催化剂存在下，苯酚、一氧化碳、氧气反应，生产碳酸二苯酯，反应式如下：此法也是一种非光气生产方法，但由于催化剂较为昂贵、收率较低的原因，也不适合工业化生产。

适用于工业化生产的全非光气酯交换合成DPC的方法，是未来的趋势。

以碳酸二甲酯（DMC）和苯酚为原料，通过以下两步反应进行：

第一步：DMC与苯酚进行酯交换反应制得中间体甲基苯基碳酸酯（MPC）

第二步：MPC与苯酚进一步反应生产DPC，或者两分子的MPC进行岐化反应生成DPC和DMC，生成的DMC可以作为原料继续反应。

这种方法避免使用剧毒的光气原料，符合绿色环保化工的发展趋势，将会成为生产聚碳酸酯的新宠。

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罗马不是一天建成的，材料人的环保行动从无毒无害的绿色环保化工塑料开始。或许塑料制品的绿色健康无污染的路还有很长，却不妨材料人对环保塑料产品的进一步研发。

虽目前还无法使塑料产业中的所有产品都实现绿色环保化，但随着塑料绿色技术的不断进步，塑料产业的环保道路会愈来愈广。

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塑料人的环保行动，从无毒无害无异味的PC材料开始

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2021-09-15

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