聚碳酸酯的制備
聚碳酸酯紡織紗管的生產,選用光氣法生產的PC為原料,其中新料為80%,再生料為20%。其生產工藝流程如下:
配料→幹燥→註射→修整→拋光→熱處理→制品。
烘箱幹燥溫度115-120℃, 16-20小時,物料在料盤上厚度為30毫米以下,使樹脂含水量在0.03%以下。
料筒三區溫度為200-220、 250-280、 260-290℃,噴咀溫度比料筒稍低些,低5-10℃。註射壓力60-100MPa,成型周期25秒,熱處理溫度115-120℃, 1小時,要采用倒懸式進行熱處理。
該紗管比木質紗管使用壽命長3倍、尺寸穩定、耐候性好,不起毛、光潔度好,能提供各種顏色的紗管,便於搞好班組經濟核算。
對於廢舊再生PC料,還可以進行增韌處理,頂替新料使用。可在再生PC料中,***混少量的尼龍樹脂,或高抗沖聚苯乙烯樹脂,可使制品的沖擊強度提高1倍以上,彎曲強度也有改善,對樹脂的加工性能、表面光鐸均有所提高了很多。
此外,由於尼龍在熔融時粘度極低,能對***混體系中的顏料有優良的浸潤包復作用,破壞了顏料較子的聚集給構,增加了顏料分散性,為此可降低顏料用量的20%。 PC料壹定要幹燥,使之含水量降到0.02%以下。PC板原料的分子量應選在3.5萬為好。
擠出機螺桿長徑比為20:1,桿中的加料段和計量段長度各占全長的25%,而且螺槽深度壹定,壓縮段長度為全長的壹半。螺桿壓縮比為2.5-3;螺槽深度壹般應小於4毫米;用銷釘螺桿混煉效果更好。
過遮網組可采用80/120/200/120/80目型式。
衣架式機頭比較常用,但造價較貴。 片材的壓延方法有水平方向擠出壓延片,傾斜方向擠出壓延片,向下或向上擠出壓延片。但目前最好的是輥筒傾斜壓延法。
典型的PC板擠出條件:
機簡溫度260、 280、300℃,機頭溫度2801C、壓延輥筒溫度:上輥121-135℃、中輥129-139℃、下輥132--150℃,螺桿轉速12-24轉/分,過濾網組40/60/100目。
PC板可用於汽車,飛機風擋玻璃,波紋板,折板,建築窗玻璃,體育設施天棚玻璃等。
其他:PC可和ABS***混,提高沖擊強度,ABS添加量為50%時,提高幅度最大。ABS含量過少時如3%,沖擊強度反而下降。
PC可和HDPE***混,***中HDPE含量為30%時***混效采較好,可改善沖擊強度,加工流動性能提高,易於充模。LDPE***餛效果很差,出現分層,不能使用。 超過100 項研究探索了聚碳酸酯纖維的bisphenol A leachates 在生態的反應。Howdeshell 等發現在室溫 壹種內分泌幹擾素Bisphenol A(C15H16O2)(雙酚A) 看來從聚碳酸酯纖維動物籠子被滲入水,而它也許是引至對雌鼠生殖器官的發達的原因。由vom Saal 和休斯在2005 年8月出版在對分析bisphenol A leachate 低藥量影響的文件,似乎發現了暗示在財政的資助和得出結論之間有關系: 工業界資助的研究看上去傾向於沒有發現重大作影響; 政府資助的研究傾向於發現有重大影響。
易和其他物質發生化學作用
在聚碳酸酯纖維不應使用氧化鈉和其它堿性清潔劑否則導致泄出Bisphenol-A(C15H16O2),壹種已知的內分泌幹擾素 (影響生殖系統)。
特性:
為非結晶性熱塑性塑料,優質的耐熱性能、良好的透明度和極高的耐沖擊強度等物理機械性能。
優點:
1、具高強度及彈性系數、高沖擊強度、使用溫度範圍廣;
2、高度透明性及自由染色性;
3、H.D.T.高;
4、耐疲勞性佳;
5、耐候性佳;
6、電氣特性優;
7、無味無臭對人體無害符合衛生安全;
8、成形收縮率低、尺寸安定性良好。 工業上應用的聚碳酸酯主要由雙酚A和光氣來合成,其主鏈含有苯環和四取代的季碳原子,剛性和耐熱性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃,可在15-130℃內保持良好地力學性能,抗沖性能和透明性特好,尺寸穩定,耐蠕變,性能優於滌綸聚酯,是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易應力開裂,受熱時易水解,加工前應充分幹燥。
聚碳酸酯的制法有酯交換法和光氣直接法。
(1)酯交換法
原理與生產滌綸聚酯的酯交換法相似。雙酚A與碳酸二苯酯熔融縮聚,進行酯交換,在高溫減壓條件下不斷排除苯酚,提高反應程度和分子量。
酯交換法需用催化劑,分兩個階段進行:第壹階段,溫度180-200℃,壓力270-400Pa,反應1-3h,轉化率為80%-90%;第二階段,290-300℃,130Pa以下,加深反應程度。起始碳酸二苯酯應過量,經酯交換反應,排出苯酚,由苯酚排出量來調節兩基團數比,控制分子量。
苯酚沸點高,從高粘熔體中脫除並不容易。與滌綸聚酯相比,聚碳酸酯的熔體粘度要高得多,例如分子量3萬,300℃時的粘度達600Pa·s,對反應設備的攪拌混合和傳熱有著更高的要求。因此,酯交換法聚碳酸酯的分子量受到了限制,多不超出3萬。
(2)光氣直接法
光氣屬於酰氯,活性高,可以與羥基化合物直接酯化。光氣法合成聚碳酸酯多采用界面縮聚技術。雙酚A和氫氧化鈉配成雙酚鈉水溶液作為水相,光氣的有機溶液(如二氯甲烷)為另壹相,以胺類(如四丁基溴化銨)作催化劑,在50℃下反應。反應主要在水相壹側,反應器內的攪拌要保證有機相中的光氣及時地擴散至界面,以供反應。光氣直接法比酯交換法經濟,所得分子量也較高。
界面縮聚是不可逆反應,並不嚴格要求兩基團數相等,壹般光氣稍過量,以彌補水解損失。可加少量單官能團苯酚進行端基封鎖,控制分子量。聚碳酸酯用雙酚A的純度要求高,有特定的規格,不宜含有單酚和三酚,否則,得不到高分子量的聚碳酸酯,或產生交聯。 PC可註塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、塗覆和機加工,最重要的加工方法是註塑。成型之前必須預幹燥,水分含量應低於0.02%,微量水份在高溫下加工會使制品產生白濁色澤,銀絲和氣泡,PC在室溫下具有相當大的強迫高彈形變能力。沖擊韌性高,因此可進行冷壓,冷拉,冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應大於3萬,要采用漸變壓縮型螺桿,長徑比1:18~24,壓縮比1:2.5,可采用擠出吹塑,註-吹、註-拉-吹法成型高質量,高透明瓶子。PC合金種類繁多,改進PC熔體粘度大(加工性)和制品易應力開裂等缺陷, PC與不同聚合物形成合金或***混物,提高材料性能。具體有PC/ABS合金,PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體***混物、PC/MBS***混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等,利有兩種材料性能優點,並降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要貢獻高耐熱性,較好的韌性和沖擊強度,高強度、阻燃性, ABS則能改進可成型性,表觀質量,降低密度。
聚碳酸酯的性能以及成型參數見表:(僅供參考) 密度 1.18~1.20 模具溫度 50~80收縮率 0.5~0.8 註射壓力 80~130預熱 溫度/°C 110~120 工
藝
參
數 註射時間 20~90 時間/h 8~10 高壓時間 0~5料桶溫度/°C 後段 210~240 冷卻時間 20~90 中段 230~280 總周期 40~190前段 240~285 螺桿轉數 28噴嘴溫度 240~250 使用註射機類型 螺桿式壹、原料的幹燥
1、原料烘幹:普通烘幹箱溫度110—130,時間2—4小時,機頂料鬥烘幹箱溫度100—120,要求水分含量低於0.03%。
2、判斷水含量是否合格:看空註射的料條情況,物料通過塑化後由噴嘴流出來的料條應是均勻無色、無銀絲和無氣泡的細條;否則則是烘幹不徹底。
二、註射工藝
1、註塑機調整成型參數(視原料分子量高低調整):
料筒溫度:前部250—310,中部240—280,後部230—250。
噴嘴溫度:比後部低10。
模具溫度:70—120。
註射壓力:70—140MPa。
螺桿轉速:30—120r/min。
成型周期:註射1—25s,冷卻5—40s。
三、註意事項
1、註射溫度視原料的分子量、制品的形狀和尺寸、註塑機的類型而相應調整。
2、註射速度最好采取多級註射,采用慢-快-慢的方法。
3、註射壓力視制品的形狀和尺寸而定,柱塞式註塑機壹般為100—160MPa,螺桿式註塑機為70—140MPa。
4、成型周期視制品壁厚和註射量而定,壹般情況下充模時間較短,保壓時間較長,冷卻時間以脫模時不引起制品變形為原則。
5、模具溫度視制品的形狀、厚薄而定,適當提高模具溫度有利於脫模,提高產品質量。
6、制品後處理:對於形狀復雜、帶有金屬嵌件、使用溫度極低或很高的制品有必要進行後處理——消除或減少內應力。
方法:制品置於烘幹箱後開始升溫,由室溫升至100—105時保溫10—20min,繼續升溫至120—125時保溫30—40min,然後緩慢冷卻至60以下取出。