聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)與性能ppt課件.ppt

聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)與性能 1 聚碳酸酯的簡(jiǎn)介 聚碳酸酯具有優(yōu)良的綜合性能 尤其是它的沖擊強(qiáng)度是熱塑性樹(shù)脂中很突出的 其透光率也是工程塑料中的佼佼者 綜觀所有工程塑料 聚碳酸酯可以說(shuō)是目前較為理想的工程塑料之一 聚碳酸酯之所以具有許多優(yōu)良的性能是與它的特殊結(jié)構(gòu)分不開(kāi)的 包括其鏈結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu) 2 聚碳酸酯的分子鏈結(jié)構(gòu) 3 1 聚碳酸酯的分子鏈結(jié)構(gòu) 1 主鏈除R基以外的基團(tuán) 苯基 大共軛的芳香環(huán)狀體 是難以彎曲的僵直部分 提高了分子鏈的剛性 賦予聚合物機(jī)械強(qiáng)度 耐熱性 耐化學(xué)藥品性 耐侯性和尺寸穩(wěn)定性 降低了它在有機(jī)溶劑中的溶解性和吸水性 氧基 又叫醚鍵 它的作用和苯基相反 增大了分子鏈的柔性 加大了聚合物在有機(jī)溶劑中的溶解性和吸水性 4 羰基 增大分子間的相互作用力 使大分子鏈間靠得更緊密 聚合物剛性增大 酯基 極性較大的基團(tuán) 是聚碳酸酯分子鏈中較薄弱的部分 易水解斷裂 使得聚碳酸酯極易溶于極性有機(jī)溶劑 也是它的電絕緣性不及非極性的甚至弱極性的聚合物的原因 5 綜合分析 在暫不考慮R基團(tuán)的影響時(shí) 對(duì)芳香族聚碳酸酯分子鏈剛性的影響 苯基加上羰基的作用超過(guò)了氧基的相反作用 導(dǎo)致剛性相當(dāng)大的聚碳酸酯分子鏈及相互間較大的吸引力使得彼此纏結(jié)不易解除 因而分子鏈間相互滑動(dòng)困難 聚合物在外力作用下不易變形 尺寸穩(wěn)定性好 大分子鏈取向困難 不易結(jié)晶 使聚合物處于無(wú)定形態(tài) 當(dāng)外力強(qiáng)迫取向時(shí) 大分子鏈又不易松弛 導(dǎo)致聚碳酸酯制品內(nèi)參與應(yīng)力難以自行消除 6 2 苯基的取代基 影響分子鏈間的相互作用力和分子鏈空間活動(dòng) 非極性的烴基取代 減小分子間相互作用力 增大分子間的剛硬性 極性的鹵素原子取代 增加分子間相互作用力 使分子斂集得更緊密 增大分子間的剛硬性 鹵原子體積小 阻燃 例如四溴雙酚A型聚碳酸酯的Tm Tg 靜強(qiáng)度比普通的雙酚A型聚碳酸酯大得多 而伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度則要小得多 還有良好的阻燃性 仍課結(jié)晶 吸濕性和透水汽率也較小 7 3 主鏈上的R基團(tuán) 烴基 隨中心碳原子量旁側(cè)基體積和剛性的加大 一方面 大分子剛性增加 位阻增加 導(dǎo)致Tm Tg 靜強(qiáng)度提高 另一方面 鏈間距離增大 相互作用減弱 又會(huì)使Tm Tg 靜強(qiáng)度減小 二者相互矛盾 前者略占上風(fēng) 當(dāng)R基中心原子兩側(cè)基不對(duì)稱(chēng)時(shí) 破壞了分子的規(guī)整性 聚合物不會(huì)結(jié)晶 當(dāng)R為 O S SO2 等雜原子或原子基團(tuán)時(shí) 所得聚碳酸酯均為特殊品種 8 4 端基 端基對(duì)熱性能影響顯著 為封端的聚碳酸酯 鏈末端為羥基和苯氧基 酯交換法 或羥基和酰氯基 水解后為羧基 光氣法 在高溫下 羥基會(huì)引起它醇解 羧基會(huì)促使它酸性水解 并將進(jìn)一步促進(jìn)聚碳酸酯的游離基連鎖降解 9 5 分子量及其分布 n 40時(shí) 表現(xiàn)出低分子化合物特征 不能做制品 只有Tm n 40時(shí) 分子鏈纏結(jié)數(shù)增加 鏈間相互作用增大 出現(xiàn)高彈態(tài) 出現(xiàn)了Tm和Tg n 800時(shí) 完全不能結(jié)晶 分子量分布窄 熔程Rm范圍小 分子量分布寬 熔程Rm范圍寬 10 2 聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 超分子結(jié)構(gòu) PC樹(shù)脂的超分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)取決于鏈結(jié)構(gòu) 合成工藝 成型加工條件 超分子結(jié)構(gòu)不同 會(huì)給PC樹(shù)脂帶來(lái)新的特點(diǎn) 例如PC具有很高的沖擊強(qiáng)度 是由于原纖維骨架在聚合物中的增強(qiáng)作用所致 而聚合物中大量微小空隙的存在又使原纖維骨架在受到?jīng)_擊作用時(shí)能迅速位移以致顯出高彈性 11 聚碳酸酯的性質(zhì) 物化性質(zhì)耐化學(xué)腐蝕性 具有一定的耐化學(xué)腐蝕性 在常溫下 手以下化學(xué)試劑長(zhǎng)期作用而不溶解和引起性能變化 20 鹽酸 或硫酸 硝酸 40 氫氟酸 10 碳酸鈉水溶液 食鹽水 飽和溴化鉀水溶液 10 重鉻酸鉀 10 硫酸復(fù)合溶液 30 雙氧水 脂肪烴 動(dòng)植物油等 12 常見(jiàn)溶劑 鹵代烴 二氧六環(huán) 吡啶 四氫呋喃 噻吩 三甲酚等 溫?zé)崛艿挠新缺?苯酚 環(huán)己酮 DMF 磷酸三甲苯酯等 長(zhǎng)期浸泡在甲醛中會(huì)引起結(jié)晶 降解并發(fā)脆 對(duì)乙醇 樟腦油的耐蝕性也有限 吸水性小 但長(zhǎng)期泡在沸水或飽和水蒸氣中 會(huì)長(zhǎng)期在高溫高濕下也會(huì)引起水解 分子鏈斷裂 最終出現(xiàn)制品開(kāi)裂 無(wú)自滑性 與其他樹(shù)脂相容性差 13 結(jié)晶性 結(jié)晶比較困難 一般為無(wú)定形聚合物 機(jī)械性能 機(jī)械性能優(yōu)良 沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性好突出 缺點(diǎn)是耐疲勞強(qiáng)度和耐磨性較差 較易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂 熱性能 Td 300 長(zhǎng)期工作溫度可高達(dá)120 同時(shí)耐寒性良好 脆化溫度 Tc 低達(dá) 100 14 電性能 電絕緣性能優(yōu)良 接近PET 吸水性 在熱塑性塑料中算小的耐老化性 優(yōu)良耐燃性 可燃