1．1．2．I 概述
聚碳酸酯是大分子主链中含有碳酸酯基的一类高聚物，英文名称为polycarbonate，简称PC。PC是五大通用工程塑料之一，产量和消费量仅次于聚酰胺，居工程塑料第二位。依具体组成的不同，PC可分为脂肪族聚碳酸酯、脂环族聚碳酸酯，脂肪—芳香族聚碳酸酯二类。在工程上具有实际应用价值的是芳香族PC，并以产量最大、用途最广的双酚A型PC为主。
双酚A型PC的结构通式为：
有酯交换和光气化两种工业化生产方法。两种方法生产的PC树脂的主要牌号及其性能特点见表1—l。
PC突出的优点是力学性能优良，冲击强度很高又耐蠕变，透明性、电绝缘性、尺寸稳定性好。使用温度范围广(一130一130℃)，具有自熄性，是一种集刚，硬、韧于一体的材料的典型代表；PC主要的缺点是价格昂贵，吸湿性大，熔体黏度高，成型加工较困难且加工时易产生气泡和银丝，制品易残余有内应力，对缺口敏感性大，耐疲劳性低，摩擦性及耐磨性不佳。
在电子电气工业，PC可作为E级绝缘材料(最高工作温度120℃)用于制备接插件、线圈骨架、绝缘套管、电话机听筒、矿灯电池盒、电视机偏转座盖等；在机械制造工业领域，PC广泛用于制造承载的机械零件，如齿轮齿条、蜗柁蜗杆、凸轮，曲轴杠杆、紧固件、轴套、轴承保持架等；在光学零件或装置领域，由于透光率高，PC也经带用于制备大型灯罩、防护玻璃、照相器材、飞机席舱玻璃、高速飞机的风挡与天窗等；在医疗器械方面，PC可用于制备杯、筒、瓶、人工内脏(肾、肺)等。此外，近年来PC还广泛用于制造影视光盘、食品包装、特种容器、导管等。
1．1．2．2 结构与性能
(1)结构特点
PC分子链上的苯环是大共轭的芳香环，是分子主链上不能弯 曲的刚性部分，它降低了分子链的柔曲性，减小了聚合物在某些溶剂中的溶解性和吸水性；分子主链上的碳酸酯基具有极性，使PC分子链间的作用力增大，是PC较易溶于有机溶剂的一个重要原因，也是PC易水解和电性能不及PE和PS的基本原因；PC分子链上醚基的存在又赋予分子链一定的柔顺性，使分子链段容易绕醚基两端的单键旋转，增大了聚合物的韧性，并使聚合物可以溶解于某些溶剂中。总的来看，PC分子链上亚苯基加酯基的作用超过了醚基的相反作用，使PC分子链的刚性相当大，因此，PC具有很高得Tg和熔点．熔体黏度高．分子链在外力作用下不易滑移，刚性大．蠕变小．尺寸稳定性优．力学性能也颇佳：另一方面，分子链的刚性大又限制了阳分子链的结晶和取向，而当分子链受外力强迫取向后又不易松弛，致使制品小残留的内应力不易消除，容易产生应力被冻结的现象，从而导致制品在某种应用条件下的应力开裂。
双酚A型PC分子链易形成的较稳定的二次结构呈很不对称的长而硬的原纤维结构。虽然有的也能形成球粒状结构，但在加热或受拉伸时也会转变成原纤维状结构。原纤维会成束并和没有进入原纤维的分子混乱交错组成疏松的网络，使高聚物中存在大量的空隙．原纤维内部分子敛集密度较高，分子间作用力较大，因此，在快速的外加载荷的作用下，高聚物首先是以原纤维为单位自由移动，这样可吸收大量外加较荷的能量。这种结构特性赋予PC很高的冲击性能，聚合物的无定形结构也有利于材料的韧性．因此，尽管双酚A型PC具有刚性分子链，但却具有优异的韧性．
双酚A型PC的分子链具有对称结构，简单规整，理论上是应该能够结晶的，但由于PC分子链的刚性大，熔融温度和Tg皆远高于制品成型时的模具温度，使聚合物成型时很快就从熔融温度降低到Tg以下，完全来不及结晶，因此，只能得到无定形制品。
(2)性能
①力学性能 PC大分子链中柔顺的碳酸酯基和刚性的苯环使其兼具韧而刚的优点，这是其他工程塑料所没有的，其冲击性能是热塑性工程塑料中最好的品种之一，比聚酰胺、聚甲醛高3倍之多，接近酚醛树脂和不饱和聚酯树脂玻璃钢。PC的拉伸强度和弯曲强度都好，且由温度、湿度变化而引起的强度变化在工程塑料中也是最小的品种之一。PC的耐蠕变性能在热塑性工程塑料中也很突出，其耐蠕变性优于聚酰胺和聚甲醛，并且在相当高的温度下PC的蠕变也较小，因此，PC的尺寸稳定性好．
PC的耐应力开裂性差，缺口敏感性高，这是PC最大的缺点；PC的自润滑性差，耐磨性欠佳，其耐磨性比聚酰胺、聚甲醛及聚四氟乙烯等都差，但比聚砜、ABS等高；PC的耐疲劳性差，疲劳强度低。
②热学性能 PC的耐高低温性能好，可在一130—130℃的温度范围内使用，在-180℃也不开裂；热变形温度较高，可在120℃下长期工作，短期可耐140℃，玻璃化温度高达140～150℃，因而其尺寸稳定性和耐蠕变性均优于聚酰胺和聚甲醛；PC的热稳定性好，干燥好的PC在成型加工时不易氧化降解，在320℃的熔融态下还可保持数小时，短时间达330~350℃也只有极微量的降解，高于350℃才开始分解；PC的熔体黏度大，线膨胀系数小，遇冷收缩快。
③电学性能 PC的电学性能在工程塑料当中虽然并不突出，但由于其能在较宽的温度和湿度范围内保持较好的电性能，频率对介电常数的影响也很小，再加工耐热值高，因此仍是一种优良的高频绝缘材料。
④环境性能 PC可耐有机酸、稀无机酸、盐、油、脂肪烃及醇类，但不耐氧烃、稀碱、溴水、浓酸、胺类、酮和酯等，可溶于二氯甲烷、二氯乙烷及甲酚等溶剂中；PC也不耐60℃以上的热水，长期接触会导致应力开裂并失去韧性．
PC的耐大气性好，制品在室外暴露一年，性能变化也不大；PC能吸收紫外线而被侵蚀，因此，需加入紫外线吸收剂，但其耐空气，臭氧性能较好。
⑤光学性能 PC为最优异的光学塑料品种之一，其透光率高达93％，折射率高达1．587，雾度只有l％～2％，适于用作透镜材料。但由于PC的双折射高、耐磨性差、硬度低，因此，不宜用作高精度的高档光学材料。
⑥加工特性 PC的熔体黏度很高，因此难以加工大型薄壁制件；即使在高剪切速率下．PC熔体的流变性也表现为牛顿型流体的特点．因此，PC熔体的黏度对温度较为敏感，而剪切速率对熔体黏度的影响很小，因此，升高温度比提高剪切速率更能有效地提高PC的加工流动性；因含有酯基，PC在高温成型过程中易水解，即使微量的水也会引起其分解，因此，加工前其粒料一定要充分干燥，使含水量低于0．03％，最好为0．0l％；由于PC易水解，因此不适合在高温高湿环境下使用．
1．1．2．I 概述
聚碳酸酯是大分子主链中含有碳酸酯基的一类高聚物，英文名称为polycarbonate，简称PC。PC是五大通用工程塑料之一，产量和消费量仅次于聚酰胺，居工程塑料第二位。依具体组成的不同，PC可分为脂肪族聚碳酸酯、脂环族聚碳酸酯，脂肪—芳香族聚碳酸酯二类。在工程上具有实际应用价值的是芳香族PC，并以产量最大、用途最广的双酚A型PC为主。
双酚A型PC的结构通式为：
有酯交换和光气化两种工业化生产方法。两种方法生产的PC树脂的主要牌号及其性能特点见表1—l。
PC突出的优点是力学性能优良，冲击强度很高又耐蠕变，透明性、电绝缘性、尺寸稳定性好。使用温度范围广(一130一130℃)，具有自熄性，是一种集刚，硬、韧于一体的材料的典型代表；PC主要的缺点是价格昂贵，吸湿性大，熔体黏度高，成型加工较困难且加工时易产生气泡和银丝，制品易残余有内应力，对缺口敏感性大，耐疲劳性低，摩擦性及耐磨性不佳。
在电子电气工业，PC可作为E级绝缘材料(最高工作温度120℃)用于制备接插件、线圈骨架、绝缘套管、电话机听筒、矿灯电池盒、电视机偏转座盖等；在机械制造工业领域，PC广泛用于制造承载的机械零件，如齿轮齿条、蜗柁蜗杆、凸轮，曲轴杠杆、紧固件、轴套、轴承保持架等；在光学零件或装置领域，由于透光率高，PC也经带用于制备大型灯罩、防护玻璃、照相器材、飞机席舱玻璃、高速飞机的风挡与天窗等；在医疗器械方面，PC可用于制备杯、筒、瓶、人工内脏(肾、肺)等。此外，近年来PC还广泛用于制造影视光盘、食品包装、特种容器、导管等。
1．1．2．2 结构与性能
(1)结构特点
PC分子链上的苯环是大共轭的芳香环，是分子主链上不能弯 曲的刚性部分，它降低了分子链的柔曲性，减小了聚合物在某些溶剂中的溶解性和吸水性；分子主链上的碳酸酯基具有极性，使PC分子链间的作用力增大，是PC较易溶于有机溶剂的一个重要原因，也是PC易水解和电性能不及PE和PS的基本原因；PC分子链上醚基的存在又赋予分子链一定的柔顺性，使分子链段容易绕醚基两端的单键旋转，增大了聚合物的韧性，并使聚合物可以溶解于某些溶剂中。总的来看，PC分子链上亚苯基加酯基的作用超过了醚基的相反作用，使PC分子链的刚性相当大，因此，PC具有很高得Tg和熔点．熔体黏度高．分子链在外力作用下不易滑移，刚性大．蠕变小．尺寸稳定性优．力学性能也颇佳：另一方面，分子链的刚性大又限制了阳分子链的结晶和取向，而当分子链受外力强迫取向后又不易松弛，致使制品小残留的内应力不易消除，容易产生应力被冻结的现象，从而导致制品在某种应用条件下的应力开裂。
双酚A型PC分子链易形成的较稳定的二次结构呈很不对称的长而硬的原纤维结构。虽然有的也能形成球粒状结构，但在加热或受拉伸时也会转变成原纤维状结构。原纤维会成束并和没有进入原纤维的分子混乱交错组成疏松的网络，使高聚物中存在大量的空隙．原纤维内部分子敛集密度较高，分子间作用力较大，因此，在快速的外加载荷的作用下，高聚物首先是以原纤维为单位自由移动，这样可吸收大量外加较荷的能量。这种结构特性赋予PC很高的冲击性能，聚合物的无定形结构也有利于材料的韧性．因此，尽管双酚A型PC具有刚性分子链，但却具有优异的韧性．
双酚A型PC的分子链具有对称结构，简单规整，理论上是应该能够结晶的，但由于PC分子链的刚性大，熔融温度和Tg皆远高于制品成型时的模具温度，使聚合物成型时很快就从熔融温度降低到Tg以下，完全来不及结晶，因此，只能得到无定形制品。
(2)性能
①力学性能 PC大分子链中柔顺的碳酸酯基和刚性的苯环使其兼具韧而刚的优点，这是其他工程塑料所没有的，其冲击性能是热塑性工程塑料中最好的品种之一，比聚酰胺、聚甲醛高3倍之多，接近酚醛树脂和不饱和聚酯树脂玻璃钢。PC的拉伸强度和弯曲强度都好，且由温度、湿度变化而引起的强度变化在工程塑料中也是最小的品种之一。PC的耐蠕变性能在热塑性工程塑料中也很突出，其耐蠕变性优于聚酰胺和聚甲醛，并且在相当高的温度下PC的蠕变也较小，因此，PC的尺寸稳定性好．
PC的耐应力开裂性差，缺口敏感性高，这是PC最大的缺点；PC的自润滑性差，耐磨性欠佳，其耐磨性比聚酰胺、聚甲醛及聚四氟乙烯等都差，但比聚砜、ABS等高；PC的耐疲劳性差，疲劳强度低。
②热学性能 PC的耐高低温性能好，可在一130—130℃的温度范围内使用，在-180℃也不开裂；热变形温度较高，可在120℃下长期工作，短期可耐140℃，玻璃化温度高达140～150℃，因而其尺寸稳定性和耐蠕变性均优于聚酰胺和聚甲醛；PC的热稳定性好，干燥好的PC在成型加工时不易氧化降解，在320℃的熔融态下还可保持数小时，短时间达330~350℃也只有极微量的降解，高于350℃才开始分解；PC的熔体黏度大，线膨胀系数小，遇冷收缩快。
③电学性能 PC的电学性能在工程塑料当中虽然并不突出，但由于其能在较宽的温度和湿度范围内保持较好的电性能，频率对介电常数的影响也很小，再加工耐热值高，因此仍是一种优良的高频绝缘材料。
④环境性能 PC可耐有机酸、稀无机酸、盐、油、脂肪烃及醇类，但不耐氧烃、稀碱、溴水、浓酸、胺类、酮和酯等，可溶于二氯甲烷、二氯乙烷及甲酚等溶剂中；PC也不耐60℃以上的热水，长期接触会导致应力开裂并失去韧性．
PC的耐大气性好，制品在室外暴露一年，性能变化也不大；PC能吸收紫外线而被侵蚀，因此，需加入紫外线吸收剂，但其耐空气，臭氧性能较好。
⑤光学性能 PC为最优异的光学塑料品种之一，其透光率高达93％，折射率高达1．587，雾度只有l％～2％，适于用作透镜材料。但由于PC的双折射高、耐磨性差、硬度低，因此，不宜用作高精度的高档光学材料。
⑥加工特性 PC的熔体黏度很高，因此难以加工大型薄壁制件；即使在高剪切速率下．PC熔体的流变性也表现为牛顿型流体的特点．因此，PC熔体的黏度对温度较为敏感，而剪切速率对熔体黏度的影响很小，因此，升高温度比提高剪切速率更能有效地提高PC的加工流动性；因含有酯基，PC在高温成型过程中易水解，即使微量的水也会引起其分解，因此，加工前其粒料一定要充分干燥，使含水量低于0．03％，最好为0．0l％；由于PC易水解，因此不适合在高温高湿环境下使用．