聚碳酸酯(PC)原料的应用领域及新的研究发现

聚碳酸酯（PC）的生产环节非常复杂，以往全球仅有极少数大型化工巨头具备生产方法和能力。在国内，生产聚碳酸酯的厂家大多是外资或合资公司。然而，随着聚碳酸酯在建筑和汽车行业的需求不断增加，我国正在加大聚碳酸酯生产的投资规模。2019年，全球聚碳酸酯的产能已经超过了560万吨。

双酚a聚碳酸酯(PC)因其透明度好、冲击强度强、热稳定性好、耐蠕变、耐寒性好、电绝缘性好、阻燃性好等优点，被广泛应用于建筑、电子、汽车、医疗等国民经济领域。

聚碳酸酯(PC)（Polycarbonate，简称PC）属于工程塑料。它是一种无色、无味、透明且无定形的热塑性聚合物。聚碳酸酯(PC)可分为脂肪族、脂环族和芳香族。受加工性能、生产成本等因素的限制，双酚A芳香族聚碳酸酯(PC)可以大规模工业化。

聚碳酸酯(PC) | 主要应用领域

建筑材料（阳光板、耐力板、波浪瓦、幕墙插接板）

自古以来，玻璃就是现代生活中主要的采光材料。大面积建筑的屋顶要求“轻质高强”。聚碳酸酯(PC)的高强度和低密度弥补了玻璃的发脆特性。它具有安全性高、安装简单、可设计性强等优点，在当代建筑领域占有一席之地。单凭材料的优势还不足以完成一座宏伟的建筑。就像水泥需要加固一样，聚碳酸酯(PC)作为建筑材料也增加了很多设计。

随着聚碳酸酯(PC)板生产技术和生产工艺的进步，聚碳酸酯(PC)空心板作为一种新型材料，在建筑屋面、墙面和幕墙中注入了许多新的建筑元素。这种板也称为“阳光板”，可以穿透大部分可见光，阻挡大部分红外线和紫外线。自然光通过平板后，在室内形成柔和的漫反射，不令人眼花缭乱。广泛应用于工业厂房、体育馆、展厅、机场等大空间、深部建筑中。

聚碳酸酯(PC)板具有优良的节能效果，被认为是一种绿色建筑材料。利用EnergyPlus软件对上海某建筑的能耗进行了模拟，并计算了能耗成本。结果表明，与双层玻璃窗相比，聚碳酸酯(PC)多层板窗的年成本可节约6.2~36.6元/m2。

电子电器

聚碳酸酯(PC)在广泛的温度和湿度范围内具有良好的绝缘性和强度。广泛用作计算机各种商用电器的外壳、外壳和结构件。可用于制作绝缘套管、线圈架、电动工具外壳、冰箱冷柜抽屉、真空吸尘器零件等。可用于制造尺寸精度高的零件，如计算机、录像机、电视开关、继电器等通信设备中的重要零件。其色光透明，光散射和尺寸稳定性应用于42英寸以上的大屏幕LCD扩散器。聚碳酸酯(PC)/ABS合金可以降低成本，并且具有可加工性和抗紫外线性。可用于生产注塑笔记本电脑和笔记本电脑的薄壁零件。

汽车行业

传统的窗户和天窗玻璃正在被聚碳酸酯(PC)材料取代，低密度是这种变化的原因之一。塑料优异的加工性能可以让汽车开发者和设计师进行创新。高度弯曲的聚碳酸酯(PC)板与车身结合，以提高空气动力效率。菲亚特500L的车窗显示了聚碳酸酯(PC)材料在该领域的强大竞争力。聚碳酸酯(PC)天窗的发展潜力巨大。中国生产的每三辆汽车将配备天窗全景天窗。高耐热聚碳酸酯(PC)可直接真空喷涂金属，用于生产冷凝器和反射器零件。

在照明系统中，聚碳酸酯(PC)可用于生产形状复杂的前照灯、尾灯和转向灯，以提高抗冲击性。采用聚碳酸酯(PC)，前灯罩质量比无机玻璃低0.5~1.4kg。聚碳酸酯(PC)合金具有较高的机械性能和良好的外观。主要用于汽车的装配和内饰零件。例如，聚碳酸酯(PC)/ABS合金具有优异的耐热性、抗冲击性和刚性，良好的加工流动性和光洁度。是制造汽车仪表板的理想材料。制造的仪表板无需表面预处理，可直接喷涂软面漆，并涂PVC膜。

医疗器械

典型的医疗应用包括高压注射器、牙科工具、外科口罩、血氧合器、采血器、血液分离设备、外科设备、肾透析设备、静脉组件和医用离心机。聚碳酸酯(PC)能否承受高能辐射和高温消毒而不损失物理性能和不发黄，提高耐化学性和防止开裂，是聚碳酸酯(PC)在该领域扩大应用的关键问题。

拜耳推出了多种新的医疗产品，包括markrolon2258、makrolonrx2435和makrolonrx2440。模克隆rx2440是一种新型透明、高流动性医用级聚碳酸酯(PC)材料，具有良好的生物相容性γ射线电子束辐射环氧乙烷蒸汽灭菌的颜色恢复时间比普通聚碳酸酯(PC)快，可用于各种医疗设备，如静脉注射、呼吸道、外科手术、肾脏治疗等方面。

Kos较近发布了模克隆rx3440，它对肿瘤治疗和清洁剂中的溶剂具有抗药性。这种医用聚碳酸酯(PC)产品的耐用性和耐化学性有助于防止开裂，并使医疗专业人员能够安全地向肿瘤患者注射药物。，Styron公司推出了emerge聚碳酸酯(PC)/pet9100cr合金产品，可满足极端条件下的耐化学性，无塑料表面分解、裂纹、断裂等现象。

其他

聚碳酸酯(PC)可用于薄膜和光学透镜封装领域。较薄的膜厚可达0.03mm。它无味、无毒、高度透明、无色、淡黄色。具有阻燃级、印刷级、防刮、防静电等多种功能。可用于电力系统绝缘、特种印刷、手机等电子产品的窗玻璃。光学级聚碳酸酯(PC)可用于制造先进相机、照相机、显微镜和望远镜的光学透镜和眼镜，具有优异的抗冲击性。在包装方面，主要用于大容量可重复使用的水瓶食品器皿。

聚碳酸酯(PC) | 较新研究进展

从现有文献来看，聚碳酸酯(PC)领域的研究热点主要包括阻燃剂和复合材料的开发。一方面，电子和电场要求聚碳酸酯(PC)材料在较薄的情况下具有稳定性和阻燃性。在传感器、太阳能电池、触摸屏、显示器、智能窗口等高端领域，聚碳酸酯(PC)作为矩阵材料显示出一定的应用前景。

聚碳酸酯阻燃剂

聚碳酸酯(PC)阻燃剂有很多种。早期有磺酸盐阻燃剂、有机磷阻燃剂、溴阻燃剂、有机硅阻燃剂、无机阻燃剂等，各有优缺点。目前，市场产品的趋势是无卤。磺酸盐阻燃剂主要具有较高的热变形温度和温度指数。改性聚碳酸酯(PC)材料的阻燃等级一般为UL94V——0（1.0～1.5mm）。

随着社会的发展，人们要求电子设备实用、安全、美观。，薄壁和良好的外观是未来的发展趋势，这要求无卤阻燃聚碳酸酯(PC)达到高阻燃水平，并具有良好的机械性能、光泽度、热性能和加工性能。开发新型阻燃剂并结合阻燃剂来满足各种材料综合性能的需求是企业研究机构的方向。

采用美国frxpolymers公司开发的聚磷酸盐聚合物hm1100作为聚碳酸酯(PC)阻燃剂，使阻燃水平达到1.0mm的V——0水平。与双酚a二苯基磷酸酯（BDP）相比，BDP在高负荷（1.82mpa）下的热变形温度将大大提高，较高可达123℃，表明BDP具有较高的抗水解性能。

复合型聚碳酸酯(PC)材料

聚碳酸酯(PC)本身具有优异的机械和光学性能，是一种理想的基体材料。目前的研究包括：对聚碳酸酯(PC)进行改性，以增强其他材料的复合能力；添加炭黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯，使其具有导电性；作为薄膜的基材，它可以与薄膜材料复合。

SABIC是世界一流的石化企业，在热塑性塑料领域拥有强大的研发能力。公司开发了一种主链上带有特殊基团的新型聚碳酸酯(PC)树脂，可直接与碳纤维结合，无需使用常规硅烷偶联剂对碳纤维进行改性，具有创新性。

郑州大学研究发现：以聚碳酸酯(PC)(聚碳酸酯(PC))为基体，多壁碳纳米管(MWNTs)、单壁碳纳米管(SWNTs)为导电粒子，通过自主设计的卷对卷(R2R)喷涂装置，连续制备出SWNTs/MWNTs/聚碳酸酯(PC)透明导电薄膜，结果表明，该系统具有良好的灵活性和色彩透过率控制。对柔性智能窗的开发具有重要的参考价值。

聚碳酸酯(PC) 应用前景的优缺点分析

优点

目前，聚碳酸酯(PC)的生产工艺主要有酯交换法和光气法。前者需要储存高沸点的苯酚，而苯酚很难达到高分子量。后者在反应过程中使用了剧毒原料光气，这对技术和安全环节提出了很高的要求。如果苯酚本身是有毒的，那么聚碳酸酯(PC)生产的准入门槛使其具有垄断性。

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优异的工程塑料，具有高强度、高延展性和高韧性、优异的冲击强度、优异的电气性能、良好的透光率和90%以上的透光率。对其阻燃性能的研究已经比较成熟，许多合金材料都选择聚碳酸酯(PC)作为改性剂之一。

聚碳酸酯(PC)的隔热性能是普通玻璃的125倍，冲击强度是玻璃的250倍，密度是玻璃的一半。在建筑行业有很大的应用潜力。

聚碳酸酯(PC)易于加工模具，可以替代现有的一些汽车零部件，达到减重节能的目的。我国汽车行业聚碳酸酯(PC)的使用量占总消费量的5%，与国外的20%相比有很大的发展空间。

在电子电气行业，聚碳酸酯(PC)的高抗冲击性、高热变形温度、绝缘性、耐火性和尺寸稳定性长期以来保持着强劲的消费增长。

鉴于每年国进口数十亿聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯(PC)原料以满足需求，市场前景是乐观的。

缺点

聚碳酸酯(PC)机应用广泛，竞争对手多，成本高，在许多应用领域已被取代。例如，对温度和冲击强度要求较低的保鲜室和冰箱保护层使用低成本丙烯腈树脂（SAN）。

透明PP、pet和PVC在容器的使用方面具有竞争力。在食品用具领域，可以用作水瓶和婴儿奶瓶的聚碳酸酯(PC)产品被认为含有双酚A，这在一些国家（如欧盟、加拿大、美国）是受限制的。聚碳酸酯(PC)产品正在向、和高端领域迈进，这对其新产品开发能力和应用领域探索提出了更高、更广的要求。 

总结

人类正处于新材料时代。材料的开发和利用是每一位材料科学家关心和思考的问题。聚碳酸酯（PC）塑料因其优异的机械、光学和热性能而备受青睐。在电子产品、汽车零部件、医疗设备、现代建筑等高端应用领域已经成熟，为其未来发展提供了有力支撑。在经济全球化的推动下，人们物质需求的提高促进了国内外竞争产品聚碳酸酯（PC）的可持续发展。

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