поиск |
|
Плотн. (при 25 0C), г/см3 | 1,20 | ||
| 1,5850 | ||
T. стекл., 0C | 150 | ||
T. размягч., 0C | 220-230 | ||
, МПа | 65-70 | ||
, МПа | 95 | ||
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом), кДж/м2 | 25-50 | ||
, кДж/(кг·К) | 1,17-1,2 | ||
Теплопроводность, Вт/ (м·K) | 0,20 | ||
Коэф. теплового линейного расширения, 0C -1 | (5-6)· 10 -5 | ||
Теплостойкость по Вика, 0C | 150-155 | ||
e (при 10-108 Гц) | 2,9-3,0 | ||
Электрич. прочность (образец толщиной 1-2 мм) кВ/м | 20-35 | ||
| | ||
при 1 МГц | 0,011 | ||
при 50 Га | 0,0007-0,0009 | ||
Равновесное влагосодержание (200C, 50%-ная относит. влажность воздуха), % по массе | 0,2 | ||
Макс. поглощение воды при 25 0C, % по массе | 0,36 | ||
П. характеризуются невысокой горючестью. Кислородный индекс гомополикарбоната составляет 24-26%. Полимер биологически инертен. Изделия из него можно эксплуатировать в интервале температур от — 100 до 1350C.
Для снижения горючести и получения материала с величиной кислородного индекса 36-38% синтезируют смешанные П. (сополимеры) на основе смеси бисфенола А и 3,3',5,5'-тетрабромбисфенола А; при содержании последнего в макромолекулах до 15% по массе прочностные и оптич. свойства гомополимера не изменяются. Менее горючие сополимеры, имеющие также более низкое дымовыделение при горении, чем у гомополикарбоната, получены из смеси бисфенола А и 2,2-бис-(4-гидроксифенил)-1.1 -дихлорэтилена.
Оптически прозрачные П., обладающие пониж. горючестью, получены при введений в гомополикарбонат (в кол-ве менее 1%) солей щелочных или щел.-зем. металлов ароматич. или алифатич. сульфокислот. Напр., при содержании в гомополикарбонате 0,1-0,25% По массе дикалиевой соли дифенилсульфон-3,3'-дисульфокислоты кислородный индекс возрастает до 38-40%.
Т-ру стеклования, устойчивость к гидролизу и атмосферо-стойкость П. на основе бисфенола А повышают введением в его макромолекулы эфирных фрагментов; последние образуются при взаимод. бисфенола А с дикарбоновыми кислотами, например изо- или терефталевой, с их смесями, на стадии синтеза полимера. Полученные таким образом полиэфир-карбонаты имеют т. стекл. до 1820C и такие же высокие оптич. свойства и мех. прочность, как у гомополикарбоната. Устойчивые к гидролизу П. получают на основе бисфенола А и 3,3',5,5'-тетраметилбисфенола А.
Прочностные свойства гомополикарбоната возрастают при наполнении стекловолокном (30% по массе): 100 МПа, 160 МПа, модуль упругости при растяжении 8000 МПа.
Получение. В промышленности П. получают тремя методами. 1) Переэтерификация дифенилкарбоната бисфенолом А в вакууме в присутствии оснований (напр., метилата Na) при ступенчатом повышении температуры от 150 до 300 0C и постоянном удалении из зоны реакции выделяющегося фенола:
Процесс проводят в расплаве (см. Поликонденсация в расплаве)по периодич. схеме. Получаемый вязкий расплав удаляют из реактора, охлаждают и гранулируют.
Достоинство метода - отсутствие растворителя; осн. недостатки - невысокое качество П. вследствие наличия в нем остатков катализатора и продуктов деструкции бисфенола А, а также невозможность получения П. с мол. м. более 50000.
2) Fосгенирование бисфенола А в растворе в присутствии пиридина при температуре 25 0C (см. Поликонденсация в растворе). Пиридин, служащий одновременно катализатором и акцептором выделяющегося в реакции HCl, берут в большом избытке (не менее 2 молей на 1 моль фосгена). Р-рителями служат безводные хлорорг. соединения (обычно метиленхло-рид), регуляторами мол. массы - одноатомные фенолы.
Из полученного реакц. раствора удаляют гидрохлорид пиридина, оставшийся вязкий раствор П. отмывают от остатков пиридина соляной кислотой. Выделяют П. из раствора с помощью осадителя (напр., ацетона) в виде тонкодисперсного белого осадка, который отфильтровывают, а затем сушат, экструди-руют и гранулируют. Достоинство метода - низкая температура процесса, протекающего в гомог. жидкой фазе; недостатки-использование дорогостоящего пиридина и невозможность удаления из П. примесей бисфенола А.
3) Межфазная поликонденсация бисфенола А с фосгеном в среде водной щелочи и орг. растворителя, например метиленхлорида или смеси хлорсодержащих растворителей (см. Межфазная поликонденсация):
Условно процесс можно разделить на две стадии, первая -фосгенирование динатриевой соли бисфенола А с образованием олигомеров, содержащих реакционноспособные хлор-формиатные и гидроксильные концевые группы, вторая -поликонденсация олигомеров (кат.-триэтиламин или четвертичные аммониевые основания) с образованием полимера. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, загружают водный раствор смеси динатриевой соли бисфенола А и фенола, метиленхлорид и водный раствор NaOH; при непрерывном перемешивании и охлаждении (оптим. температура 20-250C) вводят газообразный фосген. После достижения полной конверсии бисфенола А с образованием олигокарбо-ната, в котором молярное соотношение концевых групп COCl и ОН должно быть больше 1 (иначе поликонденсация не пойдет), подачу фосгена прекращают. В реактор добавляют триэтиламин и водный раствор NaOH и при перемешивании осуществляют поликонденсацию олигокарбоната до исчезновения хлорформиатных групп. Полученную реакц. массу разделяют на две фазы: водный раствор солей, отправляемый на утилизацию, и раствор П. в метиленхлориде. Последний отмывают от орг. и неорг. примесей (последовательно 1-2%-ным водным раствором NaOH, 1-2%-ным водным раствором H3PO4 и водой), концентрируют, удаляя метиленхлорид, и выделяют П. осаждением или посредством перевода из раствора в расплав с помощью высококипящего растворителя, например хлорбензола.
Достоинства метода - низкая температура реакции, применение одного орг. растворителя, возможность получения П. высокой мол. массы; недостатки - большой расход воды для промывки полимера и, следовательно, большой объем сточных вод, применение сложных смесителей.
Метод межфазной поликонденсации получил наиб. широкое распространение в промышленности.
Переработка и применение. П. перерабатывают всеми известными для термопластов способами, однако главным образом - экструзией и литьем под давлением (см. Полимерных материалов переработка)при 230-3100C. Выбор температуры переработки определяется вязкостью материала, конструкцией изделия и выбранным циклом литья. Давление при литье 100-140 МПа, литьевую форму подогревают до 90-1200C. Для предотвращения деструкции при температурах переработки П. предварительно сушат в вакууме при 115 50C до содержания влаги не более 0,02%.
П. широко применяют как конструкц. материалы в автомобилестроении, электронной и электротехн. промышленности, в бытовой и мед. технике, приборо- и самолетостроении, пром. и гражданском стр-ве. Из П. изготовляют прецизионные детали (шестерни, втулки и др.), осветит. арматуру, фары автомобилей, защитные очки, оптич. линзы, защитные шлемы и каски, кухонную утварь и т. п. В мед. технике из П. формуют чашки Петри, фильтры для крови, разл. хирургич. инструменты, глазные линзы. Листы из П. применяют для остекления зданий и спортивных сооружении, теплиц, для произ-ва высокопрочных многослойных стекол - триплек-сов.
Мировое производство П. в 1980 составило 300 тыс. т/год, производство в СССР-3,5 тыс. т/год (1986).
Лит.: Шнелл Г., Химия и физика поликарбонатов, пер. с англ., M., 1967; Смирнова О. В., Ерофеева С. Б., Поликарбонаты, M., 1975; Sharma C. P. [а. о.], "Polymer Plastics", 1984, v. 23, № 2, p. 119 23; Factor A., Or Undo Ch. M., "J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed.", 1980, v. 18, № 2, p. 579-92; Rathmann D., "Kunststoffe", 1987, Bd 77, № 10, S. 1027 31. В. В. Америк.