聚碳酸酯（英文簡稱PC）是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據酯基的結構可分為脂肪族、芳香族、脂肪族－芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族－芳香族聚碳酸酯的機械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應用。

僅有芳香族聚碳酸酯獲得了工業化生產。由于聚碳酸酯結構上的特殊性，已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。

聚碳酸酯是一種強韌的熱塑性樹脂，其名稱來源于其內部的CO3基團。可由雙酚A和氧氯化碳（COCl2）合成。現較多使用的方法為熔融酯交換法（雙酚A和碳酸二苯酯通過酯交換和縮聚反應合成）。

聚碳酸酯的化學性質：

聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯類，碳酸本身并不穩定，但其衍生物（如光氣，尿素，碳酸鹽，碳酸酯）都有一定穩定性。

按醇結構的不同，可將聚碳酸酯分成脂族和芳族兩類。

脂族聚碳酸酯。如聚亞乙基碳酸酯，聚三亞甲基碳酸酯及其共聚物，熔點和玻璃化溫度低，強度差，不能用作結構材料；但利用其生物相容性和生物可降解的特性，可在藥物緩釋放載體，手術縫合線，骨骼支撐材料等方面獲得應用。

聚碳酸酯耐弱酸，耐弱堿，耐中性油。

聚碳酸酯不耐紫外光，不耐強堿。

PC是一種線型碳酸聚酯，分子中碳酸基團與另一些基團交替排列，這些基團可以是芳香族，可以是脂肪族，也可兩者皆有。雙酚A型PC是最重要的工業產品。

PC是幾乎無色的玻璃態的無定形聚合物，有很好的光學性。PC高分子量樹脂有很高的韌性，懸臂梁缺口沖擊強度為600~900J/m，未填充牌號的熱變形溫度大約為130°C ，玻璃纖維增強后可使這個數值增加10°C。PC的彎曲模量可達2400MPa以上，樹脂可加工制成大的剛性制品。低于100°C 時，在負載下的蠕變率很低。PC耐水解性差，不能用于重復經受高壓蒸汽的制品。

PC主要性能缺陷是耐水解穩定性不夠高，對缺口敏感，耐有機化學品性，耐刮痕性較差，長期暴露于紫外線中會發黃。和其他樹脂一樣，PC容易受某些有機溶劑的侵蝕。

PC材料具有阻燃性。抗氧化性。

聚碳酸酯的物理性質：

密度：1.18－1.22 g/cm^3 線膨脹率：3.8×10^-5 cm/°C 熱變形溫度：135°C 低溫-45°C

聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃BI級，在普通使用溫度內都有良好的機械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐沖擊性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加劑就具有UL94 V-2級阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價格較低，并可通過本體聚合的方法生產大型的器件。

材料的耐磨性是相對的，把ABS材料與PC材料做比較的話，那就是PC材料耐磨性比較好。但是相對于大部分的塑膠材料來看，聚碳酸酯的耐磨性是比較差的，處于中下水平，所以一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。

聚碳酸酯的應用：

PC工程塑料的三大應用領域是玻璃裝配業、汽車工業和電子、電器工業，其次還有工業機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設備、醫療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設備、工業安全檔板和防彈玻璃。

PC板可做各種標牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業標牌、點式滑動指示器， PC樹脂用于汽車照明系統，儀表盤系統和內裝飾系統，用作前燈罩，帶加強筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護套、阻流板、PC被應用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤元件，繼電器外殼。PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導規、冰箱內擱架。PC是光盤儲存介質的理想材料。

PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做計算機架，外殼及輔機，打印機零件。改性PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標本器具、血液充氧器、外科手術器械、腎透析器等、PC可做頭盔和安全帽、防護面罩、墨鏡和運動護眼罩。 PC薄膜廣泛用于印刷圖表、醫藥包裝、膜式換向器。

聚碳酸酯的應用開發是向高復合、高功能、專用化、系列化方向發展，已推出了光盤、汽車、辦公設備、箱體、包裝、醫藥、照明、薄膜等多種產品各自專用的品級牌號。

建材行業

聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗沖擊性，耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩定性和良好的成型加工性能，使其比建筑業傳統使用的無機玻璃具有明顯的技術性能優勢。中國建有聚碳酸酯建材中空板生產線20余條，年需用聚碳酸酯7萬噸左右，到2005年達到14萬噸。

汽車制造業

聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能，而且耐候性好、硬度高，因此適用于生產轎車和輕型卡車的各種零部件，其主要集中在照明系統、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。

根據發達國家數據，聚碳酸酯在電子電氣、汽車制造業中使用比例在40%～50%，中國在該領域的使用比例只占10%左右，電子電氣和汽車制造業是中國迅速發展的支柱產業，未來這些領域對聚碳酸酯的需求量將是巨大的。中國汽車總量多，需求量大，因而聚碳酸酯在這一領域的應用是極有拓展潛力的。

醫療器械

由于聚碳酸酯制品可經受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒，且不發生變黃和物理性能下降，因而被廣泛應用于人工腎血液透析設備和其他需要在透明、直觀條件下操作并需反復消毒的醫療設備中。如生產高壓注射器、外科手術面罩、一次性牙科用具、血液分離器等。

航空航天

隨著航空、航天技術的迅速發展，對飛9機和航天器中各部件的要求不斷提高，使得PC在該領域的應用也日趨增加。據統計，僅一架波音型飛機上所用聚碳酸酯部件就達2500個，單機耗用聚碳酸酯約2噸。而在宇宙飛船上則采用了數百個不同構型并由玻璃纖維增強的聚碳酸酯部件及宇航員的防護用品等。

包裝領域

在包裝領域出現的新增長點是可重復消毒和使用的各種型號的儲水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質量輕，抗沖擊和透明性好，用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且保持透明的優點，一些領域PC瓶已完全取代玻璃瓶。據預測，隨著人們對飲用水質量重視程度的不斷提高，聚碳酸酯在這方面的用量增長速度將保持在10%以上，預計到2005年將達到6萬噸。

電子行業

由于聚碳酸酯在較寬的溫、濕度范圍內具有良好而恒定的電絕緣性，是優良的絕緣材料。同時，其良好的難燃性和尺寸穩定性，使其在電子電器行業形成了廣闊的應用領域。

聚碳酸酯樹脂主要用于生產各種食品加工機械，電動工具外殼、機體、支架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。而且對于零件精度要求較高的計算機、視頻錄像機和彩色電視機中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價值。

光學透鏡

聚碳酸酯以其獨特的高透光率、高折射率、高抗沖性、尺寸穩定性及易加工成型等特點，在該領域占有極其重要的位置。采用光學級聚碳酸配制作的光學透鏡不僅可用于照相機、顯微鏡、望遠鏡及光學測試儀器等，還可用于電影投影機透鏡、復印機透鏡、紅外自動調焦投影儀透鏡、激光束打印機透鏡，以及各種棱鏡、多面反射鏡等諸多辦公設備和家電領域，其應用市場極為廣闊。

聚碳酸酯在光學透鏡方面的另一重要應用領域便是作為兒童眼鏡、太陽鏡和安全鏡和成人眼鏡的鏡片材料。世界眼鏡業聚碳酸酯消費量年均增長率一直保持在20%以上，顯示出極大的市場活力。

光盤制造業

隨著信息產業的崛起，由光學級聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲介質，正在以極快的速度迅猛發展。聚碳酸酯以其優良的性能特點因而成為世界光盤制造業的主要原料。世界光盤制造業所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費量的20%，其年均增長速度超過10%。中國光盤產量增長迅速，據國家新聞出版總署公布的數字，2002年全國共有光盤生產線748條，年耗光學級聚碳酸酯約8萬噸，且全部進口。因而聚碳酸酯在光盤制造領域的應用前景是極為廣闊的。

聚碳酸酯的用途：

光學照明

用于制造大型燈罩、防護玻璃、光學儀器的左右目鏡筒等，還可廣泛用于飛機上的透明材料。

電子電器

聚碳酸酯是優良的E（120℃）級絕緣材料，用于制造絕緣接插件、線圈框架、管座、絕緣套管、電話機殼體及零件、礦燈的電池殼等。也可用于制作尺寸精度很高的零件，如光盤、電話、電子計算機、視頻錄象機、電話交換器、信號繼電器等通訊器材。聚碳酸酯薄膜還被廣泛用作電容器、絕緣皮包、錄音帶、彩色錄象磁帶等。

機械設備

用于制造各種齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿、軸承、凸輪、螺栓、杠桿、曲軸、棘輪，也可作一些機械設備殼體、罩蓋和框架等零件。

醫療器材

可作醫療用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、藥品容器和手術器械，甚至還可用作人工腎、人工肺等人工臟器。

其它方面

建筑上用作中空筋雙壁板、暖房玻璃等；在紡織行業用作紡織紗管、紡織機軸瓦等；日用方面作奶瓶、餐具、玩具、模型、LED燈外殼和手機外殼等。

聚碳酸酯的制備：

工藝過程

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→干燥→注射→修整→拋光→熱處理→制品。

烘箱干燥溫度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℃。注射壓力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，便于搞好班組經濟核算。

對于廢舊再生PC材料，還可以進行增韌處理，頂替新料使用。可在再生PC料中，共混少量的尼龍樹脂，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，由于尼龍在熔融時粘度極低，能對共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%。

擠出板

PC料一定要干燥，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%，而且螺槽深度一定，壓縮段長度為全長的一半。螺桿壓縮比為2.5-3;螺槽深度一般應小于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。

壓延方法

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板可用于汽車，飛機風擋玻璃，波紋板，折板，建筑窗玻璃，體育設施天棚玻璃等。

其他：PC可和ABS共混，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共混，共中HDPE含量為30%時共混效采較好，可改善沖擊強度，加工流動性能提高，易于充模。LDPE共餛效果很差，出現分層，不能使用。

薄膜

PC還可做成薄膜，其抗穿刺強度高，適合于焊接，熱封。PC膜表面張力大，在印刷前不需進行電暈處理，電鍍性能也好。可用于醫藥，食品包裝，與紙板復合作裝飾板等。

影響

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　一種內分泌干擾素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于沒有發現重大作影響；政府資助的研究傾向于發現有重大影響。

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），一種已知的內分泌干擾素 （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、使用溫度范圍廣；

2．高度透明性及自由染色性；

3．H.D.T.高；

4．耐疲勞性差；

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。

合成

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，性能優于滌綸聚酯，是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易應力開裂，受熱時易水解，加工前應充分干燥。

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：第一階段，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，從高粘熔體中脫除并不容易。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

光氣屬于酰氯，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）為另一相，以胺類（如四丁基溴化銨）作催化劑，在50℃下反應。反應主要在水相一側，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，并不嚴格要求兩基團數相等，一般光氣稍過量，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。

加工方法

PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必須預干燥，水分含量應低于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分子量應大于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，注—吹、注—拉—吹法成型高質量，高透明瓶子。PC合金種類繁多，為了改進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共混物，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/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有兩種材料性能優點，并降低成本，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。