Разновидности инженерных пластиков. Поликарбонаты. Часть 5

Теперь о свойствах поликарбонатов. Поликарбонат с бисфенолом-А (BPA-PC) представляет собой ароматический стеклообразный аморфный полимер с жесткой цепью, который нашел широкое применение благодаря своей высокой ударной вязкости. Как прозрачный полимер, он обычно используется в качестве высококачественной замены неорганического стекла и прозрачных товарных пластиков с низкими эксплуатационными характеристиками. BPA-PC — это инженерный пластик, который по определению является материалом, который используется из-за высоких уровней свойств, обеспечивающих инженерные свойства, такие как высокая прочность на растяжение. Аморфные полимеры не имеют строгого порядка или кристалличности. Полимер является аморфным, потому что звенья повторяющейся цепи не способны к плотной организации в правильную кристаллическую структуру. Это может быть связано либо с нерегулярными повторяющимися единицами, которые просто не будут хорошо организовываться, либо с единицами, для которых кинетика движений локальной цепи слишком медленная.

Долгосрочные исследования термического старения показали, что BPA-PC можно термически кристаллизовать, но скорости настолько медленные, что высокомолекулярный термически кристаллизованный ПК на практике не наблюдается. Разбавители, которые обеспечивают достаточную подвижность цепи, могут также привести к кристаллизации, вызванной растворителем, с приемлемыми скоростями. Таким образом, разумно сделать вывод, что аморфная природа BPA-PC обусловлена низкой подвижностью цепей в расплаве. Эти очень жесткие цепи вызывают очень высокую вязкость в расплаве даже при относительно низкой молекулярной массе. В результате коммерческие марки BPA-PC показывают очень значительные изменения свойств в зависимости от вязкости. Свойства имеют коммерческую ценность даже при таких низких молекулярных весах, прежде всего потому, что критическая молекулярная масса для перепутывания цепей также очень низка для BPA-PC и составляет около 2400 г / моль. Типичные средние молекулярные массы для BPA-PC составляют от 18000 до 36000 при измерении по шкале абсолютной молекулярной массы. Низкая молекулярная масса означает, что в BPA-PC значительно больше конечных звеньев цепей, чем это наблюдается в большинстве полимеров с высокой молекулярной массой. Эффективная молекулярная масса для воздействия на физические свойства, таким образом, сильно зависит от подвижности этих конечных звеньев.

Смеси BPA-PC могут быть несмешиваемыми, полусмешиваемыми или полностью смешиваемыми. Большинство коммерческих смесей совместимы либо полностью, либо частично. Примером несмешиваемой совместимой смеси будет ПК / АБС из смол CycoloyTM и Bayblend. В этом случае необходимо выбрать такой ABS, который был бы совместим с фазой BPA-PC. Примеры полусмешиваемых совместимых смесей могут включать BPA-PC с PET или PBT (коммерческим примером будет смола Xenoy), причем PBT демонстрирует большую частичную смешиваемость, чем PET. Полностью смешиваемые смеси могут включать примеры, такие как BPA-PC с различными полиэфирами циклогександиметанола (коммерческим примером может быть смола Xylex). Смешиваемость или частичная смешиваемость приводит к уменьшению Tg (температуры стеклования) и получению продуктов с более низкой термостойкостью. Совместимость без смешиваемости может привести к небольшому снижению Tg, что может быть связано с незначительной смешиваемостью. Другие полимеры также смешиваются с BPA-PC для улучшения свойств. Например, смешивание с ABS значительно улучшит низкотемпературное воздействие и поток, а также приведет к умеренному улучшению химической стойкости.

Однако наибольшая потеря свойств у чистого поликарбоната заключается в термостойкости, а улучшение химической стойкости меньше, чем то, что может быть достигнуто путем смешивания с кристаллическими полимерами, но оно достигается при сохранении всех преимуществ полностью аморфных полимерных систем. ABS будет присутствовать в качестве второй фазы с другим показателем преломления, что обычно приводит к значительному рассеянию света от границ фаз, в результате чего получается непрозрачный материал. Некоторые из характеристик аморфных полимеров, которые оказываются полезными по сравнению с их кристаллическими аналогами, включают низкую усадку, постоянство усадки (благодаря устранению изменчивости усадки, вызванной изменениями кристалличности) и стабильность размеров. PC / ABS — несмешиваемая смесь. Морфология смеси контролируется существующей морфологией ABS, условиями смешивания, относительными количествами каждого материала, коэффициентами вязкости компонентов и совместимостью между фазами. Обычно для изготовления смесей PC / ABS используются специальные сорта ABS. Это особенно важно, поскольку обычные стабилизаторы и добавки из ABS, как правило, химически несовместимы с BPA-PC.