聚碳酸酯按功能特性可分為通用級(jí)、透明級(jí)、醫(yī)藥食品級(jí)、阻燃、耐熱、耐候、潤(rùn)滑、玻璃纖維增強(qiáng)、碳纖維增強(qiáng)、無(wú)機(jī)物填充、電磁屏蔽、抗靜電等,以及復(fù)合級(jí)。各品種又可按樹(shù)脂熔體指數(shù)或混配改性添加劑成分不同,細(xì)分為更多的具體牌號(hào)。聚碳酸酯可采用共聚或共混方法改性,產(chǎn)生出許多具有特殊優(yōu)良性能的品種,這在很大程度上拓寬了聚碳酸酯的品種和應(yīng)用領(lǐng)域。
表1-8和表1 9分別列出世界其他國(guó)家和地區(qū)與中國(guó)聚碳酸酯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)。
1. 2.1 電子電氣及儀器設(shè)備
聚碳酸酯系優(yōu)良的電絕緣材料。在寬廣的溫度和溫度范圍內(nèi)具有良好且穩(wěn)定的電絕緣性。它還具有耐熱性、耐寒性、阻燃性、低煙性及低的腐蝕氣體排放性、尺寸穩(wěn)定性,而且具有極高的沖擊強(qiáng)度,特別適用于制造辦公機(jī)器、家用電器、通信設(shè)備、電工器械和儀器儀表等,已廣泛用于計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、錄像機(jī)、彩色電視機(jī)、冰箱、吸塵器、電話、移動(dòng)電話、于機(jī)、電動(dòng)工具、實(shí)驗(yàn)室分析儀器和食品加工機(jī)械等,可用作諸如外殼、機(jī)體、支架、冰箱冷凍室抽腥、高精度重要零部件、透明的電器儀表屏、燈具、開(kāi)關(guān)、計(jì)算機(jī)配件、高清晰度大型電視屏幕、液晶平面顯示器(導(dǎo)光板、擴(kuò)散板及光學(xué)薄膜等)。聚碳酸酯及其合金,適用于制作薄壁及形狀復(fù)雜的制品。
聚碳酸酯用于生產(chǎn)照相器械、便攜式工具、運(yùn)動(dòng)設(shè)備,特別適用于在低溫條件下要求高沖擊強(qiáng)度的場(chǎng)合。
由于聚碳酸酯具有良好的抗沖擊性、透明性和耐候性,可用于機(jī)器防護(hù)罩、光學(xué)鏡頭防護(hù)罩等。
中國(guó)電子電氣及計(jì)算機(jī)配件行業(yè)主要集中在浙江省、江蘇省、廣東省、上海市及昆山地區(qū)。
1.2.2建材
聚碳酸酯在建筑行業(yè)中的用量?jī)H次于PVC,居第二位。
建筑行業(yè)中常用的采光材料為玻璃。眾所周知,其特點(diǎn)為透明且經(jīng)久耐用,但易碎。而海寧市仟承工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的聚碳酸酯板材具有高透光性、抗沖擊性、尺寸穩(wěn)定性、易加工成型、耐紫外線輻射。其沖擊強(qiáng)度比普通玻璃高250多倍,比普通聚丙烯酸酯類有機(jī)玻璃板材高30多倍,其隔熱性能比玻璃高25%,重量?jī)H為玻璃的1/2。這些特性,促使聚碳酸酯躋身于建筑行業(yè)中,成為建筑和裝飾理想的透光材料。
聚碳酸酯板材約有1/3用于窗玻璃和商業(yè)櫥窗等。聚碳酸酯板材適用于高層建筑、學(xué)校、醫(yī)院、住宅、銀行采光設(shè)施,以及必須采用防碎玻璃的場(chǎng)所,廣泛用于大面積采光屋頂及樓梯護(hù)欄。聚碳酸酯板材還用于安裝在地面上的大型監(jiān)控器,可在其上踩踏,連汽車也可在其上碾壓。
陽(yáng)光板是一種高強(qiáng)度、透光、隔聲和節(jié)能的材料。2011年,海寧市仟承工貿(mào)有限公司聚碳酸酯中空陽(yáng)光板流水線建成投產(chǎn)。目前,中國(guó)有中空陽(yáng)光板生產(chǎn)線30余條,聚碳酸酯實(shí)心耐力板生產(chǎn)線十多條,聚碳酸酯采光渡浪板生產(chǎn)線2條,聚碳酸酯薄膜薄板生產(chǎn)線3條。中空陽(yáng)光板用于鐵路、公路和飛機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳、體育場(chǎng)、足球場(chǎng)、溫室大棚及城市建設(shè),還用于太陽(yáng)能采集系統(tǒng)。
安裝在戶外和商廈的燈具,要求所用材料具有防破壞功能,透明、耐熱、易成型和抗沖擊的聚碳酸酯,十分適用。此外,聚碳酸酯還用于透鏡散射器、舞臺(tái)用燈和機(jī)場(chǎng)跑道標(biāo)識(shí),以及游泳池底部的自動(dòng)照明系統(tǒng)。
制成具有大理石外觀及低發(fā)泡木質(zhì)外觀的聚碳酸酯板材,適用于制作家具和用作裝飾建材,聚碳酸酯板材還可用作隔聲屏障。
1.2.3光學(xué)介質(zhì)
光盤具有存儲(chǔ)密度高、存取速度快、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、單位信息存儲(chǔ)價(jià)格低、能和現(xiàn)代通信設(shè)備聯(lián)機(jī)使用等優(yōu)點(diǎn)。光存儲(chǔ)概念首先于1966年提出,自20世紀(jì)70年代起,美國(guó)、日本和荷蘭等國(guó)都投入巨大力量,進(jìn)行開(kāi)發(fā)。1982年8月首次規(guī)模生產(chǎn)CD光盤。拜耳公司提供光盤基礎(chǔ)盤的原料,一種專門聚碳酸酯。光盤每面,一般可存儲(chǔ)1011字節(jié)的信息,其存儲(chǔ)量大約比磁存儲(chǔ)量大2個(gè)數(shù)量級(jí)。光盤有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率,單通道可達(dá)50兆字節(jié)/s,多通道可達(dá)350兆~400兆字節(jié)/s。光盤隨機(jī)檢索時(shí)間僅幾十毫秒到100ms,誤碼率低于10 -12,且壽命長(zhǎng),一般可達(dá)10年以上。光盤按功能分,有CD(音頻)、CD-ROM(只讀式)、CD-R(刻錄盤,即一次寫光盤)、CD-RW(可復(fù)寫刻錄盤,即可擦寫光盤)、VCD
(視頻)、DVD (Digital Versatile Disc)、DVD-R(DVD刻錄盤)、DVD-ROM(DVD只讀盤)、DVD-RW(DVD可擦寫光盤,即復(fù)寫光盤)。DVD按面層分,有單面單層、單面雙層、雙面單層、雙面雙層,對(duì)應(yīng)不同的容量,分別是DVD-5、DVD-9、DVD-10和DVD-18。CD和VCD容量都是650MB左右,而單面DVD的容量高達(dá)4. 7GB。以單層光盤為例,盤片結(jié)構(gòu)按功能可依次分為基礎(chǔ)盤(基板)、記錄層、反射層、保護(hù)層和印刷層。其中基礎(chǔ)盤采用高透明、沖i旨韌性極佳、使用溫度范圍大、尺寸穩(wěn)定性好、無(wú)毒的光盤級(jí)聚碳酸酯。
1996年投放市場(chǎng)的DVD(數(shù)字化多功能光盤),標(biāo)志著新的技術(shù)進(jìn)步。CI)為第一代光盤,DVD為第二代光盤。閂前,平均lkg聚碳酸酯,大約可生產(chǎn)55張光盤。標(biāo)準(zhǔn)的CD和VCD盤,采用1.1mm厚的聚碳酸酯基礎(chǔ)盤,保護(hù)層厚為0.1mmDVD盤,用2張0. 6mm厚的5in(lin= 25. 4mm)聚碳酸酯盤粘在一起,作光盤的基礎(chǔ)盤,可存儲(chǔ)18吉字節(jié)的信息。
據(jù)中國(guó)國(guó)家新聞出版總署公布的數(shù)據(jù),2002年中國(guó)光盤生產(chǎn)線為748條,按每條生產(chǎn)線平均用聚碳酸酯200t/a計(jì),每年制光盤需用聚碳酸酯約15萬(wàn)噸。CD和VCD光盤生產(chǎn)線,主要集中在北京、上海和廣東地區(qū),DVD和CD-R生產(chǎn)線集中在浙江和廣東地區(qū)。2002年起,中國(guó)光盤市場(chǎng)的規(guī)模已僅次于美國(guó),居世界第二位。
塑料光纖(POF)是由高折射率的聚合物芯材和低折射率的聚合物包層制成的光導(dǎo)纖維。塑料光纖主要有兩類應(yīng)用:一是信息傳輸,通常用于短距離信號(hào)、信息、數(shù)據(jù)和圖像傳輸系統(tǒng)、室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)布線、汽車、飛機(jī)、船舶的控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、指示燈、市內(nèi)電話、傳感技術(shù)、大容量計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光、探測(cè)等;二是傳輸光源,如用于信號(hào)燈、方向指示燈、廣告牌、舞臺(tái)及櫥窗布置,餐廳和賓館裝飾照明和玩具等。
塑料光纖由美國(guó)杜邦公司和日本三菱人造絲公司分別于1964年和1965年研制成功,分別于1966年和1972年投產(chǎn)。通常采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯作塑料光纖的芯材。
雖然石英光纖是通信用的理想傳輸介質(zhì),但是其纖芯細(xì)、對(duì)接技術(shù)要求高、難度大,而且柔韌性差,在拐角處易損壞。塑料光纖柔韌性好,即使用較粗的芯材也不易折斷,一般數(shù)值孔徑(約為0.3~0.5 mm)和芯徑(約為0.5~1.0mm)均較石英光纖大。所以可用單根纖維傳輸信號(hào),連接方便。在100~1000m范圍內(nèi)寬帶可達(dá)數(shù)吉赫茲,成本與電纜相肖。非常適合在連接點(diǎn)較多的局域網(wǎng)中應(yīng)用。在光纖到戶( FTTH)的應(yīng)用中,有著巨大的市場(chǎng)潛力。
環(huán)氧烷共聚聚碳酸酯加工性能優(yōu)良、耐沖擊、耐候性好,且9使在-60℃下也能保持韌性。用這種材料作光纖到戶光纜的外套,可減輕光纜的重量,使光纖到戶光纜的安裝工作變得輕便得多。
聚碳酸酯是非晶聚合物,折射率為1. 59,玻璃化溫度Tg為130℃左右,有極強(qiáng)韌性,可制得數(shù)值孔徑(NA)高達(dá)3.0mm的塑料光纖。與其他類型的塑料光纖芯材相比,聚碳酸酯類聚合物能耐較高的溫度,非?少F的是,易進(jìn)行共聚改性,有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。
聚碳酸酯用于制造汽車通信系統(tǒng)中光波傳導(dǎo)器的光纖。
1.2.4包裝
聚碳酸酯無(wú)毒、透明、耐熱、抗沖擊、質(zhì)輕,用熱水和中性洗滌劑水溶液洗滌時(shí)不變形,是美國(guó)食品及藥品管理局( FDA)批準(zhǔn)的可用于食品領(lǐng)域的材料。聚碳酸酯可用于制造瓶、微波爐用容器、嬰兒奶瓶、冷水瓶及餐具等,除個(gè)別高檔消費(fèi)品外,在許多場(chǎng)合已替代玻璃瓶,聚碳酸酯還用于生產(chǎn)儲(chǔ)物柜。
聚碳酸酯在包裝領(lǐng)域中的最大市場(chǎng)是飲水機(jī)所用的20L左右非一次性水瓶。中國(guó)每年生產(chǎn)飲水機(jī)1000萬(wàn)臺(tái),若每臺(tái)飲水機(jī)按周轉(zhuǎn)配備2.5個(gè)水瓶計(jì),每個(gè)水瓶耗聚碳酸酯0. 76kg,則供新增飲水機(jī)周轉(zhuǎn)水瓶用聚碳酸酯,每年需增1.9萬(wàn)噸。今后幾年,飲水機(jī)仍將保持較快的發(fā)展速度。