熔融挤出双酚Z嵌段改性双酚A型聚碳酸酯的研究

双酚A型聚碳酸酯(简称BAPC)以其优异的综合性能而被广泛应用于世界各大行业,随着世界工业技术的迅速发展,BAPC材料的耐热性逐渐暴露出不足;然而,目前只有德国Bayer公司开发生产出耐高温的PC-HT系列产品,在世界几乎处于垄断地位。倘若能采用反应性挤出的方法向BAPC分子链中引入刚性基团以提高其耐热性,将具有巨大的市场前景。为此,本论文通过双螺杆挤出机进行熔融酯交换反应向BAPC分子链中引入刚性基团后再进行挤出扩链来合成具有新型结构和较高玻璃化转变温度的PC,以弥补BAPC耐热性的不足。重点研究了双酚Z(BPZ)单体与碳酸二苯酯(DPC)预聚和缩聚反应的工艺条件对改性PC性能的影响,同时还考察了原料配比、原料干燥条件、催化剂种类及其含量、热压成型工艺参数等因素对改性PC性能的影响。实验表明,最佳的预聚、缩聚挤出工艺分别为:预聚挤出工艺为230℃(加料段)、240℃、245℃、255℃、260℃、240℃(机头),熔体温度为255℃,真空度为0.06MPa,螺杆转速为30rpm;最佳缩聚挤出工艺为240℃(加料段)、250℃、260℃、260℃、260℃、240℃(机头),熔体温度为255℃,真空度为1.0MPa,螺杆转速为25rpm。对不同催化剂和不同扩链剂研究了PC反应挤出后的性能变化。结果表明:以焦亚硫酸钠为催化剂得到的改性PC综合性能最优,用量为0.05%;三种类型的扩链剂中以二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)为扩链剂得到的改性PC热形变温度最高,用量为0.5%;采用n(DPC):n(BPZ)=1.05,总质量分数为10%时,经固相聚合得到的PC最高热形变温度达144℃且热稳定性与力学性能均较优。