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双酚A型聚碳酸酯的结构

发布日期:2013-11-19 来自:全球塑胶网

双酚A型聚碳酸酯具有对称结构,不存在空间异构现象。碳酸酯基具有极性,但由两个苯撑基和异丙撑基隔开,使聚合物总体上仅显示较弱的极性,会使分子链之间的作用力增大,同时对电性能有不利影响。分子链上含有苯撑基限制了分子链的内旋转,导致分子链刚性增大,又减小了聚合物在某些溶剂中的溶解性和吸水性。分子链上醚键的存在又赋予分子链一定柔性,可以使分子链绕醚键两端的单键旋转,又决定了聚合物可以溶解于某些溶剂。概括而言,分子链上的苯撑基、酯基的影响大于醚键的影响,决定了分子链属于刚性链。因此,可以预料聚合物具有较高的玻璃化温度和熔融温度、熔体粘度高,分子链在外力作用下不易滑移,抗变形性好(刚性好、蠕变小、尺寸稳定性优),力学性能也颇优。另一方面,又限制了分子链的取向和结晶,若一旦取向,又不易松驰,致使内应力不易消除,容易产生内应力被冻结的现象,导致在某种应用条件下的应力开裂现象。

双酚A型聚碳酸酯分子链易形成较稳定的原纤维这样的聚集状结构,原纤维会成柬并混乱交错排列组成疏松的网络,使聚合物内存在大量空隙(自由空间)。原纤维内的分子链问作用力较大,敛集密度较高。在快速的外加载荷作用下,聚合物以原纤维为单位可自由移动,吸收大量外载荷的能量。这种结构特性赋予聚合物很高的抗冲击性能,聚合物的无定形结构也有利于材料的韧性。因此,尽管双酚A型聚碳酸酯具有刚性分子链,但却具有优异的韧性。

依双酚A型聚碳酸酯分子链的对称性和规整性,理论上本应是能够结晶的,但X射线衍射证明它是无定形结构,材料的高度透明也说明了这一点。这是由于聚碳酸酯分子链刚性较大,熔融温度和玻璃化温度皆远高于制品成型的模温,使聚合物成型时很快就从熔融温度降低到玻璃化温度之下,完全来不及结晶,只能得到无定形制品。如果将聚合物溶液缓慢蒸发或将熔体冷却到180℃时并保持在该温度下数日,就可以得到聚合物的结晶结构,用这种方法所得到的制品不太透明和X射线衍射图都证明了这一点。