PC的自白，你是否能懂我的世界？

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我叫PC，不要錯誤的以為我是電腦(Personal Computer)，其實，不是這樣的！我，Polycarbonate，聚碳酸酯，乃工程塑料門下，五大首席弟子之一。明明可以靠著高顏值（透光率超90%），偏偏要靠才能（剛度高、抗形變強、耐溶劑性/水好、阻燃性好），像我這樣的“高富帥“，無可厚非的成為塑料圈耀眼的”明星“，被眾人所喜歡。

可是，往往人們只看到我的顏值，直接忽視了我的內(nèi)在（真是個憂傷的故事）。所以，今天，我就要向大家剖析我自己，讓大家看看，真正的我，（不一樣的煙火）了解真實的我。

首先，我是一種無色透明的無定性熱塑性材料，名稱來源于內(nèi)部的CO3基團。

分子結(jié)構(gòu)式： 　　

@ Polycarbonates (PC) are a group of thermoplastic polymers containing carbonate groups in their chemical structures. Polycarbonates used in engineering are strong, tough materials, and some grades are optically transparent. They are easily worked, molded, and thermoformed.

最開始，我是被一個叫Alfred Einhorn的德國科學(xué)家在慕尼黑大學(xué)合成出來的。由于這個世界的人都太笨，長達半個世紀(jì)都看不清我的才能，讓我“養(yǎng)在閨中”——無人識，這群蠢豬。不過，好在愚人千萬，終有一智者，1955，Bayer公司的科學(xué)家Hermann Schnell重新將我（PC）合成出來，并給我起來一個名字“Makrolon”，還給我填寫了一張出生證明（申請專利）。

@Polycarbonates were first discovered in 1898 by Alfred Einhorn, a German scientist working at the University of Munich. However, after 30 years of laboratory research, this class of materials was abandoned without commercialization.

Research resumed in 1953, when Hermann Schnell at Bayer in Uerdingen, Germany patented the first linear polycarbonate. The brand name "Makrolon" was registered in 1955.

提到我的來歷，就不能不說說塑料史，上世紀(jì)五六十年代，正是群雄割據(jù)，拔城奪寨的大發(fā)展時代。1953年，GE公司 (后來塑料部門出身的杰克·韋爾奇擔(dān)任該公司CEO) 的科學(xué)家 Daniel Fox也曾經(jīng)把我合成出來（合成聚碳酸酯），可惜的是，這個人沒有給我入戶（申請專利），等他恍然大悟過來，一切為時已晚（他們比Bayer晚提交申請書一個星期，美國專利局便裁定，該項技術(shù)專利歸Bayer所有，就因這短短一星期，我媽就不是GE（可見，投胎也是個技術(shù)活））。

不過兩年后，GE還是成為了我的干媽（GE向Bayer購買專利使用權(quán)），花了不少錢?？梢?，時間就是金錢，特別是對于我這”優(yōu)良品種“。

1958年，Bayer公司開始量產(chǎn)并商業(yè)化“Makrolon”。兩年后，在支付了一筆“保護費”后，GE公司也開始量產(chǎn)聚碳酸酯，GE家的聚碳酸酯商品名是“Lexan”。自此，聚碳酸酯作為工程塑料登上了歷史舞臺，由于它集良好的光學(xué)性能、力學(xué)性能以及阻燃性能于一體，很快就得到了人們的關(guān)注。

Lexan

目前，能生產(chǎn)我的方法主要有兩種：一是光氣法；二是熔融法。

@The main polycarbonate material is produced by the reaction of bisphenol A (BPA) and phosgene COCl2.

雖然大多數(shù)生產(chǎn)商都采用光氣法，但是，因為光氣劇毒，加之大眾對環(huán)保問題日益重視，新建的PC生產(chǎn)基地基本都采用較為環(huán)保的熔融法?？墒囚~與熊掌不可兼得，熔融法生產(chǎn)出的聚碳酸酯在某些性能上比光氣法還是要差一些。不過除了一些高端的應(yīng)用需求，熔融法制備的聚碳酸酯已基本可以滿足大部分需求。

雖然，實驗室制備聚碳酸酯只有一步反應(yīng)，非常簡單，但在實際生產(chǎn)中卻并非如此。實際生產(chǎn)中，所有的原料都需要從最基本的化學(xué)產(chǎn)品開始，一步步進行制備，并要將在此過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物——熱、廢水等加以回收并循環(huán)利用，這是一個相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。

前面已經(jīng)提及，作為隨處可見的工程塑料，全球市場各個角落少不了我的身影，為什么我能這么受歡迎？從特性說起.......

光學(xué)特性。我的透光率在90%左右，接近于玻璃但是又比玻璃輕，不易碎，易于加工。有人會以為這就是所謂的“有機玻璃”，其實不然！我們所說的有機玻璃的學(xué)名是“聚甲基丙烯酸甲酯”，簡稱PMMA。有機玻璃雖然也是透明材料，甚至光學(xué)特性比聚碳酸酯還要優(yōu)越，但是，它的力學(xué)性能與耐熱性能比聚碳酸酯相差太多，而且還不防火。所以就綜合性能而言，聚碳酸酯更全面，應(yīng)用也更為廣泛。

@ Polycarbonate is highly transparent tovisible light, with better light transmission than many kinds of glass.

力學(xué)性能。聚碳酸酯是剛性與韌性的有機結(jié)合體。一般而言，一種材料剛性很好的話，它就會很脆，往地上一摔就會碎。但聚碳酸酯雖有很好的剛性，很難將其折彎，它的韌性卻也相當(dāng)好，由其制成的產(chǎn)品，即使有重物從高處落在其上，也不容易破碎。例如，4公斤的圓球從0.1米高處落在1.2cm厚的聚碳酸酯板上，聚碳酸酯板能夠完好無損。請參照 iPhone 5c。

@ Unlike most thermoplastics, polycarbonate can undergo large plastic deformations without cracking or breaking. As a result, it can be processed and formed at room temperature using sheet metal techniques, such as bending on a brake.

阻燃性能。2010年11月上海市膠州路一場大火，讓防火阻燃材料備受人們的關(guān)注。相較于其他塑料而言，聚碳酸酯有著優(yōu)異的防火性能。在不添加任何阻燃劑的情況下，純的聚碳酸酯就可以通過一定級別的防火測試。如果輔以少量的阻燃劑，聚碳酸酯就能達到最高級別的防火標(biāo)準(zhǔn)，同時，還不會損失其優(yōu)良的光學(xué)以及力學(xué)性能，這是其他塑料產(chǎn)品根本做不到的。

@ Fire-protection with high performance.

耐高溫性。隨著溫度的升高，所有塑料都會在一定溫度下變軟，從而失去使用價值。這個溫度值也就是該塑料的最高使用溫度?？梢韵胂?，這個溫度數(shù)值越高，塑料的使用范圍也就越寬。聚碳酸酯的最高使用溫度可以達到120度至130度。大約十幾年前，流行過所謂的“太空杯”，透明、輕便，它就是以聚碳酸酯為原材料制作的。

@Polycarbonate has a glass transition temperature of about 147 °C (297 °F), so it softens gradually above this point and flows above about 155 °C (311 °F). Tools must be held at high temperatures, generally above 80 °C (176 °F) to make strain-free and stress-free products.

除了以上所說的四個主要特性，聚碳酸酯還有其他一些優(yōu)良性能，比如電學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性等等，這里不再贅述。關(guān)注艾邦高分子，回復(fù)“PC”，查看更多

隨著塑料行業(yè)盈利水平的逐漸降低，歐美老牌公司漸漸退出了聚碳酸酯市場：2010年，陶氏化學(xué)將其聚碳酸酯業(yè)務(wù)部出售給貝恩資本，取名為Styron， 2015年該公司又改名為Trinseo。

2015年9月，Bayer宣布將旗下材料業(yè)務(wù)集團（包括聚碳酸酯業(yè)務(wù)）獨立出來，賦予其一個新名字——Covestro；

最大的變數(shù)是GE塑料，2007年，沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司以116億美元收購了GE的塑料部門并更名為Sabic 創(chuàng)新塑料部門，又于2015年10月解散創(chuàng)新塑料部門，將其并入新的“特殊產(chǎn)品部門”，其位于美國皮茨菲爾德的創(chuàng)新塑料總部也被關(guān)閉。當(dāng)年工程塑料界的王者落得如此結(jié)局，讓人唏噓不止。白云蒼狗，風(fēng)云變幻，不知從這里起步的杰克·韋爾奇會作何感想。

全球PC原料生產(chǎn)商及其PC品牌：

盡管歐美市場聚氨酯風(fēng)云變幻，但對于全球市場來說，聚氨酯應(yīng)用領(lǐng)域還是很廣滴。

1、建筑業(yè)板材

聚碳酸酯板材具有良好的透光性、抗沖擊性、耐紫外線輻射、制品的尺寸穩(wěn)定性以及良好的成型加工性能，使其比建筑業(yè)傳統(tǒng)使用的無機玻璃具有明顯的技術(shù)性能優(yōu)勢。經(jīng)壓制或擠出方法制得的聚碳酸酯板材，重量是無機玻璃的50%，隔熱性能比無機玻璃提高25%，沖擊強度是普通玻璃的250倍，在世界建筑業(yè)上占主導(dǎo)地位，約有1/3用于窗玻璃、商業(yè)櫥窗等玻璃制品。關(guān)注艾邦高分子，回復(fù)“PC”，查看更多

@The second largest consumer of polycarbonates is the construction industry, e.g. for domelights, flat or curved glazing, and sound walls.

2、汽車零部件

在追求節(jié)能高效的今天，輕型化、安全化是汽車制造業(yè)追求的重要目標(biāo)。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(chǎn)轎車和輕型卡車的各種零部件，其主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在制造照明系統(tǒng)、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。

尤其在汽車照明系統(tǒng)中，充分利用聚碳酸酯易成型加工的特性，將車燈頭部、連接片、燈體等全部模塑在透鏡中，設(shè)計靈活性大，便于加工，解決了傳統(tǒng)玻璃制造頭燈在工藝技術(shù)上的困難。在西方國家，聚碳酸酯在電子電氣、汽車制造業(yè)中使用比例為40%-50%。

@ In the automotive industry, injection-molded polycarbonate can produce very smooth surfaces that make it well-suited for sputter deposition or evaporation deposition of aluminium without the need for a base-coat.

3、醫(yī)療器械

由于聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒，且不發(fā)生變黃和物理性能下降，因而被廣泛應(yīng)用于人工腎血液透析設(shè)備，以及其他需要在透明、直觀條件下操作，并需反復(fù)消毒的醫(yī)療設(shè)備中，如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)面罩、一次性牙科用具、血液充氧器、血液收集存儲器、血液分離器等。

@ Many polycarbonate grades are used in medical applications and comply with both ISO 10993-1 and USP Class VI standards (occasionally referred to as PC-ISO). Class VI is the most stringent of the six USP ratings.

4、航空航天

隨著航空、航天技術(shù)的迅速發(fā)展，對飛機和航天器中各部件的要求不斷提高，使得PC在該領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨增加。據(jù)統(tǒng)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(shù)百個不同構(gòu)型并由玻璃纖維增強的聚碳酸酯部件,以及宇航員的防護用品等。

@ The cockpit canopy of the Lockheed Martin F-22 Raptor jet fighter is made from a piece of high optical quality polycarbonate, and is the largest piece of its type formed in the world.

5、包裝領(lǐng)域

近年來，在包裝領(lǐng)域出現(xiàn)的新增長點是，可重復(fù)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(zhì)量輕、抗沖擊、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(yōu)點，目前在一些領(lǐng)域，聚碳酸酯瓶已完全取代玻璃瓶。必須一提的是聚碳酸酯奶瓶——因為輕質(zhì)、透明，曾經(jīng)在市場上風(fēng)靡一時。

但是自1998年以來，陸續(xù)有研究表明，聚碳酸酯中游離的雙酚A會在高溫下析出，對嬰幼兒的內(nèi)分泌系統(tǒng)造成損害，引起性早熟，學(xué)習(xí)能力下降以及肥胖等疾病。也有業(yè)界人士對此持不同態(tài)度，認為目前所有數(shù)據(jù)都從小白鼠身上得出，并無人類試驗的數(shù)據(jù)，而且聚碳酸酯奶瓶已經(jīng)廣泛使用了很多年，并未得到任何不良的反饋結(jié)果。

@ Polycarbonate, being a versatile material with attractive processing and physical properties, has attracted myriad smaller applications. The use of injection molded drinking bottles, glasses and food containers is common, but the use of BPA in the manufacture of polycarbonate has stirred serious controversy, leading to development and use of "BPA-free" plastics in various formulations.

不過萬事小心為上，歐盟自2011年3月起禁止生產(chǎn)聚碳酸酯奶瓶；我國也要求自2011年6月1日，禁止生產(chǎn)聚碳酸酯嬰幼兒奶瓶和其他含雙酚A的嬰幼兒奶瓶；自2011年9月1日起，禁止進口聚碳酸酯嬰幼兒奶瓶和其他含雙酚A的嬰幼兒奶瓶。

6、電子電器

由于聚碳酸酯在較寬的溫、濕度范圍內(nèi)具有良好而恒定的電絕緣性，是優(yōu)良的絕緣材料，再加上其良好的難燃性和尺寸穩(wěn)定性，使其在電子電器行業(yè)形成了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

聚碳酸酯樹脂主要用于生產(chǎn)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。而且在零件精度要求較高的計算機、視頻錄像機、彩色電視機中的重要零部件等領(lǐng)域，聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價值。

@ Polycarbonate is mainly used for electronic applications that capitalize on its collective safety features. Being a good electrical insulator and having heat-resistant and flame-retardant properties, it is used in various products associated with electrical and telecommunications hardware.

7、LED照明行業(yè)

近年來，面臨全球能源危機，LED產(chǎn)業(yè)如雨后春筍一般發(fā)展起來，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于照明、顯示、背光等行業(yè)。而LED照明的應(yīng)用會逐步淘汰白熾燈、熒光燈，這對實現(xiàn)節(jié)能減排以及積極應(yīng)對全球氣候變化具有重要意義。2013年，全球LED照明市場規(guī)模有大約270億美元，而中國2013年市場規(guī)模也在480億元人民幣左右。因為聚碳酸酯的輕質(zhì)、易加工、韌性高，以及阻燃、耐熱等性能，使其成為LED照明中替換玻璃材質(zhì)的首要選擇。

@ LED illumination system use PC instead of glass with its special characteristic.

伴隨著全球聚碳酸酯應(yīng)用向高功能化、專業(yè)化方向的發(fā)展，引進國外成套先進技術(shù)成為我國最根本要解決的問題，爭取在較短時間內(nèi)縮短與國外先進水平的差距；

更重要的是高起點地開展氧化羰基化法合成碳酸二苯酯和聚碳酸酯等創(chuàng)新技術(shù)的研究。生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)能的解決，才能從根本上促進了我國自身聚碳酸酯行業(yè)的發(fā)展。

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