基本介紹
材料簡介,特性用途,工藝技術,國外市場,國內市場,物性表,
材料簡介
PCT樹脂是一種耐高溫、半結晶型的熱塑性塑膠耐高溫、半結晶型的熱塑性塑膠，系聚酯家族又一新品，由美國伊斯曼化學公司(Eastman)於1987年實現工業化並至今壟斷PCT的生產。PCT樹脂由1,4-環己烷二甲醇(簡稱CHDM)和對苯二甲酸二甲酯(簡稱DMT)聚合而成。PCT樹脂的主要生產原料是CHDM、DMT或對苯二甲酸(簡稱PTA)等，DMT是PTA與甲醇的反應產物。
特性用途
PCT作為聚酯家族的一種新品種，其性質與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)相似，具有PBT的強度、韌性，而耐熱性優於PET。PCT具有較高的耐熱性，其連續套用溫度範圍在130℃~150℃之間，撓曲溫度為243℃~260℃，可以代替耐熱級的PBT用作印刷電路板生產中的波峰焊接板和回流焊接板。
PCT耐熱性能雖然低於聚苯硫醚(PPS)、高溫液晶聚合物(LCPS)和耐高溫聚醯胺，但高於中溫液晶聚合物和其它聚酯。但由於PCT還具有良好的韌性、熱穩定性、易加工性、耐化學性和低吸濕性，在潮濕條件下，對PCT的機械性能、尺寸穩定性和加工性能的影響很小。因此，PCT可以與PPS、LCPS和高溫聚醯胺等許多聚合物競爭。
PCT一般以填充共混物、共聚酯或熔融共混物3種基本形式存在。
填充共混PCT採用玻璃纖維和無機物填料，並添加各種穩定劑、阻燃劑和其他加工助劑，使其成為高溫使用環境下的高性能材料。PCT填充共混物優良的高溫性能使它有希望在各種工程上套用，尤其是那些要求短期抗高溫性的套用。
PCT共聚酯表現出很寬範圍的性質，這取決於特定的共聚酯。PCTG(二醇改性PCT)是乙二醇改性共聚酯，具有高抗衝擊性、極佳的透明度，高光澤性，特別是抗輻射性和優良的抗化學性。PCTG共聚酯的缺口懸臂式衝擊值與聚碳酸酯(PC)相近，另外它還可與其他純聚合酯如ABS相競爭。這種共聚酯的特性使其用於各種醫療和光學等要求透明度和韌性的場合。PCTA(酸改性PCT)是一種酸改性共聚酯，可加工擠出膜和片材用於包裝，PCTA共聚酯膜具有極好的透明度、低溫柔韌性、高的撕裂強度和耐化學性。另外，PCTA共聚酯可以添加玻璃和(或)、，無機填料，使其具有高溫特性，用於雙面可烘烤廚具。
PCT或PCTG共聚酯與其他聚合物的熔融共混物提供了一定範圍力學性能和熱性能，可改性後作為專門用途。最通用的熔體共混物是由PCTG共聚酯和PC構成的，表現出極佳的透明度和光學特性，如很好的透光性和很低的混濁度，好的耐化學性和柔韌性，其缺口懸臂樑式衝擊強度測定值高。通常，這些熔體共混物具有的性能與PC及其他PC為基礎的共混物相近。以PCT和PCTG共聚酯為基礎的熔體共混物可具有比PC更好的耐某些化學物的性質，並表現出很好的光澤度和可著色性。由此，這些熔體共混物可用於醫藥工業，遊樂專用車輛的殼體和罩面板。
概括來講，PCT及其改性產品可套用的領域如下。
(2)汽車：由於PCT共混物的耐高溫性、高強度和耐化學性，它用於各種汽車發動機室機械元件如交流發電機電樞和壓敏器。
(4)儀表器械：純色和染色的共聚酯及熔體共混物套用於儀表器械，如底板維護噴嘴、液體儲存槽和冰櫃門和其它透明內部零件。從經濟角度，這些聚合物提供的透明度、韌性和耐化學性在一定範圍內不需再用其它的透明聚合物。新的、透明的PCT聚合物的特點是能製造較高級模件，同時價格較低，使其成為儀表產品材料中的最新附加物。
(5)光學元件：共聚物和熔體共混物可套用於那些要求透明度和高抗衝擊性的地方，包括安全護目鏡、安全玻璃框、臉部防護罩、太陽鏡和牙齒保護套等。
工藝技術
首先，DMT和CHDM進行酯交換，生成雙羥甲基環己烷甲基對苯二甲酸酯(BHMCT)和其它低相對分子質量的PCT聚合物以及甲醇，通常用鈦、錳、鈷和鈉催化劑來增加酯交換和聚合反應的轉化率。然後通過預縮聚反應，生成低相對分子質量低聚物或聚合物，並釋放出CHDM。在這時，加入催化劑/引發劑體系，加速聚合併且使酯交換反應終結。在經過最後的聚合過程，得到產品PCT。
國外早在20世紀50年代就開始了PCT的研究，先後由美國伊斯曼公司、德國的Huls公司等參與研究，並已申請了專利。近些年，關於PCT及其共聚酯的工藝研究趨勢是由DMT法轉向PTA法，研究方向主要是找到合理經濟的生產工藝路徑和配方，以及改善和最佳化聚酯產品的指標。
美國伊斯曼化學公司是世界PCT純樹脂的唯一生產商。我國一些科研單位也在進行PCT的合成研究，但尚沒有建設工業化裝置的技術。因此，目前國內建設該項目需要引進技術。
國外市場
生產能力
2002年，全球僅美國伊斯曼化學公司一家PCT及其共聚酯生產商，商品名為Thermx。PCT基礎樹脂生產線設在美國田納西州Kingsport工廠；PCT共聚酯生產在南卡來羅納州的哥倫比亞，產品包括PCTG、PCTA等。據稱，PCT基礎樹脂生產能力為3 000t/a，2002年進行了改造，使之能低成本生產。近年未有美國伊斯曼化學公司擴大PCT生產的相關報導。
GE塑膠公司長期從伊斯曼化學公司購買PET基礎樹脂用於生產共混型聚合物。2003年3月，杜邦工程塑膠公司與伊斯曼化學公司簽訂了半結晶型塑膠業務的購買協定，包括Titan商標名的液晶聚合物、Thermx商標名的PCT、EGPET等樹脂。伊斯曼化學公司並對其提供相關技術支持，未來還將繼續為杜邦工程塑膠公司生產PCT樹脂。
消費
美國是世界PCT最大的消費市場，其次是亞洲。日本不生產PCT純樹脂。1998年前日本Toray公司直接從美國伊斯曼化學公司進口玻璃纖維增強型PCT；1998年伊斯曼(日本)公司成立，日本國內的PCT類樹脂供應都間接從此公司進口。過去幾年裡，日本每年消費大約500tPCT，主要用於電子工業的接頭和插座的生產，由於LCPS、PPS的激烈競爭，未來幾年PCT需求增長平穩。其他亞洲的國家和地區的PCT消費量高於日本，但增長也較平穩。
在國外，PCT的主要用途是電子/電氣和汽車方面。其中，近80%的PCT用於電子/電氣方面，主要用途有印刷電路板器件、接外掛程式、插座、開關、片連線件、記憶體卡部件、針形接外掛程式等。汽車是PCT另一大用途，占20%.主要用於內部連線件、分配器殼、火花塞座、自動傳輸開關、開關盒、發動機點火部件等。PCT通常用玻璃纖維增強，其它等級的品種還有玻璃纖維和雲母填充。就象其他耐高溫熱塑性樹脂的發展一樣，電子/電器和汽車工業的需求是PCT發展的主要驅動力。在新領域開拓方面，美國伊斯曼化學公司研製出PCT纖維，其工業用途包括耐高溫過濾材料及絕緣材料，還可用於製作結構性複合材料。
由於高耐溫性和較好的韌性，用於高端領域中PCT具有較高的性價比優勢，將繼續取代PET、PBT、尼龍-6、尼龍-66等，全球需求將穩步增長，但由於LCPS、PPS的競爭，預計未來幾年世界PCT需求年平均增長率在6%-8%。
國內市場
生產
國內於20世紀90年代開始關注PCT，1991年北京化工研究院對該種工程塑膠進行了較系統的資料調研，並於1992年合成出小試樣品，後來該院停止了此項研究。天津石油化工公司研究院等單位也對以DMT為原料的工藝路線進行了研究。目前，國內的研究主要面臨的問題是合適的助劑和添加劑的選擇，從而制定出經濟合理的工藝路線，得到成本低、品質達到要求的產品。到目前為止，國內規模化生產PCT類樹脂尚屬空白，套用也處於起步階段。
消費
由於PCT共混物、共聚酯和熔體共混物所表現出的寬範圍的優良特性，這些材料有一系列的最終用途。PCT填充共混物套用於電器/電子和汽車市場，這取決於它們的耐高熱性。共聚酯和熔體共混物主要套用在醫藥、消費品、光學和遊樂/專用車輛等市場。PCT及其共聚酯在國內市場前景看好。PCT作為一種新型聚酯，具有很高的市場價值，是一個新商機。
物性表
物理性能 | 額定值 | 單位制 | 測試方法 |
比重 | 1.19 | ASTM D792 | |
熔流率 (260°C/3.8 kg) | 14 | g/10 min | ASTM D1238 |
機械性能 | 額定值 | 單位制 | 測試方法 |
抗張強度 2 | ASTM D638 | ||
屈服 | 7100 | psi | |
斷裂 | 5800 | psi | |
伸長率 2 (斷裂) | 160 | % | ASTM D638 |
物理性能 | 額定值 | 單位制 | 測試方法 |
密度 | 1.45 | g/cm³ | ISO 1183 |
