PCT（一种化学物质）

材料简介

PCT树脂是一种耐高温、半结晶型的热塑性塑料耐高温、半结晶型的热塑性塑料，系聚酯家族又一新品，由美国伊斯曼化学公司(Eastman)于1987年实现工业化并至今垄断PCT的生产。PCT树脂由1,4-环己烷二甲醇(简称CHDM)和对苯二甲酸二甲酯(简称DMT)聚合而成。PCT树脂的主要生产原料是CHDM、DMT或对苯二甲酸(简称PTA)等，DMT是PTA与甲醇的反应产物。

特性用途

PCT作为聚酯家族的一种新品种，其性质与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)相似，具有PBT的强度、韧性，而耐热性优于PET。PCT具有较高的耐热性，其连续应用温度范围在130℃~150℃之间，挠曲温度为243℃~260℃，可以代替耐热级的PBT用作印刷电路板生产中的波峰焊接板和回流焊接板。

PCT耐热性能虽然低于聚苯硫醚(PPS)、高温液晶聚合物(LCPS)和耐高温聚酰胺，但高于中温液晶聚合物和其它聚酯。但由于PCT还具有良好的韧性、热稳定性、易加工性、耐化学性和低吸湿性，在潮湿条件下，对PCT的机械性能、尺寸稳定性和加工性能的影响很小。因此，PCT可以与PPS、LCPS和高温聚酰胺等许多聚合物竞争。

PCT对清洗用的溶剂，如丙酮、甲乙酮、乙醇和芳香溶剂等，有很好的耐化学性能。但PCT的阻燃性能不佳。

PCT一般以填充共混物、共聚酯或熔融共混物3种基本形式存在。

填充共混PCT采用玻璃纤维和无机物填料，并添加各种稳定剂、阻燃剂和其他加工助剂，使其成为高温使用环境下的高性能材料。PCT填充共混物优良的高温性能使它有希望在各种工程上应用，尤其是那些要求短期抗高温性的应用。

PCT共聚酯表现出很宽范围的性质，这取决于特定的共聚酯。PCTG(二醇改性PCT)是乙二醇改性共聚酯，具有高抗冲击性、极佳的透明度，高光泽性，特别是抗辐射性和优良的抗化学性。PCTG共聚酯的缺口悬臂式冲击值与聚碳酸酯(PC)相近，另外它还可与其他纯聚合酯如ABS相竞争。这种共聚酯的特性使其用于各种医疗和光学等要求透明度和韧性的场合。PCTA(酸改性PCT)是一种酸改性共聚酯，可加工挤出膜和片材用于包装，PCTA共聚酯膜具有极好的透明度、低温柔韧性、高的撕裂强度和耐化学性。另外，PCTA共聚酯可以添加玻璃和(或)、，无机填料，使其具有高温特性，用于双面可烘烤厨具。

PCT或PCTG共聚酯与其他聚合物的熔融共混物提供了一定范围力学性能和热性能，可改性后作为专门用途。最通用的熔体共混物是由PCTG共聚酯和PC构成的，表现出极佳的透明度和光学特性，如很好的透光性和很低的混浊度，好的耐化学性和柔韧性，其缺口悬臂梁式冲击强度测定值高。通常，这些熔体共混物具有的性能与PC及其他PC为基础的共混物相近。以PCT和PCTG共聚酯为基础的熔体共混物可具有比PC更好的耐某些化学物的性质，并表现出很好的光泽度和可着色性。由此，这些熔体共混物可用于医药工业，游乐专用车辆的壳体和罩面板。

概括来讲，PCT及其改性产品可应用的领域如下。

(1)电器/电子：PCT填充共混物用于接线盒、插座、集成电路板、插头槽板组合件、继电器元件，线圈架和无线通讯设备元件。发展趋势是小型化和在表面加工技术辅助设备中应用。如在高温装配过程蒸气相和红外线焊接等加工技术装备中应用。传统的设备罩盖材料正被高温材料如PCT所取代。

(2)汽车：由于PCT共混物的耐高温性、高强度和耐化学性，它用于各种汽车发动机室机械元件如交流发电机电枢和压敏器。

(3)医药器械：共聚酯和熔体共混物具有透明度高、韧性好、耐化学性和耐辐射性，因此它们应用于各种医药器械，如导管系统、细菌过滤器、自密封水价、通风管道系统的一次使用零件和医用接管头。

(4)仪表器械：纯色和染色的共聚酯及熔体共混物应用于仪表器械，如底板维护喷嘴、液体储存槽和冰箱门和其它透明内部零件。从经济角度，这些聚合物提供的透明度、韧性和耐化学性在一定范围内不需再用其它的透明聚合物。新的、透明的PCT聚合物的特点是能制造较高级模件，同时价格较低，使其成为仪表产品材料中的最新附加物。

(5)光学元件：共聚物和熔体共混物可应用于那些要求透明度和高抗冲击性的地方，包括安全护目镜、安全玻璃框、脸部防护罩、太阳镜和牙齿保护套等。

(6)游乐/专用车辆：起初选择熔体共混物是由于它们的抗冲击性、耐化学和抗UV性、光泽度和可染色性。在这些交通工具应用中包括割草机盖板和侧板。拖拉机发动机盖、护栅和挡泥板等。

工艺技术

首先，DMT和CHDM进行酯交换，生成双羟甲基环己烷甲基对苯二甲酸酯(BHMCT)和其它低相对分子质量的PCT聚合物以及甲醇，通常用钛、锰、钴和钠催化剂来增加酯交换和聚合反应的转化率。然后通过预缩聚反应，生成低相对分子质量低聚物或聚合物，并释放出CHDM。在这时，加入催化剂/引发剂体系，加速聚合并且使酯交换反应终结。在经过最后的聚合过程，得到产品PCT。

国外早在20世纪50年代就开始了PCT的研究，先后由美国伊斯曼公司、德国的Huls公司等参与研究，并已申请了专利。近些年，关于PCT及其共聚酯的工艺研究趋势是由DMT法转向PTA法，研究方向主要是找到合理经济的生产工艺路径和配方，以及改善和优化聚酯产品的指标。

美国伊斯曼化学公司是世界PCT纯树脂的唯一生产商。我国一些科研单位也在进行PCT的合成研究，但尚没有建设工业化装置的技术。因此，目前国内建设该项目需要引进技术。

国外市场

生产能力

2002年，全球仅美国伊斯曼化学公司一家PCT及其共聚酯生产商，商品名为Thermx。PCT基础树脂生产线设在美国田纳西州Kingsport工厂；PCT共聚酯生产在南卡来罗纳州的哥伦比亚，产品包括PCTG、PCTA等。据称，PCT基础树脂生产能力为3 000t/a，2002年进行了改造，使之能低成本生产。近年未有美国伊斯曼化学公司扩大PCT生产的相关报道。

GE塑料公司长期从伊斯曼化学公司购买PET基础树脂用于生产共混型聚合物。2003年3月，杜邦工程塑料公司与伊斯曼化学公司签订了半结晶型塑料业务的购买协议，包括Titan商标名的液晶聚合物、Thermx商标名的PCT、EGPET等树脂。伊斯曼化学公司并对其提供相关技术支持，未来还将继续为杜邦工程塑料公司生产PCT树脂。

消费

据美国SIR公司报道，2009年世界PCT纯树脂消费量15000t，PCTG消费量约60000t，PCTA消费量约50000t。2010年世界PCT 、PCTG、PETG消费总量达到20万吨。

美国是世界PCT最大的消费市场，其次是亚洲。日本不生产PCT纯树脂。1998年前日本Toray公司直接从美国伊斯曼化学公司进口玻璃纤维增强型PCT；1998年伊斯曼(日本)公司成立，日本国内的PCT类树脂供应都间接从此公司进口。过去几年里，日本每年消费大约500tPCT，主要用于电子工业的接头和插座的生产，由于LCPS、PPS的激烈竞争，未来几年PCT需求增长平稳。其他亚洲的国家和地区的PCT消费量高于日本，但增长也较平稳。

在国外，PCT的主要用途是电子/电气和汽车方面。其中，近80%的PCT用于电子/电气方面，主要用途有印刷电路板器件、接插件、插座、开关、片连接件、内存卡部件、针形接插件等。汽车是PCT另一大用途，占20%.主要用于内部连接件、分配器壳、火花塞座、自动传输开关、开关盒、发动机点火部件等。PCT通常用玻璃纤维增强，其它等级的品种还有玻璃纤维和云母填充。就象其他耐高温热塑性树脂的发展一样，电子/电器和汽车工业的需求是PCT发展的主要驱动力。在新领域开拓方面，美国伊斯曼化学公司研制出PCT纤维，其工业用途包括耐高温过滤材料及绝缘材料，还可用于制作结构性复合材料。

由于高耐温性和较好的韧性，用于高端领域中PCT具有较高的性价比优势，将继续取代PET、PBT、尼龙-6、尼龙-66等，全球需求将稳步增长，但由于LCPS、PPS的竞争，预计未来几年世界PCT需求年平均增长率在6%-8%。

国内市场

生产

国内于20世纪90年代开始关注PCT，1991年北京化工研究院对该种工程塑料进行了较系统的资料调研，并于1992年合成出小试样品，后来该院停止了此项研究。天津石油化工公司研究院等单位也对以DMT为原料的工艺路线进行了研究。目前，国内的研究主要面临的问题是合适的助剂和添加剂的选择，从而制定出经济合理的工艺路线，得到成本低、品质达到要求的产品。到目前为止，国内规模化生产PCT类树脂尚属空白，应用也处于起步阶段。

消费

由于PCT共混物、共聚酯和熔体共混物所表现出的宽范围的优良特性，这些材料有一系列的最终用途。PCT填充共混物应用于电器/电子和汽车市场，这取决于它们的耐高热性。共聚酯和熔体共混物主要应用在医药、消费品、光学和游乐/专用车辆等市场。PCT及其共聚酯在国内市场前景看好。PCT作为一种新型聚酯，具有很高的市场价值，是一个新商机。

物性表