文｜深度化工观察
聚碳酸酯虽具优异的综合性能，但在低温韧性、耐化学药品性、耐刮擦性及耐热极限等方面仍存在局限。相较于简单的物理共混，化学共聚改性通过在聚合物主链中引入异种链段，能够从分子结构层面从根本上改善材料性能，解决物理共混中相容性差、微观结构不稳定等问题。其中，引入聚硅氧烷链段的硅共聚改性与引入芳香酯链段的聚酯共聚改性是目前工业价值最高、技术壁垒最深的两大方向。
5.1 硅共聚改性聚碳酸酯
5.1.1 技术原理与性能优势
硅共聚聚碳酸酯，是通过在双酚A型聚碳酸酯的刚性主链中，化学键合聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性链段而形成的嵌段共聚物。其核心改性机理在于“软硬段协同效应”：刚性的PC链段维持了材料的高模量和热稳定性，而柔性的PDMS链段在微观形态上形成纳米级分散相，起到应力集中剂的作用，引发银纹和剪切带，从而耗散冲击能量。
硅共聚聚碳酸酯具有超低温抗冲击性，相比普通PC在-20℃即发生脆性断裂，硅共聚聚碳酸酯在-40℃甚至-60℃的极端低温下仍能保持极高的缺口冲击强度，具有显著的延展性断裂特征。另外，硅共聚聚碳酸酯具有优异的耐化学品性（ESCR）。硅氧烷链段的低表面能和疏水特性，显著改善了PC对强酸、强碱及醇类、脂类溶剂的耐受力，解决了普通PC易应力开裂的痛点。此外，硅共聚聚碳酸酯的加工流动性与阻燃效果优异。PDMS链段能降低熔体粘度，改善加工性能；同时硅元素在燃烧时能促进致密炭层的形成，具有协效阻燃作用。
5.1.2 研发与工业化进展
当前学术界与产业界的研发焦点在于对透光率和硅含量的精准控制。传统的硅共聚聚碳酸酯由于PDMS与PC折射率不匹配及微相分离尺寸较大，通常呈不透明白色。通过调控PDMS的嵌段长度（分子量）及合成工艺，将分散相尺寸控制在可见光波长以下，开发高透明硅共聚聚碳酸酯是目前的技术制高点。此外，非光气熔融酯交换法制备Si-PC的研究也在升温，旨在解决界面光气法工艺中的乳化与溶剂回收难题。
全球市场长期由沙特基础工业垄断，其EXL系列产品是行业的标杆，拥有极宽的牌号覆盖。科思创和日本出光也拥有成熟的商业化产品。中国企业在该领域起步较晚，但近年取得重大突破。万华化学已成功攻克光气界面缩聚法制备硅共聚聚碳酸酯的关键技术，推出了对标国际竞品的共聚硅系列产品，并实现了规模化量产，打破了国外长达几十年的技术封锁。沧州大化等企业也在积极推进相关中试与产业化布局。
5.1.3 市场应用
硅共聚聚碳酸酯在光伏与新能源领域具有较大的优势，用于户外光伏连接器、接线盒及充电桩外壳，可增强其在低温户外环境下的长期可靠性。在消费电子领域，硅共聚聚碳酸酯是高端智能手机、平板电脑外壳的主流材料，特别是需要耐防晒霜、护手霜腐蚀以及跌落测试要求的部件。此外，硅共聚聚碳酸酯可用于汽车领域安全气囊盖板、仪表板等对低温韧性及安全性要求极高的部件。
5.2 聚酯聚碳酸酯
5.2.1 技术原理与性能优势
聚酯聚碳酸酯，通常是指在双酚A聚碳酸酯的主链中引入芳香族二羧酸（如对苯二甲酸TPC、间苯二甲酸IPC）结构单元而形成的三元无规或嵌段共聚物。聚酯基团的引入，赋予材料卓越的耐热性能，引入刚性更大的芳香酯键及苯环密度，大幅限制了分子链段的热运动，可将聚合物的玻璃化转变温度（Tg）从普通PC的145℃提升至170℃~220℃甚至更高，填补了PC与特种工程塑料（如PEI、PPS）之间的耐热空白。而且，聚酯聚碳酸酯具有优异的高强度与尺寸稳定性，芳香酯结构的引入提高了材料的模量和硬度，使其在高温高湿环境下仍能保持优异的尺寸精度。此外，聚酯聚碳酸酯保持了高透明性，与半结晶的PBT或PET不同，通过控制TPC/IPC的配比，PEC通常为非晶态结构，保留了PC的高透明度。
5.2.2 研发与工业化进展
聚酯聚碳酸酯研发的难点在于平衡耐热性与加工性。随着酯基含量的增加，耐热性提高，但熔体粘度呈指数级上升，导致加工极度困难且产品颜色易发黄。因此，开发新型催化体系以在较低温度下实现高分子量聚合，以及通过分子结构设计（如引入柔性脂环族单体）来改善流动性，是目前的研究热点。
该领域的高端产能主要集中在科思创（Apec系列）和SABIC（Copolymer系列）手中。科思创利用其独特的界面缩聚技术，能够生产高透明、高耐热且色相优异的PEC产品。三菱瓦斯化学也在该领域占有一席之地。国内企业在聚酯聚碳酸酯领域的产业化相对滞后，主要受限于高纯度芳香族酰氯原料的获取及聚合过程中复杂的副反应控制。目前部分高校及万华化学等龙头企业已开展深入研究，正处于从小试向中试迈进的关键阶段，旨在解决高端耐热光学透镜材料的国产化问题。
5.2.3 市场应用
聚酯聚碳酸酯作为汽车照明材料性能优异，高功率LED大灯的配光镜、反射镜及边框，这些部件工作温度往往超过150℃，普通PC无法满足要求。另外，利用利用聚酯聚碳酸酯高耐热和高强度的特点，可用于消防员面罩、高压灭菌医疗器械。在电子电气领域，需要过回流焊（SMT）工艺的精密接插件、保险丝盒及特种传感器外壳也可以使用聚酯聚碳酸酯。
