CN101796098B - 热塑性组合物、制备方法和由其形成的制品 - Google Patents

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Abstract

热塑性组合物，包括具有式(1)碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯、任选的支化剂、抗冲改性剂和阻燃剂，其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团；其中该聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到的端基，其中Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、C7-12烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5。该组合物可用于制造多种部件，特别是那些具有薄壁的部件。
Figure D2007800532815A00011

Description

热塑性组合物、制备方法和由其形成的制品
发明背景
本发明涉及聚碳酸酯组合物，特别是封端的聚碳酸酯组合物，制备方法，及其用途。
聚碳酸酯是具有良好抗冲强度(延展性)的高性能塑料。然而，聚碳酸酯通常具有相对有限的流动性，该流动性是制造薄壁制品所需要的。中等至高流动性的碳酸酯等级遇到的实际情况是，为了获得更好的流动性而牺牲低温延展性。此外，聚碳酸酯组合物常常要求使用阻燃剂，以成功应用于多种制品和组件的制造中。
提高低温抗冲性而广泛使用的方法是向聚碳酸酯组合物添加抗冲改性剂，例如甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)橡胶或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)橡胶。此外，常常加入阻燃剂以改进聚碳酸酯组合物的阻燃性质。
因此，现有技术仍需要高流动性的聚碳酸酯组合物和由其制备的阻燃的制品。
发明概述
现有技术的上述和其他不足通过包含具有下式(1)的碳酸酯重复结构单元的氰基苯基封端的聚碳酸酯和阻燃剂的热塑性组合物而得以克服：
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团；该聚碳酸酯包括与式(2)的氰基酚反应得到的端基：
Figure G2007800532815D00012
其中Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、C7-12烷芳基、或硝基，y为0-4，及c为1-5，条件是y+c是1-5。
热塑性组合物也可以包括具有下式重复结构单元的聚碳酸酯
Figure G2007800532815D00013
其中R1基团总数的至少60％来源于双酚A，该聚碳酸酯包括与对氰基苯酚和/或3，4-二氰基苯酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团；和全氟C1-16磺酸的碱金属盐。
在另一实施方案中，热塑性组合物包括具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯
Figure G2007800532815D00021
其中R1基团总数的至少80％来源于双酚A，该聚碳酸酯包括与对氰基苯酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团；和全氟丁烷磺酸钾和/或二苯基砜磺酸钾。
在另一实施方案中，聚碳酸酯包括下式的碳酸酯重复单元
Figure G2007800532815D00022
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团；具有下式的酯重复单元
Figure G2007800532815D00023
其中D是来源于二羟基化合物的二价基团，T是来源于二元羧酸的二价基团；以及下式的聚硅氧烷重复单元
其中R在每次出现时相同或相异，且为C1-13一价有机基团，E的平均值为4-50；另外，该聚碳酸酯包括和下式氰基酚反应得到的氰基苯基封端基团
Figure G2007800532815D00025
其中Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、C7-12烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5。
在另一实施方案中，制备氰基苯基封端的聚碳酸酯的方法包括将式HO-R1-OH的二羟基芳族化合物与活化的羰基化合物在氰基酚存在下、在pH为8-11的含水双相介质中反应，其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团；其中氰基酚在加至反应时不含FT-IR分析可检测到的酸或酰胺基团。
在另一实施方案中，制备热塑性组合物的方法包括将上述氰基苯基封端的聚碳酸酯、阻燃剂、任选的抗冲改性剂和/或其他任选组分共混以形成共混物；和挤出该共混物。
在另一实施方案中，制品包括上述氰基苯基封端的聚碳酸酯或热塑性组合物。
在另一实施方案中，制造制品的方法包括挤出上述氰基苯基封端的聚碳酸酯或热塑性组合物；和将该挤出的共混物模塑成制品。
在另一实施方案中，热塑性组合物包括具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯；和阻燃剂
Figure G2007800532815D00031
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团；该聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到氰基苯基碳酸酯封端基团：
Figure G2007800532815D00032
其中Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5；其中聚碳酸酯包括支化剂。在一种实施方案中，该支化剂具有来源于下式三酰氯(triacid trichloride)的结构
Figure G2007800532815D00033
其中Z是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，z为0-3。在另一实施方案中，支化剂具有来源于下式的三取代酚的结构
Figure G2007800532815D00041
其中T是C1-20烷基、C1-20亚烷基氧基团、C7-12芳烷基，或烷芳基，S是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，s为0-4。在另一实施方案中，支化剂包括下式的结构
Figure G2007800532815D00042
，或包含前述一种或多种支化剂的组合。
在另一实施方案中，热塑性组合物包括具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯；和阻燃剂
Figure G2007800532815D00043
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团；以及其中
该聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团：
Figure G2007800532815D00044
其中Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，y为0-4，及c为1-5，条件是y+c是1-5；
其中聚碳酸酯包括支化剂；其中该支化剂具有来源于下式的三酰氯的结构
Figure G2007800532815D00051
其中Z为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，以及z为0-3；或者其中该支化剂具有来源于下式的三取代酚的结构
Figure G2007800532815D00052
其中T为C1-20烷基、C1-20亚烷基氧基团、C7-12芳烷基、或烷芳基，S为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，s为0-4，或包含一种或多种前述支化剂的组合。
在另一实施方案中，热塑性组合物包括具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯；和阻燃剂
Figure G2007800532815D00053
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团；以及其中
聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团
Figure G2007800532815D00054
其中Y是氢、卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5；
其中聚碳酸酯包括支化剂；其中该支化剂具有来源于下式的三酰氯的结构
Figure G2007800532815D00061
其中z为0；或者该支化剂具有来源于下式的三取代酚的结构
Figure G2007800532815D00062
其中T是甲基，s是0，或包含一种或多种前述支化剂的组合；其中该组合物的雾度小于约3％，根据ASTM-D1003-00使用1.0mm厚的试验样片测量。
在一种实施方案中，支化剂为偏苯三酰氯(TMTC)、三(羟基苯基)乙烷(THPE)、靛红双酚(isatin-bis-phenol)，或至少一种前述支化剂的组合。
在一种实施方案中，阻燃剂为阻燃性盐或环状硅氧烷或者盐和环状硅氧烷的组合。在一种实施方案中，阻燃性盐为全氟化C2-16磺酸的碱金属盐。在另一实施方案中，阻燃性盐为全氟丁烷磺酸钾或二苯基砜磺酸钾。在另一实施方案中，环状硅氧烷为八苯基环四硅氧烷。在另一实施方案中，该阻燃剂包括全氟丁烷磺酸钾和八苯基环四硅氧烷的组合。
在一种实施方案中，氰基苯基封端基团存在的量为每100个R1单元3-12个氰基苯基碳酸酯单元。在一种实施方案中，氰基酚为对氰基苯酚、3，4-二氰基苯酚或包含至少一种前述物质的组合。在一种实施方案中，支化剂基团存在的量为每100个R1单元0.75-5个支化单元。
在另一实施方案中，支化剂具有下式
其中z为0，或者该支化剂具有下式
Figure G2007800532815D00072
其中T为甲基，s为0。
在一种实施方案中，组合物的雾度小于约3％，根据ASTM-D1003-00使用1.0mm厚的试验样片测量，或者组合物的雾度小于约6％，根据ASTM-D1003-00使用3.2mm厚的试验样片测量。
在一种实施方案中，由所述组合物形成制品。在一种实施方案中，该制品在1.5mm的厚度能够达到UL94 V0等级。在另一种实施方案中，该制品在0.75mm的厚度能够达到UL94 V0等级。在另一实施方案中，该制品在1.2mm的厚度能够达到UL94 5VB等级。
在另一实施方式中，抗冲改性剂选自ABS、MBS、Bulk ABS、AES、ASA、MABS、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物及其组合
上述特征和其他特征通过下面的附图和详细描述进行说明。
附图简述
现参考以下示例性附图：
图1显示对氰基苯基封端的聚碳酸酯和对枯基苯基封端的聚碳酸酯的粘度对温度的曲线图；
图2显示多种对氰基苯基封端的聚碳酸酯和多种对枯基苯基封端的聚碳酸酯的粘度对温度的曲线图；以及
图3显示含有和不含阻燃剂添加剂的对氰基苯基封端的聚碳酸酯的粘度对温度的曲线图。
发明详述
出人意料地，本发明的发明人发现，一起使用氰基酚封端的聚碳酸酯和阻燃剂可以获得具有改进的流动性能的透明、阻燃的热塑性组合物。还发现，在使用特定的氰基苯基封端的聚碳酸酯时，特别对于聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物，该三元共聚物是透明的且即使不使用阻燃剂添加剂也具有优异的阻燃性。还可以制备具有优异的物理性能的组合物，包括抗冲强度、尺寸稳定性、光学透明、耐热性，和/或熔体可加工性。特别有利的是使用不含酸或酰胺基团的氰基酚来产生具有受控分子量和多分散性的聚碳酸酯。该组合物可用于大量的制品，特别是以下更详细地描述的具有薄壁的制品。
用氰基苯基碳酸酯基团封端的聚碳酸酯(本文为方便起见，称为“氰基苯基封端的聚碳酸酯”)具有下式(1)的碳酸酯重复结构单元：
Figure G2007800532815D00081
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团。在一种实施方案中，每个R1基团为例如源自于式(3)的芳族二羟基化合物的二价芳族基团：
HO-A1-Y1-A2-OH    (3)
其中A1和A2各自为单环二价亚芳基，Y1是单键或具有一或两个分隔A1和A2的原子的桥接基团。在示例性的实施方案中，一个原子分隔A1和A2。在另一实施方案中，当A1和A2各自为亚苯基时，Y1与该亚苯基上的各个羟基处于对位。该类型基团的说明性的非限制性实例是-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，亚甲基，环己基-亚甲基，2-[2.2.1]-二环庚叉，乙叉，异丙叉，新戊叉，环己叉，环十五烷叉，环十二烷叉，及金刚烷叉。桥接基团Y1可以为烃基或饱和烃基如亚甲基，环己叉，或异丙叉。
在式(3)的范围内还包括下面通式(4)的双酚化合物：
Figure G2007800532815D00082
其中Ra和Rb各自代表卤原子或一价烃基，并且可以相同或相异；p和q各自独立地为0～4的整数；及Xa代表单键或者下面式(5)或(6)的基团之一：
Figure G2007800532815D00091
其中Rc和Rd各自独立地为氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基、或环状C7-12杂芳烷基，及Re为二价C1-12烃基。具体地，Rc和Rd各自相同，为氢或C1-4烷基，特别是为相同的C1-3烷基，更特别为甲基。
在一种实施方案中，Rc和Rd一起代表C3-20环状亚烷基；或者包含碳原子、两价或更高价杂原子的含有杂原子的C3-20环状亚烷基。这些基团可以是单个的饱和或不饱和环，或者稠合的多环环系，其中稠合的环是饱和的、不饱和的或芳族的。特定的含有杂原子的环状亚烷基包括至少一个两价或更高价的杂原子和至少两个碳原子。在含有杂原子的环状亚烷基中的示例性杂原子包括-O-，-S-，及-N(Z)-，其中Z为选自下列的取代基：氢，羟基，C1-12烷基，C1-12烷氧基，或者C1-12酰基。
在具体的示例的实施方案中，Xa是式(7)的取代的C3-18环烷叉：
Figure G2007800532815D00092
其中Rr、Rp、Rq和Rt各自独立地为氢、卤素、氧、或C1-12有机基团；I为直接键，碳，或者二价氧、硫或-N(Z)-，其中Z为氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基或C1-12酰基；h为0-2，j为1或2，i为整数0或1，k为0-3的整数，条件是Rr、Rp、Rq和Rt中的至少两个一起形成稠合的脂环族环、芳族环或杂芳环。应理解的是，当稠合环为芳族的时，式(7)所示的环将具有不饱和碳-碳连接基，其中该环是稠合的。当k为1及i为0时，式(7)所示的环含有4个碳原子，当k为2时，式(7)所示的环含有5个碳原子，以及当k为3时，该环含有6个碳原子。在一种实施方案中，两个相邻基团(例如，Rq和Rt在一起)形成芳族基团，在另一实施方案中，Rq和Rt在一起形成一个芳族基团，且Rr和Rp在一起形成第二个芳族基团。
当k为3及i为0时，使用含有取代或未取代的环己烷单元的双酚，例如式(8)的双酚：
Figure G2007800532815D00101
其中Rf各自独立为氢，C1-12烷基，或者卤素；Rg各自独立为氢或C1-12烷基。该取代基可以是脂族或芳族的、直链的、环状的、二环的、支链的、饱和的、或者不饱和的。这些含环己烷的双酚，例如2摩尔苯酚与1摩尔氢化异佛乐酮的反应产物，可用于制备具有高玻璃化转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物。含环己基双酚的聚碳酸酯或包含至少一种前述聚碳酸酯与其他双酚聚碳酸酯的组合由Bayer公司以商品名提供。
另一种有用的具有式HO-R1-OH的二羟基化合物包括式(9)的芳族二羟基化合物：
Figure G2007800532815D00103
其中每个Rh独立地为卤原子，C1-10烃基如C1-10烷基，C1-10卤代烃基如C1-10卤代烷基；及n为0～4。卤素通常为溴。
二羟基化合物的一些说明性实例包括：4，4′-二羟基联苯，1，6-二羟基萘，2，6-二羟基萘，二(4-羟基苯基)甲烷，二(4-羟基苯基)二苯基甲烷，二(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷，1，2-二(4-羟基苯基)乙烷，1，1-二(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷，2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷，二(4-羟基苯基)苯基甲烷，2，2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷，1，1-二(羟基苯基)环戊烷，1，1-二(4-羟基苯基)环己烷，1，1-二(4-羟基苯基)异丁烯，1，1-二(4-羟基苯基)环十二烷，反式-2，3-二(4-羟基苯基)-2-丁烯，2，2-二(4-羟基苯基)金刚烷，(α，α′-二(4-羟基苯基)甲苯，二(4-羟基苯基)乙腈，2，2-二(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷，2，2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷，1，1-二氯-2，2-二(4-羟基苯基)乙烯，1，1-二溴-2，2-二(4-羟基苯基)乙烯，1，1-二氯-2，2-二(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯，4，4′-二羟基二苯甲酮，3，3-二(4-羟基苯基)-2-丁酮，1，6-二(4-羟基苯基)-1，6-己二酮，乙二醇二(4-羟基苯基)醚，二(4-羟基苯基)醚，二(4-羟基苯基)硫醚，二(4-羟基苯基)亚砜，二(4-羟基苯基)砜，9，9-二(4-羟基苯基)氟，2，7-二羟基芘，6，6′-二羟基-3，3，3’，3′-四甲基螺(二)茚满(“螺二茚满双酚”)，3，3-二(4-羟基苯基)苯酞，2，6-二羟基二苯并-对-二噁英，2，6-二羟基噻蒽，2，7-二羟基酚噻噁(phenoxathin)，2，7-二羟基-9，10-二甲基吩嗪，3，6-二羟基二苯并呋喃，3，6-二羟基二苯并噻吩，及2，7-二羟基咔唑，间苯二酚，取代的间苯二酚化合物如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2，4，5，6-四氟间苯二酚、2，4，5，6-四溴间苯二酚等；邻苯二酚；氢醌；取代的氢醌如2-甲基氢醌，2-乙基氢醌，2-丙基氢醌，2-丁基氢醌，2-叔丁基氢醌，2-苯基氢醌，2-枯基氢醌，2，3，5，6-四甲基氢醌，2，3，5，6-四叔丁基氢醌，2，3，5，6-四氟氢醌，2，3，5，6-四溴氢醌等；以及包含至少一种前述二羟基化合物的组合。
式(3)可代表的双酚化合物的具体实例包括1，1-二(4-羟基苯基)甲烷，1，1-二(4-羟基苯基)乙烷，2，2-二(4-羟基苯基)丙烷(下文中的“双酚A”或“BPA”)，2，2-二(4-羟基苯基)丁烷，2，2-二(4-羟基苯基)辛烷，1，1-二(4-羟基苯基)丙烷，1，1-二(4-羟基苯基)正丁烷，2，2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷，1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷，3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮，2-苯基-3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)，及1，1-二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。也可以使用包含至少一种前述二羟基化合物的组合。
本文所用“聚碳酸酯”包括均聚物、碳酸酯中包含不同R1部分的共聚物(本文中称之为“共聚碳酸酯”)，包含碳酸酯单元和其它类型聚合物单元如酯单元的共聚物。在一具体实施方案中，聚碳酸酯是线型均聚物或含有来源于双酚A的单元的共聚物，式(3)中A1和A2各自为对亚苯基，且Y1为异丙叉。更具体地，在碳酸酯中至少60％，特别是至少80％的R1基团来源于双酚A。
另一具体类型的共聚物是聚酯碳酸酯，也称之为聚酯-聚碳酸酯。这种共聚物，除了式(1)的碳酸酯重复链单元之外，还包含下面式(10)的重复单元：
其中D为源于二羟基化合物的二价基团，并且可以为例如C2-10亚烷基，C6-20脂环族基团，C6-20芳族基团或者聚氧化亚烷基基团，其中亚烷基包含2～6个碳原子，特别是2、3或4个碳原子；及T为源于二羧酸的二价基团，并且可以为例如C2-10亚烷基，C6-20脂环族基团，C6-20烷基芳族基团，或者C6-20芳族基团。
在一种实施方案中，D为具有直链、支链或环状(包括多环)结构的C2-30亚烷基。在另一种实施方案中，D源于上面式(4)的芳族二羟基化合物。在另一种实施方案中，D源于上面式(9)的芳族二羟基化合物。
可用于制备聚酯单元的芳族二羧酸的实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸，1，2-二(对-羧基苯基)乙烷，4，4′-二羧基二苯基醚，4，4′-联苯甲酸，及包含至少一种前述酸的组合。也可以存在包含稠环的酸，例如1，4-、1，5-或2，6-萘二羧酸。具体的二羧酸为对苯二甲酸，间苯二甲酸，萘二羧酸，环己烷二羧酸，或其组合。具体的二羧酸包括间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合，其中对苯二甲酸与间苯二甲酸的重量比为约91∶9-2∶98。在另一具体实施方案中，D为C2-6亚烷基，T为对亚苯基、间亚苯基、亚萘基、二价脂环族基团或其组合。这类聚酯包括聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。
取决于最终组合物所期望的性质，在共聚物中酯单元和碳酸酯单元的摩尔比率可以宽泛地改变，例如为1∶99至99∶1，特别为10∶90至90∶10，更特别为25∶75至75∶25。
在具体实施方案中，聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以来源于间苯二酸和对苯二酸(或它们的衍生物)的组合与间苯二酚的反应。在另一具体实施方案中，聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元来源于间苯二酸和对苯二酸的组合与双酚A的反应。在具体实施方案中，聚碳酸酯单元来源于双酚A。在另一具体实施方案中，聚碳酸酯单元来源于间苯二酚和双酚A，其中间苯二酚碳酸酯单元和双酚A碳酸酯单元的摩尔比为1∶99至99∶1。
聚碳酸酯-聚酯的具体实例是包含式(1)的碳酸酯单元、式(10)的酯单元、和式(11)的聚硅氧烷(本文也称为“聚二有机基硅氧烷”)单元的共聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物：
其中R在每次出现时相同或相异，并且为C1-13一价有机基团。例如，R可以独立地为C1-13烷基，C1-13烷氧基，C2-13链烯基，C2-13链烯氧基，C3-6环烷基，C3-6环烷氧基，C6-14芳基，C6-10芳氧基，C7-13芳烷基，C7-13芳烷氧基，C7-13烷芳基，或者C7-13烷芳氧基。前述基团可以全部或部分被氟、氯、溴、或碘、或其组合卤化。在同一共聚物中，可以使用前述R基团的组合。在实施方案中，聚硅氧烷包括具有最少烃含量的R基团。在具体实施方案中，具有最少烃含量的R基团是甲基。
式(11)中E的值可以广泛地变化，这取决于热塑性组合物中各组分的类型和相对量，所需要的组合物性质，及其它需要考虑的事项。在本文中，E的平均值为4-50。在一种实施方案中，E的平均值为16～50，具体为20～45，更具体为25～45。在另一实施方案中，E的平均值为4～15，具体为5～15，更具体为6～15，还更具体为7～12。
在一种实施方案中，聚二有机基硅氧烷单元来源于下式(12)的二羟基芳族化合物：
Figure G2007800532815D00131
其中E定义如上；每个R可以独立地相同或相异，并且定义如上；及各Ar可以独立地相同或相异，并且为取代或未取代的C6-30亚芳基，其中价键直接连接到芳族部分。式(12)中的适宜的Ar基团可来源于C6-30二羟基芳族化合物，例如上述式(3)、(4)、(8)或(9)的二羟基芳族化合物。也可以使用包含至少一种前述二羟基芳族化合物的组合。示例性的二羟基芳族化合物是间苯二酚(即1，3-二羟基苯)、4-甲基-1，3-二羟基苯、5-甲基-1，3-二羟基苯、4，6-二甲基-1，3-二羟基苯、1，4-二羟基苯、1，1-二(4-羟基苯基)甲烷、1，1-二(4-羟基苯基)乙烷、2，2-二(4-羟基苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基苯基)丁烷、2，2-二(4-羟基苯基)辛烷、1，1-二(4-羟基苯基)丙烷、1，1-二(4-羟基苯基)正丁烷、2.2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1，1-二(4-羟基苯基)环己烷、二(4-羟基苯基)硫醚，及1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包含至少一种前述二羟基化合物的组合。在实施方案中，二羟基芳族化合物是未取代的，或者没有被含有非芳烃的取代基如烷基、烷氧基或亚烷基取代基所取代。
在具体实施方案中，当Ar来源于间苯二酚时，聚二有机基硅氧烷重复单元来源于式(13)的二羟基芳族化合物：
Figure G2007800532815D00141
或者，当Ar来源于双酚A时，聚二有机基硅氧烷重复单元来源于式(14)的二羟基芳族化合物：
Figure G2007800532815D00142
其中E定义如上。
在另一种实施方案中，聚二有机基硅氧烷单元来源于式(15)的二羟基化合物：
Figure G2007800532815D00143
其中R和E如上所述，R2在每次出现时独立地为二价的C1-30亚烷基或C7-30亚芳基-亚烷基，且其中聚合的聚硅氧烷单元为其相应的二羟基芳族化合物的反应残基。在具体的实施方案中，当R2为C7-30亚芳基-亚烷基时，聚二有机基硅氧烷单元来源于下式(16)的二羟基芳族化合物：
Figure G2007800532815D00144
其中R和E定义如上。R3各自独立地为二价的C2-C8脂族基团。各M可以相同或相异，并且可以为卤素，氰基，硝基，C1-8烷硫基，C1-8烷基，C1-8烷氧基，C2-8链烯基，C2-8链烯氧基，C3-8环烷基，C3-8环烷氧基，C6-10芳基，C6-10芳氧基，C7-12芳烷基，C7-12芳烷氧基，C7-12烷芳基，或者C7-12烷芳氧基，其中每个n独立地为0，1，2，3，或者4。
在一种实施方案中，M为溴或氯，烷基如甲基、乙基或丙基，烷氧基如甲氧基、乙氧基或丙氧基，或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基；R3为二亚甲基，三亚甲基或四亚甲基；以及R为C1-8烷基，卤代烷基如三氟丙基、氰基烷基，或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一种实施方案中，R为甲基，或者甲基与三氟丙基的组合，或者甲基与苯基的组合。在又一实施方案中，M为甲氧基，n为0或1，R3为二价的C1-C3脂族基团，及R为甲基。
在一具体实施方案中，聚二有机基硅氧烷单元来源于式(17)的二羟基芳族化合物：
Figure G2007800532815D00151
其中E如上所述。
在另一具体实施方案中，聚二有机基硅氧烷单元来源于式(18)的二羟基芳族化合物：
Figure G2007800532815D00152
其中E如上所述。
二羟基聚硅氧烷通常可通过官能化下式(19)的取代硅氧烷低聚物而制备：
Figure G2007800532815D00153
其中R和E如前面所定义的，Z为H、卤素(Cl、Br、I)或羧酸酯。示例性的羧酸酯包括乙酸酯、甲酸酯、苯甲酸酯等。在示例的实施方案中，当Z为H时，式(19)的化合物可以通过与脂族不饱和一元酚的铂催化加成来制备。适宜的脂族不饱和一元酚包括，例如，丁子香酚、2-烯丙基苯酚、4-烯丙基苯酚、4-烯丙基-2-甲基苯酚、4-烯丙基-2-苯基苯酚、4-烯丙基-2-溴苯酚、4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚、4-苯基-2-烯丙基苯酚、2-甲基-4-丙烯基苯酚、2-烯丙基-4，6-二甲基苯酚、2-烯丙基-4-溴-6-甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚，及2-烯丙基-4，6-二甲基苯酚。也可以使用包含至少一种前述酚类的组合。当Z为卤素或羧酸酯时，可以通过与式(3)、(4)、(8)、(9)的二羟基芳族化合物或包含至少一种前述二羟基芳族化合物的组合反应来实现官能化。在示例的实施方案中，式(12)的化合物可在相转移条件下通过α，ω-二乙酰氧基聚二有机基硅氧烷与二羟基芳族化合物的反应得到。
具体的共聚碳酸酯三元共聚物包括具有式(1)的聚碳酸酯单元(其中R1为C6-30亚芳基)、来源于式(14)、(17)或(18)的硅氧烷二醇的单元和聚酯单元(其中T为C6-30亚芳基)的那些。在一实施方案中，T来源于间苯二酸和/或对苯二酸，或它们的反应性化学等同物。在另一实施方案中，R1来源于式(9)的间苯二酚、或者式(9)的间苯二酚与式(4)的双酚的组合的碳酸酯反应产物。
前述三元共聚物中各类单元的相对含量将取决于该三元共聚物期望的性质，且本领域普通技术人员使用本文的教导，不需要过多的实验就能容易地确定。例如，聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物可以包括的硅氧烷单元的含量为0.1-25重量百分数(wt.％)，具体为0.2-10wt.％，更具体为0.2-6wt.％，甚至更具体为0.2-5wt.％，还更具体为0.25-2wt.％，基于聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物的总重，条件是该硅氧烷单元是通过在聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物的聚合物骨架中共价连接的聚硅氧烷单元提供的。聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物还可以包括0.1-49.85wt.％的碳酸酯单元、50-99.7wt.％的酯单元和0.2-6wt.％的聚硅氧烷单元，基于聚硅氧烷单元、酯单元和碳酸酯单元的总重。或者，聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物包括0.25-2wt.％的聚硅氧烷单元、60-96.75wt.％的酯单元和3.25-39.75wt.％的碳酸酯单元，基于聚硅氧烷单元、酯单元和碳酸酯单元的总重。
聚碳酸酯可通过诸如界面聚合和熔体聚合等方法制备。尽管界面聚合的反应条件可以变化，但是示例性的方法通常包括溶解或分散二元酚反应物于苛性钠或苛性钾水溶液中，将所得混合物加到与水不混溶的溶剂介质中，及在受控的pH条件(如约8～10)和催化剂(如三乙胺)或相转移催化剂存在下使该反应物与碳酸酯前体接触。最常用的与水不混溶的溶剂包括二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，氯苯，甲苯等。
示例性的碳酸酯前体包括例如碳酰卤如碳酰溴或碳酰氯(光气)，或者卤代甲酸酯例如二元酚的二卤代甲酸酯(如双酚A、氢醌等的二氯甲酸酯)或者二醇的二卤代甲酸酯(如乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的二卤代甲酸酯)。也可以使用包含至少一种前述类型的碳酸酯前体的组合。在示例性的实施方案中，形成碳酸酯连接的界面聚合反应采用光气作为碳酸酯前体，并且被称之为光气化反应。
在相转移催化剂中，可以使用式(R3)4Q+X的催化剂，其中每个R3相同或相异，并且为C1-10烷基；Q为氮或磷原子；及X为卤原子或者C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。适宜的相转移催化剂包括例如[CH3(CH2)3]4NX，[CH3(CH2)3]4PX，[CH3(CH2)5]4NX，[CH3(CH2)6]4NX，[CH3(CH2)4]4NX，CH3[CH3(CH2)3]3NX，及CH3[CH3(CH2)2]3NX，其中X为Cl-、Br-、C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。相转移催化剂的有效量可以为0.1～10wt％，基于光气化混合物中双酚的重量。在另一实施方案中，相转移催化剂的有效量可以为0.5～2wt％，基于光气化混合物中双酚的重量。
作为选择，可以使用熔体方法制备氰基酚封端的聚碳酸酯。一般地，在熔体聚合法中，聚碳酸酯可以在熔融状态和酯交换催化剂存在下，通过二羟基反应物与二芳基碳酸酯如碳酸二苯酯在混合器、双螺杆挤出机等中共同反应制备，以形成均匀的分散体。通过蒸馏，从熔融反应物中除去挥发性一元酚，并以熔融的剩余物的形式分离聚合物。制备聚碳酸酯特别有用的熔体方法采用芳基上具有吸电子取代基的二芳基碳酸酯。特别有用的具有吸电子取代基的二芳基碳酸酯包括二(4-硝基苯基)碳酸酯，二(2-氯苯基)碳酸酯，二(4-氯苯基)碳酸酯，二(甲基水杨基)碳酸酯(BMSC)，二(4-甲基羧基苯基)碳酸酯，二(2-乙酰基苯基)羧酸酯，二(4-乙酰基苯基)羧酸酯，或者包含至少一种这些物质的组合。另外，适用的酯交换催化剂可包括上面式(R3)4Q+X的相转移催化剂，其中R3、Q和X各自定义如上。示例性的酯交换催化剂包括氢氧化四丁基铵，氢氧化甲基三丁基铵，乙酸四丁基铵，氢氧化四丁基鏻，乙酸四丁基鏻，四丁基鏻酚盐，或者包含至少一种前述物质的组合。
支链聚碳酸酯嵌段可通过在聚合期间加入支化剂来制备。这些支化剂包括多官能的有机化合物，其包含至少三个选自下列的官能团：羟基，羧基，羧酸酐，卤代甲酰基，及前述官能团的混合物。具体实例包括偏苯三酸，偏苯三酸酐，偏苯三酰氯(TMTC)，三对羟基苯基乙烷(THPE)，3，3-双-(4-羟基苯基)-羟吲唑(也称作靛红-二酚)，三酚TC(1，3，5-三((对-羟基苯基)异丙基)苯)，三酚PA(4(4(1，1-二(对-羟基苯基)-乙基)α，α-二甲基苄基)苯酚)，4-氯甲酰基邻苯二酸酐，均苯三酸，及二苯甲酮四羧酸。支化剂可以约0.05～2.0wt％的量添加。可以使用包含线型聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的混合物。
在一些实施方案中，使用特定类型的支化剂来产生支化聚碳酸酯物质。这些支化聚碳酸酯物质在统计上具有大于两个端基。支化剂添加的量(相对于双酚单体)足以获得期望的支化量，即大于两个端基。在加入支化剂后聚合物的分子量可能变得非常高，在光气化反应期间可产生粘度问题。因此，在一些实施方案中，在聚合中增加使用的链终止剂量。在使用特定支化剂时，链终止剂的量通常高于仅单独使用链终止剂的情况。相比于双酚单体，链终止剂的用量通常高出5mol％但少于20mol％。
在一些实施方案中，支化剂具有来源于下式(21)的三酰氯的结构
其中Z为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，及z为0-3；或者支化剂来源于与式(22)的三取代酚的反应
其中T为C1-20烷基、C1-20亚烷基氧基团、C7-12芳烷基、或烷芳基，S为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，s为0-4。
在另一实施方案中，支化剂具有式(23)的结构
Figure G2007800532815D00191
在组合物中特别有效的特定支化剂的实例包括偏苯三酰氯(TMTC)、三-对羟基苯基乙烷(THPE)和靛红双酚。在一种实施方案中，在式(21)中，z为0。在另一实施方案中，在式(22)中，T为甲基且s为0。
在聚合物的制备中使用的支化剂的相对量取决于多种考虑因素，例如，R1基团的类型、氰基酚的含量和聚碳酸酯期望的分子量。通常，支化剂的量有效提供每100个R1基团约0.1-10个支化单元，具体为每100个R1基团约0.5-8个支化单元，更具体为每100个R1基团约0.75-5个支化单元，而在其它实施方式中，支化剂的量有效提供每100个R1基团约0.2-6个支化单元。对于式(21)的支化剂，支化剂三酯基团存在的量为每100个R1基团约0.1-10个支化单元，具体为100个R1基团约0.5-8个支化单元，更具体为100个R1基团约约0.75-5个三酯单元。对于式(22)的支化剂，支化剂三碳酸酯基团存在的量为100个R1基团约0.1-10个支化单元，具体为100个R1基团约0.5-8个支化单元，更具体为100个R1基团约0.75-5个三苯基碳酸酯单元。在一些实施方案中，可以使用两种或更多种支化剂的组合。
为了获得氰基苯基封端的聚碳酸酯，在聚合时加入氰基酚作为封尾剂(也称为封端剂或链终止剂)。适宜的氰基酚为式(2)化合物
其中Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、C7-12烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5。在一种实施方案中，y为1-2及c为1-2。在另一实施方案中，y为0及c为1-2。两种特定的氰基酚为对氰基苯酚和3，4-二氰基苯酚。
使用常规已知的方法可以将氰基酚作为封端剂加入聚合反应中。在一实施方案中，优选减少、最小化或防止氰基酚与产生氰基酚副产物(特别是相应的羧酸和/或酰胺)的组分接触。例如，通常以一部分温热的碱性水溶液的形式(即，将碱金属和碱土金属氢氧化物如氢氧化钠溶于水中)添加封端剂。如果发生这种接触，可形成副产物，例如相应的羟基苯甲酰胺和/或羟基苯甲酸。该副产物往往是不溶解的或者以其它方式与界面反应不相容，以及还可能在获取聚碳酸酯的目标分子量中产生误差。
因此，发现改变制备封端的聚碳酸酯所用的反应条件以便使用基本上不含酸或酰胺基团的氰基酚是有用的。本文使用的“基本上不含”酸和酰胺基团是指酸和酰胺端基的总量小于对氰基苯酚在加入聚碳酸酯反应之前进行傅立叶转化红外(FT-IR)分析可检测到的量。因此避免以温热的碱性水溶液中的组分的形式添加氰基酚。
其他封端剂也可以和含有氰基取代基的苯酚一起使用，条件是这些试剂对组合物期望的性质如透明性、延展性、阻燃性等不产生显著的不利影响。在一种实施方案中，仅使用氰基酚特别是对氰基苯酚作为封端剂。示例性的其他链终止剂包括某些其他的单酚化合物、单羧酸氯化物、和/或一氯甲酸酯。单酚化合物链终止剂示例为单环酚，例如苯酚、C1-C22烷基取代的酚如对枯基酚、间苯二酚单苯甲酸酯、对丁基酚和叔丁基酚；双酚的单醚例如对甲氧基苯酚。可特别提到包括具有8-9个碳原子的支链烷基取代基的烷基取代的酚。某些单酚类UV吸收剂也可以用作封端剂，例如4-取代-2-羟基二苯甲酮和它们的衍生物，芳基水杨酸酯，双酚的一元酯如间苯二酚单苯甲酸酯，2-(2-羟基芳基)-苯并三唑和它们的衍生物，2-(2-羟基芳基)-1，3，5-三嗪和它们的衍生物，等等。
单羧酸氯化物也可以作为链终止剂与氰基酚一起使用。这些单羧酸氯化物包括单环的单羧酸氯化物，例如苯甲酰氯、C1-C22烷基取代的苯甲酰氯、甲苯酰氯、卤素取代的苯甲酰氯、溴苯甲酰氯、肉桂酰氯、4-桥亚甲基四氢化邻苯二甲酰亚胺苯甲酰氯(4-nadimidobenzoyl chloride)、及其组合；多环单羧酸氯化物，例如偏苯三酸酐氯化物和萘甲酰氯；以及单环和多环单羧酸氯化物的组合。具有小于或等于22个碳原子的脂族单羧酸的氯化物也是合适的。脂族单羧酸的官能化氯化物，例如丙烯酰氯和异丁烯酰氯也是合适的。单氯甲酸酯同样合适，包括单环单氯甲酸酯，例如氯甲酸苯酯、烷基取代的苯基氯甲酸酯、对枯基苯基氯甲酸酯、甲苯氯甲酸酯、及其组合。
在聚合物的制备中使用的氰基酚的相对量取决于多种考虑因素，例如R1基团的类型、支化剂的使用和聚碳酸酯期望的分子量。通常，氰基酚的量有效提供每100个R1单元1-9个氰基苯基碳酸酯单元，具体为每100个R1单元2-8个氰基苯基碳酸酯单元，更具体为每100个R1单元2.5-7个氰基苯基碳酸酯单元。至多约一半的氰基苯基碳酸酯单元可以用上述不同类型的封端单元代替。
当聚合物的制备中将支化剂与氰基酚组合使用时，在聚合物的制备中使用的氰基酚的相对量取决于多种考虑因素，例如R1基团的类型、支化剂的使用和含量及聚碳酸酯期望的分子量。通常，氰基酚的量有效提供每100个R1单元1-20个氰基苯基碳酸酯单元，具体为每100个R1单元2-20个氰基苯基碳酸酯单元，具体为每100个R1单元2-15个氰基苯基碳酸酯单元，更具体为每100个R1单元3-12个氰基苯基碳酸酯单元。至多约一半的氰基苯基碳酸酯单元可以用上述不同类型的封端单元代替。
氰基苯基封端的聚碳酸酯的重均分子量可以为约5,000至约200,000，具体为约10,000至约100,000，甚至更具体为15,000至60,000，还更具体为约16,000至45,000克/摩尔(g/mol)，由凝胶渗透色谱法(GPC)测量，使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱和聚碳酸酯参照校准。制备约1毫克/毫升浓度的GPC试样，并在约1.5ml/min的流速下洗脱。当使用支化剂时，氰基苯基封端的聚碳酸酯的重均分子量可以为约5,000至约200,000，具体为约10,000至约100,000，甚至更具体为15,000至80,000，还更具体为约16,000至60,000克/摩尔(g/mol)，由凝胶渗透色谱法(GPC)测量，使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱和聚碳酸酯参照校准。制备约1毫克/毫升浓度的GPC试样，并在约1.5ml/min的流速下洗脱。
熔体体积流速(常简写为“MVR”)量度热塑性材料在规定的温度和载荷下经过孔口的挤出速度。在300℃和1.2kg载荷下测量时，氰基苯基封端的聚碳酸酯的MVR为0.1-200立方厘米/10分钟(cm3/10分钟)，特别为1-100cm3/10分钟。
氰基苯基封端的聚碳酸酯和包含该聚碳酸酯和阻燃剂的组合物可具有优异的阻燃性能。在令人惊讶的特征中，已经发现氰基苯基封端的聚碳酸酯自身比没有氰基苯基封端的相同聚碳酸酯固有地可以更加阻燃。
为了提供更高的阻燃性，热塑性组合物除了氰基苯基封端的聚碳酸酯之外还包括阻燃剂。有用的阻燃剂添加剂包括，例如，阻燃性盐如全氟化C1-16烷基磺酸的碱金属盐，如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)、全氟辛烷磺酸钾、全氟己烷磺酸四乙基铵和二苯砜磺酸钾(KSS)等；通过使例如碱金属或碱土金属反应形成的盐(如锂、钠、钾、镁、钙和钡的盐)和无机酸复盐，例如含氧阴离子络合物，如碳酸的碱金属和碱土金属盐，诸如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3，或者氟阴离子络合物，如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6、和/或Na3AlF6等。在本文公开的聚碳酸酯组合物中特别有用的是单独的或与其他阻燃剂组合的Rimar盐和KSS。
有用的阻燃剂添加剂还包括含磷、溴和/或氯的有机化合物。由于法规上的原因，在某些应用中可以优选非溴化和非氯化的含磷阻燃剂，例如有机磷酸酯和含磷-氮键的有机化合物。一类示例性的有机磷酸酯是式(GO)3P＝O的芳族磷酸酯，其中每个G独立地为烷基、环烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基，条件是至少一个G为芳族基团。两个G基团可以结合在一起得到环状基团，例如，二磷酸二苯基季戊四醇酯。示例性的芳族磷酸酯包括，磷酸苯基二(十二烷基)酯，磷酸苯基二(新戊基)酯，磷酸苯基二(3，5，5′-三甲基己基)酯，磷酸乙基二苯基酯，磷酸2-乙基己基二(对-甲苯基)酯，磷酸二(2-乙基己基)对-甲苯基酯，磷酸三甲苯基酯，磷酸二(2-乙基己基)苯基酯，磷酸三(壬基苯基)酯，磷酸二(十二烷基)对-甲苯基酯，磷酸二丁基苯基酯，磷酸2-氯乙基二苯基酯，磷酸对-甲苯基二(2，5，5′-三甲基己基)酯，磷酸2-乙基己基二苯基酯，等等。具体的芳族磷酸酯是每个G均为芳族的磷酸酯，例如，磷酸三苯酯，磷酸三甲苯酯，异丙基化的磷酸三苯酯等。
也可以使用二-或多-官能的芳族含磷化合物，例如，下式所示的化合物：
Figure G2007800532815D00221
其中每个G1独立地为具有1～30个碳原子的烃基；每个G2独立地为具有1～30个碳原子的烃基或烃氧基；每个X独立地为溴或氯；m为0～4；及n为1～30。示例性的二-或多-官能的芳族含磷化合物包括二磷酸间苯二酚四苯酯(RDP)，氢醌的二(二苯基)磷酸酯和双酚A的二(二苯基)磷酸酯，以及它们的低聚和聚合的对应物(counterpart)等。
示例性的含磷-氮键的阻燃剂添加剂包括氯化膦腈，磷酯酰胺，磷酸酰胺，膦酸酰胺，次膦酸酰胺，三(氮杂环丙烷基)氧化膦。
也可以使用卤化的有机阻燃剂化合物作为阻燃剂，例如下面式(20)的卤化阻燃剂化合物：
Figure G2007800532815D00231
其中R为C1-36烷撑、烷叉或环脂族的连接基(linkage)，例如，亚甲基，乙撑，丙撑，异丙撑，异丙叉，丁撑，异丁撑，戊撑，环己撑，环戊叉等；或者氧醚，羰基，胺，或者含硫的连接基如硫醚、亚砜、砜等。R也可以由两个或多个连接有诸如芳族、氨基、醚、羰基、硫醚、亚砜、砜等基团的烷撑或烷叉连接基构成。
式(20)中的Ar和Ar′各自独立地为单碳环或多碳环的芳基如亚苯基，亚联苯基，亚三联苯基，亚萘基等。
Y为有机、无机或有机金属基团，例如，(1)卤素如氯、溴、碘、氟；或(2)通式OB的醚基团，其中B为类似于X的一价烃基；或者(3)R所示类型的一价烃基；或者(4)其它取代基如硝基、氰基等，该取代基基本是惰性的，条件是每个芳核存在大于或等于一个卤原子，特别是大于或等于两个卤原子。
当存在时，每个X独立为一价烃基，例如，烷基如甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，癸基等；芳基如苯基，萘基，联苯基，二甲苯基，甲苯基等；芳基烷基如苄基，乙基苯基等；脂环族基团如环戊基，环己基等。该一价烃基本身可包含惰性取代基。
每个d独立地为1至最大相当于构成Ar或Ar′的芳环上可取代的氢的数目。每个e独立地为0至最大相当于R上可取代的氢的数目。a、b和c各自独立地为包括0的整数。当b不为0时，a或c均不可以为0。否则，a或c但不是二者可以为0。如果b为0，则芳族基团通过直接的碳-碳键结合。
芳族基团Ar和Ar′上的羟基和Y取代基可以在芳环的邻、间或对位变化，各基团可以相互处于任何可能的几何关系。
在上式范围内所包含的双酚中，下面是代表性的：2，2-二-(3，5-二氯苯基)-丙烷；二-(2-氯苯基)-甲烷；二(2，6-二溴苯基)-甲烷；1，1-二-(4-碘苯基)-乙烷；1，2-二-(2，6-二氯苯基)-乙烷；1，1-二-(2-氯-4-碘苯基)乙烷；1，1-二-(2-氯-4-甲基苯基)-乙烷；1，1-二-(3，5-二氯苯基)-乙烷；2，2-二-(3-苯基-4-溴苯基)-乙烷；2，6-二-(4，6-二氯萘基)-丙烷；2，2-二-(2，6-二氯苯基)-戊烷；2，2-二-(3，5-二溴苯基)-己烷；二-(4-氯苯基)-苯基-甲烷；二-(3，5-二氯苯基)-环己基甲烷；二-(3-硝基-4-溴苯基)-甲烷；二-(4-羟基-2，6-二氯-3-甲氧基苯基)-甲烷；2，2-二-(3，5-二氯-4-羟基苯基)-丙烷；2，2-二-(3-溴-4-羟基苯基)-丙烷。上面结构式范围内还包括的是：1，3-二氯苯，1，4-二溴苯，1，3-二氯-4-羟基苯，及联苯如2，2′-二氯联苯，多溴化的1，4-二苯氧基苯，2，4′-二溴联苯，及2，4′-二氯联苯，以及十溴二苯醚等。
另一类有用的阻燃剂是通式为(R2SiO)y的一类环状硅氧烷，其中R为具有1-18个碳原子的一价烃或氟化烃，y为3-12的数。氟化烃的实例包括但不限于，3-氟丙基、3，3，3-三氟丙基、5，5，5，4，4，3，3-七氟戊基、氟苯基、二氟苯基和三氟甲苯基。适宜的环状硅氧烷的实例包括但不限于，八甲基环四硅氧烷，1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-四乙烯基环四硅氧烷、1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-四苯基环四硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、八丙基环四硅氧烷、八丁基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、十四甲基环七硅氧烷、十六甲基环八硅氧烷、二十甲基环十硅氧烷、八苯基环四硅氧烷等。特别有用的环状硅氧烷是八苯基环四硅氧烷。
当存在时，上述阻燃剂存在的量为0.01～10wt.％，更具体为0.02～5wt.％，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
除了上述氰基苯基封端的聚碳酸酯之外，热塑性组合物还可以包括其他热塑性聚合物，例如，聚酯，聚酰胺，和其他聚碳酸酯均聚物和共聚物，包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物和聚酯碳酸酯(也称为聚酯-聚碳酸酯)，及聚酯。该组合物的聚合物组分可以包括1-99wt％，具体为10-90wt％，更具体为20-80wt％的氰基苯基封端的聚碳酸酯，余下的聚合物组分为其他聚合物。
例如，热塑性组合物还可包含抗冲击改性剂，条件是选择该添加剂以便对热塑性组合物期望的性质没有显著的不利影响。适宜的抗冲改性剂通常是高分子量弹性体材料，来源于烯烃、单乙烯基芳族单体、丙烯酸和甲基丙烯酸及它们的酯衍生物，以及共轭二烯。由共轭二烯形成的聚合物可以是全部或部分氢化的。弹性体材料可以是均聚物或共聚物的形式，包括无规、嵌段、星形嵌段(radial block)、接枝和芯-壳共聚物。可以使用抗冲击改性剂的组合。
一类特定的抗冲击改性剂是弹性体改性的接枝共聚物，其包含(i)玻璃化转变温度(Tg)低于10℃、具体地低于-10℃、或更具体地为-40℃至-80℃的弹性(即橡胶质)聚合物基质，及(ii)接枝到弹性聚合物基质上的硬质聚合物上层。适宜用作弹性体相的材料包括，例如，共轭二烯橡胶，如聚丁二烯和聚异戊二烯；共轭二烯与少于约50wt％的可共聚合单体的共聚物，例如单乙烯基化合物，如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯或丙烯酸乙酯；烯烃橡胶如乙烯丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)；乙烯-醋酸乙烯酯橡胶；硅橡胶；弹性(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯；(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性共聚物；或者包含至少一种前述弹性体的组合。适合用于刚性相的材料包括，例如，单乙烯基芳族单体如苯乙烯和α-甲基苯乙烯，及单乙烯基单体如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C6酯，特别是甲基丙烯酸甲酯。本文使用的术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯基团两者。
具体的示例性的弹性体改性的接枝共聚物包括由以下单体形成的那些：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)和苯乙烯-丙烯腈(SAN)。
当存在时，抗冲改性剂通常存在的量为1-30wt.％，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
除了氰基苯基封端的聚碳酸酯和阻燃剂(和任何抗冲改性剂，如果使用的话)，热塑性组合物可以包括常规加入这类聚碳酸酯组合物的各种添加剂，条件是选择这些添加剂以便对聚碳酸酯期望的性质如透明性和阻燃性不产生显著的不利影响。可以使用添加剂的组合。可以在混合组分时的合适时间混入这些添加剂以形成组合物。
可用的的填料或增强剂包括，例如，硅酸盐和硅石粉末如硅酸铝(莫来石)，合成的硅酸钙，硅酸锆，熔凝硅石，结晶硅石，石墨，天然硅砂等；硼粉如硼-氮化物粉末，硼-硅酸盐粉末等；氧化物如TiO2，氧化铝，氧化镁等；硫酸钙(作为其无水物，二水合物或三水合物)；碳酸钙如白垩，石灰石，大理石，合成沉淀的碳酸钙等；滑石，包括纤维状的，模块的(modular)，针形，层状滑石等；硅灰石；表面处理的硅灰石；玻璃球如中空和实心玻璃球，硅酸盐球，空心煤胞，铝硅酸盐(armospheres)等；高岭土，包括硬高岭土，软高岭土，煅烧高岭土，包含本领域已知的用于促进与聚合物基质树脂的相容性的各种涂层的高岭土等；单晶纤维或″晶须″如碳化硅，氧化铝，碳化硼，铁，镍，铜等；纤维(包括连续的和切断的纤维)如石棉，碳纤维，玻璃纤维，如E，A，C，ECR，R，S，D，或NE玻璃等；硫化物如硫化钼，硫化锌等；钡化合物如钛酸钡，铁酸钡，硫酸钡，重晶石等；金属和金属氧化物如粒状或纤维状铝，青铜，锌，铜和镍等；薄片的填料如玻璃片，薄片碳化硅，二硼化铝，铝薄片，钢薄片等；纤维填料，例如，短的无机纤维如由包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物等中的至少一种的共混物获得的那些；天然填料和增强材料，如通过粉碎木材获得的木屑，纤维状产品如纤维素，棉花，剑麻，黄麻，淀粉，软木粉，木质素，花生壳，玉米，稻谷外壳等；有机填料如聚四氟乙烯；增强的有机纤维状填料，由能够形成纤维的有机聚合物形成，所述有机聚合物如聚(醚酮)，聚酰亚胺，聚苯并噁唑，聚(亚苯基硫化物)，聚酯，聚乙烯，芳族聚酰胺，芳族聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚四氟乙烯，丙烯酸类树脂，聚(乙烯醇)等；以及其它填料和增强剂如云母，粘土，长石，烟灰，惰性硅酸盐微球，石英，石英岩，珍珠岩，硅藻石，硅藻土，碳黑等，或者包含至少一种前述填料或增强剂的组合。
可用金属材料层涂布填料和增强剂，以促进导电，或者用硅烷表面处理，以改进与聚碳酸酯聚合物基体的粘合性和分散性。另外，该增强填料可以以单丝或复丝纤维形式来提供，且可以单独地或者与其它类型纤维通过以下例举的方法组合地使用：共编织或芯/皮、并列(side-by-side)、橙型或矩阵和原纤维结构，或纤维制造技术领域的技术人员已知的其他方法。合适的共编织结构包括例如玻璃纤维-碳纤维、碳纤维-芳族聚酰亚胺(芳族聚酰胺)纤维和芳族聚酰亚胺玻璃纤维或类似物。纤维状填料可以以下列形式来提供，例如，粗纱(rovings)、纺织的纤维状增强物，如0-90度织物等；无纺纤维增强材料，例如连续原丝片(continuous strand mat)、短切原丝片(chopped strand mat)、绢纱(tissue)、纸和毛毯等；或者三维增强材料如编带(braids)。基于100重量份组合物的聚合物组分，通常使用0-80重量份的填料。
示例性的抗氧化剂添加剂包括例如有机亚磷酸酯，例如亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(“IRGAFOS 168”或“I-168”)、二(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等等，烷基化的一元酚或多元酚；多元酚与二烯的烷基化反应产物，例如四[亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷等等；对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物；烷基化氢醌；羟基化硫代二苯醚；烷叉双酚；苄基化合物；β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；硫烷基或硫芳基化合物的酯，例如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、二(十三烷基)硫代丙酸酯、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等等；β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺等等；或者包含至少一种前述抗氧化剂的组合。抗氧化剂通常的用量为0.0001至1重量份，基于100重量份的热塑性组合物的聚合物组分(不包括任何填料)。
示例性的热稳定剂添加剂包括例如有机亚磷酸酯，例如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2，6-二甲基苯基)酯、亚磷酸三(混合的单和二壬基苯基)酯，等等；膦酸酯，例如二甲基苯膦酸酯等等；磷酸酯，例如磷酸三甲基酯等等；或者包含至少一种前述热稳定剂的组合。热稳定剂通常的用量为0.0001至1重量份，基于100重量份的热塑性组合物的聚合物组分。
也可以使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收添加剂。示例性的光稳定剂包括例如苯并三唑类，例如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等等，或者包含至少一种前述光稳定剂的组合。光稳定剂通常的用量为0.0001至1重量份，基于100重量份的热塑性组合物的聚合物组分。
示例性的UV吸收添加剂包括例如羟基二苯甲酮类；羟基苯并三唑类；羟基苯并三嗪类；氰基丙烯酸酯类；草酰二苯胺类；苯并噁嗪酮类；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚(CYASORBTM 5411)；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM 531)；2-[4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚(CYASORBTM 1164)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORBTM UV-3638)；1，3-双[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2，2-双[[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(UVINULTM 3030)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮)；1，3-双[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2，2-双[[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷；纳米尺寸的无机材料，例如氧化钛、氧化铈和氧化锌，所有这些的粒度小于或等于100nm；或类似物；或含至少一种前述UV吸收剂的组合。UV吸收剂通常的用量为0.0001至1重量份，基于100重量份的热塑性组合物的聚合物组分。
也可使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂。这些类型的材料存在显著的重叠，其中包括例如邻苯二甲酸酯，例如二辛基-4，5-环氧六氢邻苯二甲酸酯；三(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯；三硬脂精；二-或多官能芳族磷酸酯，例如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的双(二苯基)磷酸酯和双酚A的双(二苯基)磷酸酯；聚-α-烯烃；环氧化大豆油；硅氧烷类，其中包括硅油；酯，例如脂肪酸酯，例如烷基硬脂酯，例如硬脂酸甲酯；硬脂酸硬脂酯、四硬脂酸季戊四醇酯(PETS)和类似物；硬脂酸甲酯和含以下物质的亲水和疏水非离子表面活性剂：聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-共-丙二醇)共聚物，或包含至少一种前述二醇聚合物的组合，例如在合适溶剂内的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；蜡，例如蜂蜡、褐煤蜡、石蜡或类似物。这些材料通常的用量为0.001至1重量份，具体为0.01-0.75重量份，更具体为0.1-0.5重量份，基于100重量份的热塑性组合物的聚合物组分。
术语“抗静电剂”是指可加工于聚合物树脂中和/或喷于材料或制品上以提高导电性和整体物理性能的单体、低聚或聚合材料。单体抗静电剂的实例包括单硬脂酸甘油酯，二硬脂酸甘油酯，三硬脂酸甘油酯，乙氧化胺，伯、仲胺和叔胺，乙氧基化醇，烷基硫酸盐，烷基芳基硫酸盐，烷基磷酸盐，烷基胺硫酸盐，烷基磺酸盐如硬脂基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，季铵盐，季铵树脂，咪唑啉衍生物，脱水山梨醇酯，乙醇酰胺，甜菜碱，等等，或者包含至少一种前述单体抗静电剂的组合。
示例性的聚合抗静电剂包括某些聚酯酰胺聚醚聚酰胺(聚醚酰胺)嵌段共聚物，聚醚酯酰胺嵌段共聚物，聚醚酯，或者聚氨酯，各自包含聚亚烷基二醇部分聚氧化烯单元如聚乙二醇，聚丙二醇，聚1，4-丁二醇等。这种聚合抗静电剂可从商业上得到，例如
Figure G2007800532815D00291
6321(Sanyo)或
Figure G2007800532815D00292
MH1657(Atofina)，
Figure G2007800532815D00293
P18和P22(Ciba-Geigy)。可以用作抗静电剂的其它聚合材料是固有导电的聚合物如聚苯胺(商业上以EB得自Panipol)，聚吡咯和聚噻吩(商业上得自Bayer)，其在高温下熔体加工之后保持其一定的固有导电性。在一种实施方案中，可以在含化学抗静电剂的聚合树脂中使用碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑或者包含至少一种前述材料的组合，以使组合物静电消散。抗静电剂通常的用量为0.0001-5重量份，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
还可以存在着色剂如颜料和/或染料添加剂。有用的颜料可以包括例如无机颜料，如金属氧化物和混合的金属氧化物如氧化锌、二氧化钛、氧化铁等；硫化物，如硫化锌等；铝酸盐；钠硫代硅酸盐硫酸盐、铬酸盐等；炭黑；铁酸锌；群青蓝；有机颜料，如偶氮、重氮、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黄烷士酮、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌、蒽嵌蒽二醌、二噁嗪、酞菁、和偶氮色淀；颜料红101、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料蓝60、颜料绿7、颜料黄119颜料黄147、颜料黄150和颜料棕24；或包含至少一种前述颜料的组合。颜料通常的用量为约0.01至10重量份，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
示例性的染料通常为有机材料，包括例如香豆素染料如香豆素460(蓝)、香豆素6(绿)，尼罗红等；镧系络合物；烃和取代的烃染料；多环芳烃染料；闪烁染料，如噁唑或噁二唑染料；芳基或杂芳基取代的聚(C2-8)烯烃染料；羰花青染料；阴丹酮染料；酞菁染料；噁嗪染料；喹诺酮(carbostyryl)染料；萘四羧酸染料；卟啉染料；二(苯乙烯基)联苯染料；吖啶染料；蒽醌染料；花青染料；甲川染料；芳基甲烷染料；偶氮染料；靛类染料、硫代靛类染料、重氮染料；硝基染料；醌亚胺染料；氨基酮染料；四唑染料；噻唑染料；苝染料；苝酮染料；二-苯并噁唑基噻吩(BBOT)；三芳基甲烷染料；呫吨染料；噻吨染料；萘二甲酰亚胺染料；内酯染料；荧光团，如反斯托克司频移染料，其吸收近红外波长并发射可见波长等；发光染料，如7-氨基-4-甲基香豆素；3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑；2，5-二-(4-联苯基)-噁唑；2，2’-二甲基-对-四联苯；2，2-二甲基-对-三联苯；3，5，3””，5””-四叔丁基-对-五联苯；2，5-二苯基呋喃；2，5-二苯基噁唑；4，4’-二苯基均二苯代乙烯；4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃；1，1’-二乙基-2，2’-羰花青碘化物；3，3’-二乙基-4，4’，5，5’-二苯并硫代三羰花青碘化物；7-二甲基氨基-1-甲基-4-甲氧基-8-氮杂喹诺酮-2；7-二甲基氨基-4-甲基喹诺酮-2；2-(4-(4-二甲基氨基苯基)-1，3-丁二烯基)-3-乙基苯并噻唑高氯酸盐；3-二乙基氨基-7-二乙基亚氨基吩噁唑高氯酸盐；2-(1-萘基)-5-苯基噁唑；2，2’-对-亚苯基-二(5-苯基噁唑)；若丹明700；若丹明800；芘；1，2-苯并菲(chrysene)；红荧烯；晕苯等，或者包含至少一种前述染料的组合。染料通常的用量为约0.01至10重量份，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
当需要泡沫体时，有用的发泡剂包括例如低沸点的卤代烃和可生成二氧化碳的物质；在室温下为固体并且当被加热到高于其分解温度的温度后生成例如氮、二氧化碳、氨气等气体的发泡剂，例如偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺的金属盐、4，4′-氧双(苯磺酰肼)、碳酸氢钠、碳酸铵等、或包括至少一种上述发泡剂的组合。发泡剂通常的用量为0.01-20重量份，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
在热塑性组合物中也可以使用抗滴剂，例如形成原纤维或非形成原纤维的氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴剂可以被如上所述的刚性共聚物例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)包封。包封在SAN内的PTFE被称为TSAN。包封的氟聚合物可以通过在氟聚合物存在下聚合包封聚合物来制备，例如水性分散体。与PTFE相比TSAN可以具有显著优点，因为TSAN可以更容易地分散在组合物中。合适的TSAN可以包含50wt％PTFE和50wt％SAN，基于包封的氟聚合物的总重量。SAN可以包含例如75wt％苯乙烯和25wt％丙烯腈，基于共聚物的总重量。可替换地，氟聚合物可以以某种方式与第二聚合物例如芳族聚碳酸酯或SAN预混合以形成用作抗滴剂的聚集体材料。两种方法都可以用来生成包封的氟聚合物。抗滴剂通常的用量为0.1-5wt.％，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
也可以存在辐射稳定剂，特别是γ-辐射稳定剂。示例性的γ-辐射稳定剂包括亚烷基多元醇，如乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，4-丁二醇、内消旋-2，3-丁二醇、1，2-戊二醇、2，3-戊二醇、1，4-戊二醇、1，4-己二醇等；环亚烷基多元醇，如1，2-环戊烷二醇、1，2-环己烷二醇等；支化的亚烷基多元醇，如2，3-二甲基-2，3-丁二醇(频哪醇)等，以及烷氧基取代的环状或无环烷烃。不饱和的烯醇也是有用，其实例包括4-甲基-4-戊烯-2-醇、3-甲基-戊烯-3-醇、2-甲基-4-戊烯-2-醇、2，4-二甲基-4-戊烯-2-醇和9-癸烯-1-醇，以及具有至少一个羟基取代的叔碳原子的叔醇，例如，2-甲基-2，4-戊二醇(己二醇)、2-苯基-2-丁醇、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、2-苯基-2-丁醇等，以及环状叔醇如1-羟基-1-甲基-环己烷。也可以使用某些羟甲基芳族化合物，其具有在与芳环中的不饱和碳相连的饱和碳上的羟基取代。该羟基取代的饱和碳可以是羟甲基(-CH2OH)或者它可以是更复杂的烃基的一员，例如(-CR4HOH)或(-CR4 2OH)，其中R4是复杂或简单的烃。具体的羟甲基芳族化合物包括二苯基甲醇、1，3-苯二甲醇、苄醇、4-苄氧基苄醇和苄基苄醇。常常使用2-甲基-2，4-戊二醇、聚乙二醇和聚丙二醇用于γ-辐射稳定。γ-辐射稳定化合物通常的用量为0.1-10重量份，基于100重量份热塑性组合物的聚合物组分。
包括氰基苯基封端的聚碳酸酯和阻燃剂的热塑性组合物可以多种方法来制备。例如，将氰基苯基封端的聚碳酸酯、阻燃剂、抗冲改性剂(如果存在的话)和/或其它任选的组分首先在Henschel-MixerTM高速混合器中混合。包括但不限于手工搅拌的其它低剪切工艺也可以实现该混合。共混物然后经由进料斗被输送给单螺杆或双螺杆挤出机的进料口。或者，至少一种组分可以通过在进料口和/或在下游通过侧进料口(sidestuffer)直接进料给挤出机被引入组合物。添加剂也可以与所需聚合物树脂混配成母料进料给挤出机。挤出机通常在高于使组合物流动所必须的温度下操作。挤出物紧接着在水浴中被骤冷和造粒。如此制备的粒料当剪切挤出物时可以根据需要成为四分之一英寸长或更短。这些粒料可以用于后续的模塑、成型或成形。
在上述一些实施方案中，通过调节氰基苯基封端的聚碳酸酯的分子量或通过添加某些阻燃性盐(特别是全氟C1-16烷基磺酸的碱金属盐)可以控制高温交联的发生。在一种实施方案中，添加无机阻燃剂(如KSS)将聚碳酸酯中交联/支化的开始温度提高20-80℃，特别是40-60℃。
在另一实施方案中，在高温例如280℃或以上、300℃或以上、或320℃或以上，Mw为30,000或更高的包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的组合物比Mw为22,000或25,000的氰基苯基封端的聚碳酸酯表现出较少的交联或支化。
根据氰基苯基封端的聚碳酸酯的特性，包含该聚碳酸酯的组合物可以具有期望的流变性能，如高温下粘度增加。例如，当在10rad/sec的平行板剪切速率下在300℃、320℃或340℃的温度保持30分钟时，热塑性组合物的粘度增加可以为50-10,000泊(P)，更具体为100-5,000P。
或者或此外，包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的组合物的熔体体积速率(MVR)可以为1-50cm3/10分钟，更具体为5-30cm3/10分钟，根据ASTMD1238-04在300℃和1.2kg载荷下测量。
在一种实施方案中，包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物保持在300℃或更高温度时，粘度比包含用不同封端基团得到的聚碳酸酯的相同组合物增加了大于10％。
也提供了包含该热塑性组合物的成型的、成形的、或模塑的制品。可以通过各种方法将该热塑性组合物模塑成有用的成型制品，通过如注塑、挤出、旋转模塑、吹塑和热成型以形成制品，例如，计算机和商业机器外壳如监视器的外壳，手持电子设备外壳如手机的外壳，电池外壳，电连接器，照明器材的组件，装饰物，家用器具，屋顶，温室，阳光房，游泳池围栏，等等。该组合物在薄壁制品如电子设备的外壳的制造中特别有用。可以由组合物形成的制品的其他例子包括电气部件如继电器，及机壳，消费电子设备如膝上型计算机、台式计算机的机壳和部件，对接台(dockingstation)，PDA，数码相机、台式计算机，以及通讯设备部件如固定台接线端(base station terminal)的部件。
由包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物模塑得到的制品的热变形温度(HDT)可以为100-300℃，更具体为110-200℃，根据ASTM D648在0.455MPa下测量。
由包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物模塑得到的制品还可以具有10-100％或20-100％的延展百分率(percent ductility)，根据ASTM 256测量。在其他实施方案中，当使用支化剂时，由包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物模塑得到的制品还可以具有0-100％或20-100％的延展百分率，根据ASTM 256测量。
由包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物模塑得到的制品的缺口伊佐德抗冲强度(NII)为1-15英尺-磅(ft-lb)/英寸，或者2-14ft-lb/英寸，根据ASTM D256使用1/8英寸(3.2mm)厚的试条在23℃测量。在其他实施方案中，当使用支化剂时，由包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物模塑得到的制品的缺口伊佐德抗冲强度(NII)为0.2-15英尺-磅(ft-lb)/英寸，或者0.5-14ft-lb/英寸，根据ASTM D256使用1/8英寸(3.2mm)厚的试条在23℃测量。
由包含氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物模塑得到的制品的透明度可以为60-90％，更具体为70-90％，根据ASTM-D1003-00使用3.2mm厚的试验样片测量。热塑性组合物的雾度值可以小于10％，更具体地小于5％，根据ASTM-D1003-00使用3.2mm厚的试验样片测量。
在一些实施方案中，当使用支化剂时，热塑性组合物的雾度值可以小于5％，更具体地小于3％，根据ASTM-D1003-00使用1.0mm厚的试验样片测量。此外，热塑性组合物的雾度值可以小于20％，更具体地小于10％，甚至更具体地小于6％，根据ASTM-D1003-00使用3.2mm厚的试验样片测量。
包含氰基苯基封端的聚碳酸酯和阻燃剂的热塑性组合物的UL94等级可以为V2或更佳、特别为V1或更佳，更特别为V0。
包含氰基苯基封端的聚碳酸酯、支化剂和阻燃剂的热塑性组合物的UL94等级可以为V2或更佳、特别为V1或更佳，更特别为V0。
基于它们有利的流动性和加工性，氰基苯基封端的聚碳酸酯可用于制造薄壁部件，特别是阻燃的薄壁部件。本文使用的具有“薄壁”的制品是指部分厚度为0.01mm-3.0mm，更具体为0.05-2.5mm，或者甚至更具体为0.1-2.0mm的制品。不受理论限制，薄壁阻燃性能在高温(例如火焰内的温度)可归因于粘度增加(build-up)。例如，在300、320和340℃(30分钟的保持时间)的时间-扫描流变曲线(time-sweep rheology curve)显示，所有具有氰基苯基碳酸酯端基的聚碳酸酯材料的粘度增加。
在特别有利的实施方案中，壁厚为3mm的制品的UL94等级为V2或更佳，特别为V1或更佳，更特别为V0。在另一实施方案中，壁厚为2.5mm的制品的UL94等级为V2或更佳，特别为V1或更佳，更特别为V0。在另一实施方案中，壁厚为2.2mm的制品的UL94等级为V2或更佳，特别为V1或更佳，更特别为V0。在另一实施方案中，壁厚为2mm的制品的UL94等级为V2或更佳，特别为V1或更佳，更特别为V0。在另一实施方案中，壁厚为1.57mm的制品的UL94等级为V2或更佳，特别为V1或更佳，更特别为V0。
氰基苯基封端的聚碳酸酯，特别是含有聚硅氧烷单元的三元共聚物共聚酯碳酸酯可以用于制造在被受限或密封的区域(如飞行器的内部)中使用的组件(interior)。对于这些应用，各种阻燃性能十分重要。在航空运输业中，热塑性材料的有用的阻燃性能，特别是放热速率通常根据Federal AviationRegulations(FARs)，具体为FAR/JAR 25.853(d)来测量和规定。FAR F25.4(FAR Section 25，Appendix F，Part IV)中描述的放热速率标准是一种如此指定的性能。在一种实施方案中，包括氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物的2分钟积分放热速率小于或等于65千瓦-分钟/平方米(kW-min/m2)，峰值放热速率小于65千瓦/平方米(kW/m2)，使用Ohio State Universitycalorimeter，简称OSU 65/65(2min/峰值)测量。在另一实施方案中，包括氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物的2分钟积分放热速率小于或等于55kW-min/m2，峰值放热速率小于55kW/m2(简称OSU 55/55)。此外，包括氰基苯基封端的聚碳酸酯的热塑性组合物的烟尘密度(Ds)(如FAR F25.5(FAR Section 25，Appendix F，Part V)所述)小于200，根据ASTM F814-83，在有火焰的情况或无火焰的情况下4分钟后测量。
通过以下非限制性实例进一步说明本发明。
实施例
在以下实施例中使用表1中列出的材料。
表1
  缩写   化学名称 供应商
PC-A   对枯基苯基碳酸酯封端的BPA聚碳酸酯(Mw＝30,000g/mol) GE Plastics
PC-B   对枯基苯基碳酸酯封端的BPA聚碳酸酯(Mw＝25,900g/mol) GE Plastics
PC-C   对枯基苯基碳酸酯封端的BPA聚碳酸酯(Mw＝36,500g/mol) GE Plastics
  (I)   式(17)的丁子香酚封端的硅氧烷，其 GE Plastics
  中E为约12
  PETS   季戊四醇四硬脂酸酯(增塑剂/脱模剂)   FACIFarasco-Genova Italy
  I-168   三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧化剂)   Ciba SpecialtyChemicals
  TSAN   苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)封装的聚四氟乙烯(PTFE)(抗滴剂)   GE Plastics
  FR-1   全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)   3M
  FR-2   二苯基酚-3-磺酸钾(KSS)   Sloss，Inc.
除非另外指出，将全部热塑性组合物在Werner & Pfleiderer同向旋转双螺杆挤出机(长度/直径(L/D)比例＝30/1，真空口位于口模面附近)上混配，该双螺杆挤出机具有足够分布和分散混合元件以在聚合物组合物组分之间产生良好混合。随后依据ISO 294在Husky或BOY注塑机上将该组合物模塑。将组合物混配并在270～330℃下模塑，但是本领域技术人员将意识到，该方法可以并非限定于这些温度。
使用上面提到的测试方法进行物理性质测量。
可燃性测试按照保险业实验室公报94题为“塑料材料的可燃性测试，UL94”(Underwriter’s Laboratory Bulletin 94 entitled“Tests for Flammability ofPlastic Materials，UL94”)的程序进行。基于燃烧速率、熄灭时间、耐滴落的能力以及滴落物是否燃烧来适用若干等级。按照该程序，可以将材料基于对5个试样所得的测试结果分类成UL94 HB、V0、V1、V2、5VA和/或5VB。下面详细描述这些组合物的可燃性分类各自的标准。
HB：在其长轴与火焰平行放置的5英寸试样中，试样的燃烧速率小于3英寸/分钟，在4英寸长的试样烧掉之前火焰熄灭。
V0：其长轴与火焰成180度放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或闷烧的平均周期应当不超过10秒，并且垂直放置的试样无一产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。5试条燃烧熄灭时间(FOT)是5根试条的总计燃烧熄灭时间，其各自点燃两次，最大燃烧熄灭时间为50秒。
V1：其长轴与火焰成180度放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或闷烧的平均周期应当不超过25秒，并且垂直放置的试样无一产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。5试条燃烧熄灭时间是5根试条的总计燃烧熄灭时间，其各自点燃两次，最大燃烧熄灭时间为250秒。
V2：其长轴与火焰成180度放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或闷烧的平均周期应当不超过25秒，但垂直放置的试样产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。5试条燃烧熄灭时间是5根试条的总计燃烧熄灭时间，其各自点燃两次，最大燃烧熄灭时间为250秒。
实施例1-8
这些实施例说明对氰基苯基封端的BPA聚碳酸酯(PC-1至PC-8)的制备。用量和产物性质示于表2中。
在实施例1-3中，使用以下方法制备线型对氰基苯酚封端的聚碳酸酯。向配置有冷凝器、搅拌器、pH探针、光气进口、碱液进口和循环回路的300-加仑玻璃反应器中装入双酚A(BPA)、对氰基苯酚(预先溶于二氯甲烷，约2-3wt％)、葡萄糖酸钠、三乙胺、水和二氯甲烷，用量如表2a所示。在比率-pH控制下，将光气和氢氧化钠(50％w/w)一同加入反应器中。光气添加速率保持在250lbs/hr(113.4kg/hr)。设定氢氧化钠/光气比率分布以获得目标pH9-11。通过酸洗和之后水洗纯化得到的对氰基苯基封端的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液。通过蒸汽沉淀(steam precipitation)分离并在热氮气流下干燥最后得到的对氰基苯基封端的聚碳酸酯。所得聚碳酸酯(PC-1、PC-2和PC-3)的分子量如表2a所示。
在实施例4-8中，使用以下方法制备支化的对氰基苯酚封端的聚碳酸酯。向300-加仑配置有冷凝器、搅拌器、pH探针、光气进口、碱液进口和循环回路的玻璃反应器中装入BPA、对氰基苯酚(预先溶于二氯甲烷，约2-3wt％)、三(羟基苯基)乙烷(THPE)(预先溶于200g 50％氢氧化钠中并用去离子水稀释至全部溶液为2kg)、葡萄糖酸钠、三乙胺、水和二氯甲烷，用量如表2a所示。在比率-pH控制下，将光气和氢氧化钠(50％w/w)一同加入反应器中。光气添加速率保持在250lbs/hr(113.4kg/hr)。设定氢氧化钠/光气比率分布以获得目标pH9-11。通过酸洗和之后水洗纯化得到的对氰基苯基封端的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液。通过蒸汽沉淀分离并在热氮气流下干燥最后得到的氰基苯基封端的聚碳酸酯。所得聚碳酸酯(PC-4至PC-8)的分子量如表2a所示。
表2a
  组分   Ex.1   Ex.2   Ex.3   Ex.4   Ex.5   Ex.6   Ex.7   Ex.8
  双酚A，kg   68   68   68   68   68   68   68   68
  对氰基苯酚，kg   1.13   1.54   1.36   1.54   1.13   1.95   1.54   1.54
  葡萄糖酸钠，kg   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5
  三乙胺，kg   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5
  光气，kg   40.8   40.8   40.8   40.8   40.8   40.8   40.8   40.8
  三(羟基苯基)乙烷，kg   -   -   -   0.37   -   0.91   0.91   0.91
  水，m3   0.21   0.21   0.21   0.21   0.21   0.21   0.21   0.21
  二氯甲烷，m3   0.49   0.49   0.49   0.49   0.49   0.49   0.49   0.49
  所得的聚合物   PC-1   PC-2   PC-3   PC-4   PC-5   PC-6   PC-7   PC-8
  Mw，g/摩尔   30,000   22,200   24,300   24,900   28,700   27,100   34,400   35,600
PC-1至PC-4的物理性质与对枯基苯基封端的聚碳酸酯(PC-A和PC-B)的相当。各自配制有0.3份/100重量份树脂(phr)PETS和0.06phr三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的PC-1和PC-A的性质比较示于表2b中。
表2b
  性质   测试方法   测量条件   PC-1   PC-A
  弹性模量-平均值   ASTM D790   23℃   2260   2345
  屈服应力-平均值   ASTM D638   23℃   62.8   62
  断裂应力-平均值   ASTM D638   23℃   73.6   69
  屈服伸长率-平均值   ASTM D638   23℃   6.6   7
  断裂伸长率-平均值   ASTM D638   23℃   132.7   135
  最大负载的能量-平均值   ASTM D3763   23℃   71.3   65
  Dynatup延展性   ASTM D3763   -40℃   100   100
  NI延展性   ASTM D256   23℃   100   100
  NI抗冲强度-平均值   ASTM D256   23℃   944   944
  NI延展性   ASTM D256   -10℃   0   100
  NI抗冲强度-平均值   ASTM D256   -10℃   163   923
  (HDT)热变形温度-平均值   ASTM D648   0.455MPa   144   138
  雾度，3.2mm试验样片   ASTM D1003-00   23℃   0.6   0.6
表2b的结果显示，根据Dynatup方法测量，对氰基苯基封端的聚碳酸酯(PC-1)一直到-40℃还具有延展性且是透明的，具有低的雾度。
实施例9-12和对比例A-B
在实施例9-12中研究了包含上述获得的PC-1、PC-2、PC-3或PC-4的热塑性组合物的性质，与包含PC-A或PC-B(对枯基苯基封端的BPA聚碳酸酯)的热塑性组合物(对比例A-B)进行比较。该热塑性组合物配制有0.3份/100重量份树脂(phr)PETS和0.06phr三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
此外，配制不含FR，含0.08phr FR-1或0.3phr FR-2的样品，如表3所示。这些组合物和所得的性质如表3所示。
表3
Figure G2007800532815D00381
NT：没有测试
表3的结果显示，相比于包含对枯基苯基封端的聚碳酸酯的组合物(含阻燃剂，熔体流动性相同)(对比PC-A和PC-B)，包含高分子量对氰基苯基封端的PC-1的组合物(Ex.9)或包括含阻燃剂添加剂的支化的对氰基苯基封端的PC-4的组合物(Ex.12)显示出改进的阻燃性能。
另外，令人吃惊的是，Ex.9显示不含阻燃剂添加剂的对氰基苯基封端的PC-1固有的阻燃性(在3.0mm为UL94V0，在2.2mm为V2)。这胜过含有对枯基苯基端基的聚碳酸酯(PC-A和PC-B)。本领域众所周知的是，含有PC-A和PC-B但不含阻燃剂添加剂的组合物在3.0mm的阻燃等级将为HB或V2。
实施例13-16和对比例C-D
在实施例13-16中研究了上述获得的含有PC-5、PC-6、PC-7或PC-8的热塑性组合物的性质。在一些实例中，将含有对枯基苯基端基的聚碳酸酯(PC-A和PC-B)与氰基苯基封端的聚碳酸酯共混，如表4所示。作为比较，在对比例C-D(CE.C-D)中也研究了包含PC-A和PC-B的热塑性组合物。这些热塑性组合物配制有0.3份/100重量份树脂(phr)PETS和0.06phr三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。此外，配制不含FR，含0.08phr FR-1或0.3phr FR-2的样品，如表4所示。
表4
Figure G2007800532815D00391
表4的数据显示，氰基苯基封端的聚碳酸酯比含有FR-1或FR-2的对枯基苯酚封端的聚碳酸酯提供了更好的阻燃特性(在较薄厚度下为UL 94 V0性能和没有滴落物)。
实施例5、6、8-12及对比例A和B的流变性
通过在3rad/秒的平行板剪切速率下将组合物从300℃加热至450℃，研究了包含PC-3(Ex.11)或PC-B(CE.B)的热塑性组合物的流变性，组合物各自含有0.3phr PETS、0.06phr三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和0.08phrFR-1。结果示于图1。令人惊讶得到是，图1显示，包含PC-3(对氰基苯基封端)的热塑性组合物比包含PC-B(对枯基苯基封端)的组合物的粘度显著增加。此外，包含PC-3的热塑性组合物在较低温度开始发生粘度增加。
使用包含PC-1，PC-2或PC-4的热塑性组合物(分别为实施例5、6和8，各自含有0.3phr PETS、0.06phr三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、0.08phrFR-1)，相对于包含PC-A的热塑性组合物(对比例A，含有0.08phr FR-1)(结果未示出)，观察到同样的结果。
含有0.08phr FR-1的包含PC-1、PC-2、PC-3或PC-4的热塑性组合物(分别为Ex.9-12)及含有0.08phr FR-1的对比例A和B的流变性示于图2中。在3rad/秒的平行板剪切速率下将组合物从300℃加热至450℃。图2显示，含有最高分子量对氰基苯基聚碳酸酯(PC-1)的热塑性组合物与余下包含PC-2至PC-4、PC-A和PC-B的组合物相比，没有显示出明显的粘度增加。包含PC-3或PC-4的组合物均显示最高的粘度增加。
此外，图2显示，包含PC-1至PC-4的组合物比包含PC-A或PC-B的组合物提前10℃开始表现出粘度增加。包含PC-A或PC-B的组合物均表现出粘度增加，但没有达到PC-3和PC-4的数量。
图3显示，不含FR、含有0.08phr FR-1或0.3phr FR-2(Ex.11)的包含PC-3的热塑性组合物的流变行为。在3rad/秒的平行板剪切速率下将组合物从300℃加热至450℃。图3显示，阻燃剂可以影响对氰基苯基封端的聚碳酸酯的流变行为。特别是，将FR-1加入含有PC-3的组合物，与不含阻燃剂添加剂的组合物相比，降低了粘度增加的数量。然而，FR-1的添加不影响观察到粘度开始增加时的温度。另一方面，添加FR-2将粘度开始增加的温度延迟了大约50℃。
对于包含PC-1、PC-2或PC-4的组合物(结果未示出)也发现了上述结果。然而，对于PC-1，难以观察到阻燃剂添加剂的影响，因为PC-1(含有及不含阻燃剂添加剂)粘度增加小。
对包含PC-1至PC-4的热塑性组合物(含有或不含阻燃剂添加剂，实施例9-12)与包含PC-A的热塑性组合物(含有FR-1)和包含PC-B的热塑性组合物(含有FR-1)的比较示于表5中。在10rad/sec的平行板剪切速率、如表5所示的不同温度下将样品保持30分钟。
表5
Figure G2007800532815D00401
表5的结果显示，含有或不含阻燃剂添加剂的包含PC-1至PC-4的全部样品相比于PC-A(含有FR-1)和PC-B(含有FR-1)表现出显著的粘度增加。在这些时间间隔和温度下PC-A和PC-B的粘度均下降，最可能的原因是由于聚碳酸酯的热不稳定性引起的降解。然而，在保持30分钟之后，PC-1至PC-4全都表现出粘度增加。不受理论限制，假设该粘度增加是由于支化和/或交联反应产生的分子量增加引起的。
实施例17-18
实施例17和18说明加工条件对于控制用对氰基苯酚的水解产物合成的聚碳酸酯的分子量的影响。该水解产物是通过在加入光气反应器之前将对氰基苯酚与温热的氢氧化钠水溶液接触而形成的。在实施例17和18中，将以下物质加入配置有顶部冷凝器、顶部搅拌器、pH探针、碱性溶液进口和光气进口的3升5颈Morton烧瓶：BPA(50g，0.22mol)；对氰基苯酚/4-羟基苯甲酸/4-羟基-苯甲酰胺(对氰基苯的水解产物)(1.32g，约5mol％，基于BPA)；三乙胺(0.46mL，0.004mol)；二氯甲烷(400mL)；和去离子水(250mL)。将混合物充入光气(28.9g，2g/min，0.29mol)。在添加光气期间，将碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)同时加入反应器以将反应的pH保持在9-11。在完全加入光气之后，将反应用氮气冲洗，萃取有机层用于GPC分析。实施例17和18的分子量特征示于表6中。
表6
  Ex.17   Ex.18
  所得的聚合物   PC-17   PC-18
  所得聚合物的Mw，g/mole，实际a   55,925   52,016
  所得聚合物的PDIa   4.2   4.1
  聚合物的Mw，g/mole，目标b   20,800   20,800
b在相比于BPA的总摩尔数加入5mol％单官能酚时，根据聚合程度计算。
表6的数据显示，当使用对氰基苯酚的水解产物作为聚碳酸酯的链终止剂时，不能达到所期望的目标分子量。另外，该聚碳酸酯产物的多分散度相比于BPA、光气和对氰基苯基的线性缩聚产物的(PDI小于3)高。
实施例19-20
实施例19-20说明用3，4-二氰基苯酚封端的聚碳酸酯的制备和性质。
在实施例19中，将以下物质加入配置有顶部冷凝器和流量为40L/分钟的循环泵的80升CSTR中：BPA(4540g，19.9mol)；二氯甲烷(16L)；去离子水(14L)；预溶于二氯甲烷的2-3wt％的3，4-二氰基苯酚(93g，0.64mol)；三乙胺(30mL)；和葡萄糖酸钠(10g)。将光气(2962g，80g/min，29.9mol)添加至反应器，同时将碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)加入反应器以将反应的pH保持在9-11。在完全加入光气之后，用氮气冲洗反应混合物，并萃取有机层。有机萃取物用稀盐酸(HCl)洗涤一次，随后用去离子水洗涤三次。在热蒸汽中由二氯甲烷沉淀有机层。分析之前在110℃烘箱中干燥聚合物。测量聚碳酸酯(PC-19)的Mw为30,023g/mol(参照聚碳酸酯标样)，PDI为2.6。
在实施例20中，将以下物质加入配置有顶部冷凝器和流量为40L/分钟的循环泵的80升CSTR中：BPA(4540g，19.9mol)；二氯甲烷(17L)；去离子水(14.8L)；预溶于二氯甲烷的2-3wt％的3，4-二氰基苯酚(120g，0.82mol)；三乙胺(30mL)；和葡萄糖酸钠(10g)。将光气(2963g，80g/min，29.9mol)加入反应器，同时将碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)加入反应器以将反应的pH保持在9-11。在完全加入光气之后，用氮气冲洗反应混合物，并萃取有机层。有机萃取物用稀盐酸(HCl)洗涤一次，随后用去离子水洗涤三次。在热蒸汽中由二氯甲烷沉淀有机层。分析之前在110℃烘箱中干燥聚合物。测量聚碳酸酯(PC-20)的Mw为24,552g/mol(参照聚碳酸酯标样)，PDI为2.3。
包含PC-19或PC-20的热塑性组合物配制有0.3phr PETS、0.06phr I-168和0.08phr FR-1。表7示出了具有FR-1的实施例19和20的熔体流动性、热性质和阻燃性。
表7
  Ex.19   Ex.20
  所得的聚合物   PC-19   PC-20
  所得的聚合物的Mw，g/mole   30,023   24,552
  所得的聚合物的PDI   2.6   2.3
  UL94等级，3.0mm   V0   V0
  UL94等级，2.5mm   V2   V0
  UL94等级，2.0mm   V2   V2
  UL94等级，1.5mm   V2   V2
  MVR，300℃/1.2kg wt   11.1   17.8
  Tg，℃   152   152
表7显示，当配制有阻燃剂时，具有二-氰基苯基端基的聚碳酸酯也表现阻燃性。
实施例21和对比例E-F
在实施例21中研究了包含上述获得的PC-6的热塑性组合物的性质，与包含PC-A(上述对枯基苯基封端的BPA聚碳酸酯)或PC-C(对枯基苯基封端的BPA聚碳酸酯，Mw为36,500g/mole)的热塑性组合物(对比例E-F)进行比较。
热塑性组合物配制有0.3phr PETS、0.03phr I-168、0.08phr FR-1和0.4phr TSAN(抗滴剂)。所得性质示于表8.
表8
  UL94(3mm)   UL94(2.5mm)   UL94(2mm)   UL94(1.5mm)   UL94(1.2mm)   UL94(1mm)   熔体体积速率(300℃/1.2kg wt.)
  Ex.21   V0   V0   V0   V0   V0   V0   6.58
  CE.E   V0   V0   V0   V0   V2   失败   6.54
  CE.F   V0   V0   V0   V0   V0   V2   4.86
表8的数据显示，含有FR-1的氰基苯基封端的聚碳酸酯比含有FR-1的对枯基苯酚封端的聚碳酸酯提供更好的阻燃性(在1mm厚度具有UL94V0性能)
实施例22和对比例G
实施例22说明用对氰基苯酚封端的聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物的制备和性质，与用对枯基苯酚封端的聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物(对比例G)进行比较。
在实施例22中，通过将以下物质装入配置有冷凝器、搅拌器、pH探针、碱液进口和循环回路的200-加仑衬玻璃的反应器中进行低聚物的合成：丁子香酚-封端的硅氧烷(I)(1.42kg，1.17mol)、二氯甲烷(75gal)、三乙胺(0.73kg，7.31mol)、间苯二酚的水溶液(194.2lbs溶液，44.5％w/w，356.3mol)和固体4-氰基苯酚(1.7kg，15.5mol)。将间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的熔融混合物(间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的摩尔比为1∶1，145lbs，324.5mol，9.5lb/min)加入反应容器，同时在15分钟内以单独的流体的形式添加氢氧化钠(50％w/w氢氧化钠溶液，lbs氢氧化钠/lbs苯二甲酰氯之比为0.7，或者氢氧化钠/苯二甲酰氯的摩尔比为1.77)。pH从pH7-8降低至pH约4。完成苯二甲酰氯的添加之后，加入氢氧化钠将pH升高到7-8.5。搅拌反应器的内容物10分钟。
将上面步骤的全部低聚物溶液转移至配置有冷凝器、搅拌器、pH探针、光气进口、碱液进口和循环回路的300-加仑衬玻璃的反应器中。用6加仑二氯甲烷冲洗低聚物反应器及其冷凝器。还向该光气反应器加入以下物质：双酚A(2llbs，41.8mol)、水(34gal)和二氯甲烷(31gal)。在比率-pH控制下，将光气(总共40lbs，183.4mol)和氢氧化钠(50％w/w)一同加入反应器中。对开始的50％光气添加量(20lbs)保持光气添加速率为200lbs/hr，对余下的50％光气添加量(20lbs)，光气添加速率降为150lbs/hr。该批次的氢氧化钠/光气比率分布为：一开始lb氢氧化钠/lb光气之比为2.30，在加入10％光气时变为2.20，在加入50％光气时变为2.00，在加入70％光气时变为2.50。对于开始的70％光气化，光气化的目标pH为8.2，对余下的30％光气化，光气化的目标pH为8.5。对该批次取样用于分子量分析，然后再次光气化(10lb光气，45.9mol，pH目标值为9.0)。用50％w/w氢氧化钠将pH升高至约9，并降该批次转移到离心进料槽中，在该槽中加入盐酸将批次的pH降低至pH小于或等于8。通过酸洗和之后的水洗经由离心纯化所得的聚合物的二氯甲烷溶液。通过蒸汽沉淀分离最后的聚合物(PC-22)并在热氮气流下干燥。
在对比例G中，通过将以下物质装入配置有冷凝器、搅拌器、pH探针、碱液进口和循环回路的200-加仑衬玻璃的反应器中进行低聚物的合成：丁子香酚封端的硅氧烷(I)(1.38kg，1.14mol)、二氯甲烷(75gal)、三乙胺(0.74kg，7.31mol)、间苯二酚的水溶液(202.4lbs溶液，44.9％w/w，374.4mol)和对枯基苯酚的二氯甲烷溶液(9.29kg，33％w/w，14.4mol)。将间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯异构体的熔融混合物(间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯异构体的摩尔比为1∶1，145.9lbs，326mol，9.5lb/min)加入反应容器，同时在15分钟内以单独的流体的形式添加氢氧化钠(50％w/w氢氧化钠溶液，lbs氢氧化钠/lbs苯二甲酰氯之比为0.7，或者氢氧化钠/苯二甲酰氯的摩尔比为1.77)。pH从pH7-8降低至pH约4。完成苯二甲酰氯的添加之后，加入氢氧化钠将pH升高到7-8.5。搅拌反应器的内容物10分钟并取样进行低聚物的分子量分析。
将上面步骤的全部低聚物溶液转移至配置有冷凝器、搅拌器、pH探针、光气进口、碱液进口和循环回路的300-加仑衬玻璃的光气反应器中。用6加仑二氯甲烷冲洗低聚物反应器及其冷凝器。还向该光气反应器加入以下物质：双酚A(14.2lbs，28.2mol)、葡萄糖酸钠(0.36lb)、水(35.3gal)和二氯甲烷(41gal)。在比率-pH控制下，将光气(总共40lbs，183.4mol)和氢氧化钠(50％w/w)一同加入反应器中。对开始的80％光气添加量(32lbs)保持光气添加速率为200lbs/hr，对余下的20％光气添加量(8lbs)，光气添加速率降为150lbs/hr。该批次的氢氧化钠/光气比率分布为：一开始lb氢氧化钠/lb光气之比为2.30，在加入10％光气时变为2.20，在加入50％光气时变为2.00，在加入70％光气时变为2.50。对于开始的70％光气化，光气化的目标pH为8.2，对余下的30％光气化，光气化的目标pH为8.5。对该批次取样用于分子量分析，然后再次光气化(10lb光气，45.9mol，pH目标值为9.0)。用50％w/w氢氧化钠将pH升高至约9，并降该批次转移到离心进料槽中，在该槽中加入盐酸将批次的pH降低至pH小于或等于约8。通过酸洗和之后的水洗经由离心纯化所得的聚合物的二氯甲烷溶液。通过蒸汽沉淀分离最后的聚合物并在热氮气流下干燥。
按照列在FAR25.853(d)和Appendix F中IV部分(FAR F25.4)的方法，在15.2×15.2cm的2.0mm厚的试验样片上、使用Ohio State University(OSU)放热速率装置进行放热测试。总放热值在2分钟时测试，单位为kW-min/m2(千瓦分钟每平方米)。测量放热峰值，单位为kW/m2(千瓦每平方米)。该放热测试方法也描述在“Aircraft Materials Fire TestHandbook”DOT/FAA/AR-00/12，Chapter 5“Heat Release Test for CabinMaterials”中。
在FAA垂直燃烧测试(FAR/JAR 25.853 Amendment 25-83.Part I，(a.))中，根据应用，用火焰燃烧垂直夹持的样品12或60秒(在本文采用60秒)。记录燃烧的样品长度(以英寸计)和火焰熄灭的时间。此外，还记录最长燃烧颗粒的燃烧时间。
热塑性组合物配制有0.06phr FR-1和0.06phr的热稳定剂。所得性质示于表9中。
表9
样品燃烧时间(秒)a 燃烧时间＞15秒的样品b   颗粒燃烧时间(秒)c   颗粒燃烧失败的数目d   2min OSU(kW-min/m2)   峰值OSU(kW-min/m2)
  Ex.22 1.4 0   0   0   17   35
  CEx.G 7.1 2   1.8   3   10   46
a14个样品的平均值。
b如果燃烧时间大于15秒则记录为失败(测试14个样品)。
c14个样品的平均值。
d如果样品燃烧时间大于3秒则记录为失败(测试14个样品)。
表9的数据表明，含有FR-1的氰基苯基封端的聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物(Ex.22)通过了FAA规定和OSU放热测试并且比含有FR-1的对枯基苯酚封端的聚碳酸酯-聚酯-聚硅氧烷三元共聚物(CEx.G)具有更强的阻燃性。
实施例23-36
在以下其他实施例中使用表10所列的材料。这些实施例说明具有支化剂的BPA聚碳酸酯(PC-23至PC-36)的制备。表11示出了用量和产物特征。
表10
  缩写   化学名称   供应商
  PC-H   BPA聚碳酸酯(Mw＝26,500g/mol)   GE Plastics
  PC-I   BPA聚碳酸酯(Mw＝21,800g/mol)   GE Plastics
  PETS   季戊四醇四硬脂酸酯(增塑剂/脱模剂)   FACIFarasco-Genova Italy
  I-168   三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧化剂)   Ciba SpecialtyChemicals
  FR-1   全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)   3M
  FR-3 八苯基环四硅氧烷   MomentivePerformance Materials
除非另外指出，将全部热塑性组合物在Werner & Pfleiderer同向旋转双螺杆挤出机(长度/直径(L/D)比例＝30/1，真空口位于口模面附近)上混配，该双螺杆挤出机具有足够分布和分散混合元件以在聚合物组合物组分之间产生良好混合。随后依据ISO 294在Husky或BOY注塑机上将该组合物模塑。将组合物混配并在270～330℃下模塑，但是本领域技术人员将意识到，该方法可以并非限定于这些温度。
在实施例23-33中，将以下物质加入配置有顶部冷凝器和流量为40L/分钟的循环泵的70升CSTR中：BPA(4540g，19.9mol)；4-羟基苯甲腈(用量示于表10中)；三乙胺(30mL，0.22mol)；二氯甲烷(16L)；去离子水(14L)；葡萄糖酸钠(10g)；和三(羟基苯基)乙烷(THPE，用量示于表10中)。将光气(800g，80g/min，8.1mol)加入反应器，同时将碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)加入反应器以将反应的pH保持在12-13。在先加入800g光气之后，通过同时加入光气(1374g，80g/min，13.9mol)和碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)将pH降为9-10。有机萃取物用稀盐酸(HCl)洗涤，随后用去离子水离心洗涤。在热蒸汽中由二氯甲烷沉淀有机层。分析之前在110℃烘箱中干燥聚合物。测量聚碳酸酯(PC-23至PC-33)的Mw(参照聚碳酸酯标样)和多分散指数(PDI)，结果示于表11。
在实施例34中，将以下物质加入配置有顶部冷凝器和流量为40L/分钟的循环泵的70升CSTR中：BPA(4540g，19.9mol)；4-羟基苯甲腈(100g，0.83mol)；三乙胺(30mL，0.22mol)；二氯甲烷(16L)；去离子水(14L)；葡萄糖酸钠(10g)；和三(羟基苯基)乙烷(THPE，用量示于表10中)。将光气(800g，80g/min，8.1mol)加入反应器，同时将碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)加入反应器以将反应的pH保持在12-13。在先加入800g光气之后，再次加入4-羟基苯甲腈溶液(84g，0.7mol，溶于2L二氯甲烷中)，通过同时加入光气(1374g，80g/min，13.9mol)和碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)将pH降为9-10。有机萃取物用稀盐酸(HCl)洗涤，随后用去离子水离心洗涤。在热蒸汽中由二氯甲烷沉淀有机层。分析之前在110℃烘箱中干燥聚合物。测量聚碳酸酯(PC-34)的Mw(参照聚碳酸酯标样)和多分散指数(PDI)，结果示于表11。
在实施例35和36中，将以下物质加入配置有顶部冷凝器和流量为40L/分钟的循环泵的70升CSTR中：BPA(4540g，19.9mol)；4-羟基苯甲腈(用量示于表10)；三乙胺(30mL，0.22mol)；二氯甲烷(16L)；去离子水(14L)；和葡萄糖酸钠(10g)。将光气(875g，80g/min，8.84mol)加入反应器，同时将碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)加入反应器以将反应的pH保持在9-11。在先加入875g光气之后，向反应物器加入偏苯三酰氯溶液(TMTC，对于实施例35为158.6g，0.6mol，溶于1L二氯甲烷中；对于实施例36为79.4g，0.3mol，溶于1L二氯甲烷中)，通过同时加入光气(1699g，17.2mol)和碱(50wt.％NaOH，在去离子水中)将pH保持在9-11。有机萃取物用稀盐酸(HCl)洗涤，随后用去离子水离心洗涤。在热蒸汽中由二氯甲烷沉淀有机层。分析之前在110℃烘箱中干燥聚合物。测量聚碳酸酯(PC-35和PC-36)的Mw(参照聚碳酸酯标样)和多分散指数(PDI)，结果示于表11。
Figure G2007800532815D00491
实施例37-57和对比例H
在实施例37-57中研究了包含以上获得的聚碳酸酯PC-23至PC-36的热塑性组合物的性质，与包含PC-H(对比例1的PC)的热塑性组合物(对比例H)进行比较。聚碳酸酯PC-23至PC-36单独使用或以表12所示的比例与BPA聚碳酸酯(PC-I)共混。这些热塑性组合物配制有0.3份/100重量份树脂(phr)PETS和0.06phr三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
此外，如表12所示，用FR-1、FR-3或FR-1和FR-3的组合配制样品。组成和所得的性质示于表12中。
根据ASTM D1003-00，测试一些组合物的雾度和透明度，以及剪切变稀(熔体粘度)并与包含PC-H的组合物(对比例H)进行比较。结果示于表13和14。
Figure G2007800532815D00511
表13
  组合物   雾度3.2mm   ％T3.2mm
  实施例44   1.1   88.0
  实施例45   1.0   88.2
  实施例46   1.0   88.2
表14
组合物   熔体粘度25s-1(Pa-s)   熔体粘度1500s-1(Pa-s)
  实施例50   452   153
  对比例H   469   253
表12的数据显示，由PC-23至PC-36制备的实施例37-57的所有组合物在1.5mm和1.0mm厚度均比由PC-H(BPA聚碳酸酯)制备的对比例H的组合物具有更好的UL94性能。加入支化剂如TMTC或THPE、链终止剂(4-羟基苯甲腈)、及阻燃剂或阻燃剂的组合提供了具有优异阻燃性能的组合物。另外，所有组合物基本上不含溴和氯。当根据ASTMD1003-00在1mm厚度下测量时，实施例37-57的组合物的雾度水平均小于3％。当根据ASTM D1003-00在3.2mm厚度下测量时，组合物的雾度水平小于6％。此外，聚碳酸酯PC-23至PC-36还与BPA聚碳酸酯混溶，如表13的几个实施例所示。最后，所有组合物均比未支化的(线型)BPA聚碳酸酯展示出更好的剪切变稀行为，如表14的结果所示。
使用本发明的聚碳酸酯以及各种抗冲改性剂和阻燃剂，使用表15所列出的材料，来制备其它样品。测试样品的物理性质以及阻燃性。组合物(实施例A1-A11)示于表16中，性质示于表17-21中。
表15
  缩写   化学名称 供应商
  PC-1   BPA聚碳酸酯(Mw大约22,000g/mol) GE Plastics
  PC-2   BPA聚碳酸酯(Mw大约29,000g/mol) GE Plastics
  PC-3   BPA聚碳酸酯(Mw大约30,000至35,000g/mol)   GE Plastics
  PC-4   BPA聚碳酸酯(Mw大约20,000至25,000g/mol)   GE Plastics
BABS   本体丙烯腈丁二烯苯乙烯，标称丁二烯含量为16％，标称丙烯腈含量为15％，相反转，在SAN基体中的丁二烯相中封留了SAN   GE Plastics
SAN-1   苯乙烯-丙烯腈共聚物，标称丙烯腈含量为23至25％，分子量为约65,000(基于GPC重均分子量，相对于聚苯乙烯标样进行校正)   GE Plastics
SAN-2   苯乙烯-丙烯腈共聚物，标称丙烯腈含量为26至28％，分子量为约170,000(基于GPC重均分子量，相对于聚苯乙烯标样进行校正)   GE Plastics
  FR   双酚A二(二苯基磷酸酯)(BPADP)   Nagase Co.Ltd
AO-1   三(2，4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧化剂-IrgaphosTM I-168)   Great LakesChemical Corp.
AO-2 受阻酚抗氧化剂(IrganoxTM 1076)   Ciba SpecialtyChemicals Ltd
PETS 季戊四醇四硬脂酸酯   Faci AsiaPacific PTELTD
PC-Si   聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物，丁子香酚封端的硅氧烷D-50为20％，标称MW为30,000，基于绝对PC尺度   GE Plastics
MBS   MBS是标称75-82wt.％的丁二烯核，以及余量的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯壳。(商品名EXL-2691A)   Rohm & Haas
  TSAN   包封在SAN中的PTFE(50wt.％PTFE，50wt.％SAN)   GE Plastics
  NitrilePC-1   BPA聚碳酸酯，具有约4％腈封端，MW为约29,400(基于PC绝对分子量尺度)，如实施例1所述   GE Plastics
  NitrilePC-2 BPA聚碳酸酯，具有约4％腈封端，MW为约22,500(基于PC绝对分子量尺度)，如实施例2所述   GE Plastics
将所有热塑性组合物在双螺杆挤出机(长度/直径(L/D)比＝40.5)上熔体挤出。接着，将这些组合物在Nissei或Netstal注塑机上模塑。在230至270℃的温度将组合物复合并模塑，但是本领域技术人员会了解该方法并不限于这些温度。.
热变形温度(HDT)是材料在载有负荷的同时，短期内承受高温能力的相对量度。该试验测量温度对刚性的影响：对标准试样施加给定的表面应力，将温度以均匀速率升高。用3.2mm厚的平试条(受到0.45MPa的模塑拉伸试条)或者6.4mm厚平试条(受到1.82MPa的模塑拉伸试条)按照ASTM D648测定热变形温度(HDT)，如表中所示。
根据ASTM D3763，测定仪器化冲击(多轴冲击(MAI)或DynatupPlaque冲击能)，使用3.2毫米厚、10厘米直径的板、在3.5米/秒(m/s)的速度使用12.5mm直径的镖。结果表示总能量吸收，以焦耳记录。该方法提供了材料在多轴变形条件下如何表现的信息。施加的变形是高速冲孔。最终的试验结果计算为10个试验试条的试验结果平均值。
用冲击能以及断裂面的应力发白在室温下对1/8英寸(3.2mm)试条(如根据D3763的仪器化冲击试验模塑)测定延性百分比。通常，断裂面的显著应力发白伴随着断裂端的总变形(gross deformation)可以表明延性破坏模式；相反，缺乏断裂面的显著应力发白伴随着断裂端的总变形可以表明脆性破坏模式。测试10根试条，延性百分比表示成显示出延性破坏模式的冲击试条的百分比。延性倾向于随温度下降，延性转变温度是延性等于50％时的温度。
拉伸性质，例如拉伸(弹性)模量、屈服和断裂拉伸应力以及屈服和断裂拉伸伸长率使用3.2mm厚的I型模塑拉伸试条，根据ASTM D638，以1mm/min.的拉伸速率直至1％应变，然后以50mm/min.的速率直至样品断裂，进行试验。如果对于具体应用而言是所需的，也可以以5mm/min进行测量，但是在这些试验中测量的样品是以50mm/min进行测量的。拉伸模量和屈服和断裂拉伸应力的结果以MPa给出，屈服和断裂拉伸伸长率以百分比给出。
使用3.2mm厚的模塑试条，以1.27mm/min，根据ASTM D790确定挠曲模量和挠曲应力(在5％时)。
根据下列过程进行螺旋流动试验。机筒容量3-5盎司(85-140g)和螺槽深度为0.03、0.06、0.09或0.12英寸(分别为0.76、1.52、2.29或3.05毫米)的模塑机装载经过造粒的热塑性组合物。模具和机筒加热至适合于使聚合物流动的温度，通常是240-280℃。在熔融和温度平衡之后，将热塑性组合物在1500psi(10.34MPa)下以每秒6.0英寸(15.24cm)的速率注入选定的模具螺槽中最小6秒的流动时间，从而能够得到浇口冻结(gatefreeze)之前的最大流动。用35秒的整个模塑周期产生连续的试样。每完成10次运行之后，或者当连续生产的试样具有一致的尺寸时，留下试样用于测量。收集并测定5份试样在最接近0.25英寸(0.64cm)之内，记录该5份试样的中值长度。如此处所记录的那样，在260℃、1500psi填充压力、6秒注入、0.09英寸壁厚下测定螺旋流动。
如表中所示，伊佐德冲击强度根据ISO 180(‘NII’)或ASTM D256进行测试。ISO 180(‘NII’)用于比较塑性样品的抗冲性。ISO伊佐德冲击使用从上述拉伸试条上切下的4mm厚试验样品进行测试。其根据ISO180/1A进行测试。ISO标记反映了试样类型和缺口类型：ISO 180/1A是指试样类型1和缺口类型A。ISO结果定义为用于使测试样品断裂的冲击能(焦耳)除以缺口处样品面积。结果以kJ/m2进行记录。也使用ASTM D256，使用模塑的伊佐德冲击试条(3.2mm厚、12.5mm宽、3英寸长)确定ASTM伊佐德冲击。使用5.5J的冲击能冲击样品。
用冲击能以及断裂面的应力发白在室温下对1/8英寸(3.2mm)试条(如根据D3763的仪器化冲击试验模塑)测定延性百分比。通常，断裂面的显著应力发白伴随着断裂端的总变形(gross deformation)可以表明延性破坏模式；相反，缺乏断裂面的显著应力发自伴随着断裂端的总变形可以表明脆性破坏模式。测试10根试条，延性百分比表示成显示出延性破坏模式的冲击试条的百分比。延性倾向于随温度下降，延性转变温度是延性等于50％时的温度。
熔体体积速率(Melt Volume Rate，MVR)根据ASTM D1238，使用2.16公斤重物在260℃进行测量，预热6分钟。
却贝缺口冲击ISO 179/1eA用于比较塑性材料的抗冲性。却贝缺口冲击使用从前述拉伸试条切下的4mm试样进行测量。ISO结果定义为用于使试验样品断裂的冲击能(焦耳)除以缺口处的样品面积。结果以kJ/m2记录。使用15J的冲击能冲击样品。Charpy D/B是指延性转变温度，其为延性等于50％时的温度。
可燃性测试按照题为“塑料材料的可燃性测试，UL94”的保险业实验室公报94的过程进行。按照该过程，可以将材料基于对5个试样所得的测试结果分类成HB、V0、UL94 V1、V2、5VA和/或5VB。对于这些组合物的可燃性分类的标准各自描述如下。
V0：其长轴与火焰成180度放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或闷烧的平均周期应当不超过5秒，并且垂直放置的试样无一产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。5试条燃烧熄灭时间(FOT)是5个试条的总计燃烧熄灭时间，其各自点燃两次，最大燃烧熄灭时间为50秒。FOT1是在第一次点燃之后的平均燃烧时间。FOT2是在第二次点燃之后的平均燃烧时间。
V1：在其长轴与火焰平行放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或闷烧的平均周期应当不超过25秒，并且垂直放置的试样无一产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。5试条燃烧熄灭时间是5个试条的总计燃烧熄灭时间，其各自点燃两次，最大燃烧熄灭时间为250秒。
5VB：向低于试条12英寸(305mm)的干燥脱脂棉衬垫上面垂直固定的5英寸(127mm)×0.5英寸(12.7mm)给定厚度的试验试条施加火焰。用0.1毫米精密度的卡尺测定试验试条的厚度。火焰是5英寸(127mm)火焰，其具有1.58英寸(40mm)的蓝色焰心。施加火焰至试验试条5秒，以使得蓝色焰心顶端接触试样的下部角落。然后移去火焰5秒。重复施加和移去火焰，直至试样五次施加相同火焰为止。移去第五次施加的火焰后，启动计时器(T-0)，并通过在余焰停止时终止T-0(除非存在余辉，则当余辉停止时终止T-0)来测定试样连续燃烧的时间(余焰时间)以及当余焰熄灭后试样继续发光的任意时间(余辉时间)。施加五次火焰至试验试条后，余焰和余辉时间之和必须小于或等于60秒，可以没有点燃棉衬垫的滴落。对5根相同的试条试样重复测试。如果5个试样中的一个没有遵照时间和/或没有滴落的要求，则以相同方式测试第二组的五个试样。第二组5个试样全部都必须遵照该要求，以便给定厚度的材料达到5VB标准。
另外通过计算平均消焰时间、消焰时间的标准偏差和滴落的总量来分析数据，而且通过使用统计方法转换该数据进行分析以预测第一次通过的可能性或“p(FTP)”，也就是特定试样配方在5根试条的常规UL94 V0或V1测试中达到“通过”等级的可能性。第一次提交时第一次通过可能性(p(FTP))可以根据下式来确定：
p(FTP)＝(Pt1＞mbt，n＝0×Pt2＞mbt，n＝0×P总计＜＝mtbt×P滴落，n＝0)
其中Pt1＞mbt，n＝0是没有第一燃烧时间超过最大燃烧时间值的可能性，Pt2＞mbt，n＝0是没有第二燃烧时间超过最大燃烧时间值的可能性，P总计＜＝mtbt是燃烧时间之和小于或等于最大总计燃烧时间值的可能性，以及P滴落，n＝0是火焰测试过程中没有试样显示滴落的可能性。第一和第二燃烧时间分别是指在第一次和第二次施加火焰之后的燃烧时间。
没有第一燃烧时间超过最大燃烧时间值的可能性Pt1＞mbt，n＝0可以由下式确定：
Pt1＞mbt，n＝0＝(1-Pt1＞mbt)5
其中Pt1＞mbt是在t1＞mbt的对数正态分布曲线下的面积，以及其中指数“5”与进行测试的试条数目有关。
没有第二燃烧时间超过最大燃烧时间值的可能性可以由下式确定：
Pt2＞mbt，n＝0＝(1-Pt2＞mbt)5
其中Pt2＞mbt是在t2＞mbt的正态分布曲线下的面积。同上，燃烧时间数据组的平均值和标准偏差用于计算正态分布曲线。对于UL-94 V-0等级，最大燃烧时间是10秒。对于V-1或V-2等级，该最大燃烧时间是30秒。
火焰测试过程中没有试样显示滴落的可能性P滴落，n＝0是属性函数(attribute function)，由
(1-P滴落)5
来估计，其中P滴落＝(滴落的试条数/进行测试的试条数)。
燃烧时间之和小于或等于最大总计燃烧时间值的可能性P总计＜＝mtbt可以由模拟的5试条总计燃烧时间的正态分布曲线来确定。可以用上述测定的燃烧时间数据的分布由1000组5试条的Monte Carlo模拟来产生分布。Monte Carlo模拟的技术是本领域公知的。用该模拟1000组的平均值和标准偏差可以产生5试条总计燃烧时间的正态分布曲线。因此，可以由总计＜＝最大总计燃烧时间的一组1000Monte Carlo模拟5试条总计燃烧时间的对数正态分布曲线下的面积来确定P总计＜＝mtbt。对于UL-94 V0等级，最大总计燃烧时间是50秒。对于V1或V2等级，该最大总计燃烧时间是250秒。
优选地，对于UL测试中最大阻燃性能而言，p(FTP)尽可能接近1，例如大于或等于约0.85，任选地大于或等于约0.9，或者更特别地大于或等于约0.95。与仅仅规定符合所引用的V0或V1测试相比，p(FTP)≥0.85是更严格的标准。
Figure G2007800532815D00591
Figure G2007800532815D00601
Figure G2007800532815D00611
表18
  A1   A2   A3
  V0/1.2mm，23℃，48hr pftp 0.00 1.00 0.98
fot2，s   4.8   2.7   2.8
UL注释   5/10滴落   无滴落   无滴落
  V0/1.2mm，70℃，168hr pftp 1.00 0.98 0.96
fot2，s   1.9   3.4   2.9
UL注释   无滴落   无滴落   无滴落
  5VB/1.8mm，23℃，48hr fot，s 3.3 5.3 4.9
UL注释   3/5滴落   无滴落   无滴落
  5VB/1.8mm，70℃，168hr fot，s 1.6 5.0 2.7
UL注释   3/5滴落   3/5滴落   无滴落
表19
Figure G2007800532815D00621
Figure G2007800532815D00631
表20
  A7   A8   A9
  V0/0.6mm，23℃，48hr pftp   0.00   0.44   0.08
fot2   7.0   5.4   7.0
UL注释   无滴落   无滴落   无滴落
  V0/0.75mm，23℃，48hr pftp   1.00   1.00   1.00
fot2，s   2.1   1.8   2.7
UL注释   无滴落   无滴落   无滴落
  V0/0.75mm，70℃，168hr pftp   1.00   0.71   1.00
fot2，s   1.4   2.7   2.1
UL注释   无滴落   无滴落   无滴落
  5VB/1.2mm，23℃，48hr fot，s   8.5   3.2   10.9
UL注释   无滴落   无滴落   无滴落
  5VB/1.2mm，70℃，168hr fot   11.1   5.5   6.7
UL注释   无滴落   无滴落   无滴落
表21
  A10   A11
  V0/1.5mm，23℃，48hr pftp   0.70   1.00
fot2，s   4.4   2.3
UL注释   无滴落   无滴落
  V0/1.5mm，70℃，168hr pftp   1.00   0.85
fot2，s   2.7   3.5
UL注释   无滴落   无滴落
  5VB/2mm，23℃，48hr fot，s   6.3   6.5
UL注释   1/10滴落   无滴落
  5VB/2mm，70℃，168hr fot，s   5.7   5.0
UL注释   无滴落   无滴落
  5VB/2.3mm，23℃，48hr   fot，s   5.4   6.0
  UL注释   无滴落   无滴落
  5VB/2.3mm，70℃，168hr fot，s 4.0 4.2
  UL注释   无滴落   无滴落
表17至21显示部分聚碳酸酯均聚物或者全部聚碳酸酯均聚物被腈-PC代替的样品具有与不含腈-PC的样品相当的物理性质和更好的阻燃性。具体而言，对于具有腈-PC的样品，共混物的流动性、冲击性、模量和延性良好平衡，而且阻燃性在薄壁厚时对于UL94V和5VB等级而言都是优异的。
表18的数据显示对于流动性非常高的PC/ABS共混物，在加入腈-PC时，阻燃性可以在1.2mm通过V0测试，在1.8mm通过5VB测试，这与不含腈PC(仅仅聚碳酸酯均聚物)的对照相比，得到了显著改善。表19至21的数据显示了类似的结果，其中除了聚碳酸酯均聚物以外还具有腈-PC的样品或者腈-PC代替聚碳酸酯均聚物的样品具有优异的阻燃性。
除非上下文清楚地另有规定，单数形式“a”、“an”和“the”包括复数指代物。本文使用的后缀“(s)”意图包括该术语修饰的单数和复数形式，由此包括至少一种该术语(例如，着色剂(s)包括至少一种着色剂)。“任选的”或“任选地”是指，随后描述的事件或情形可发生或可不发生，和该描述包括其中该事件发生的情形和其中不发生该事件的情形。表示相同组成或特征的所有范围的端点包括该端点且可独立地组合。所有的引用文献都在此引入作为参考。
化合物在本文中使用标准命名法来描述。例如，没有被任何指定基团取代的任何位置理解为它的价态被指定的键或氢原子所填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)被用来表示取代基的结合点。例如，-CHO是通过羰基(C＝O)的碳原子进行结合。本文使用的术语“取代的”是指指定碳原子上的任意一个或多个氢被替换为其他基团，条件是没有超出该指定碳原子的正常化合价。当取代基是氧代(即＝O)时，那么碳原子上的两个氢被替换。本文所用的“组合”包括所有的混合物、共混物、合金、反应产物等。
术语“烷基”是指直链或支链一价烃基；“烷撑”是指直链或支链二价烃基；“烷叉”是指两个化合价在同一个碳原子上的直链或支链二价烃基；“环烷基”是指具有至少三个碳原子的、非芳族的一价单环或多环烃基；“环亚烷基”是指具有至少三个碳原子的、非芳族的二价单环或多环烃基；“芳基”是指芳环上仅含有碳原子的芳族一价基团；“亚芳基”是指芳环上仅含有碳原子的芳族二价基团；“烷芳基”是指被如上定义的烷基取代的芳基，其中4-甲基苯基是示例性烷芳基；“芳烷基”是指被如上定义的芳基取代的烷基，其中苄基是示例性的芳烷基；“酰基”是指具有规定数目的通过羰基碳桥(-C(＝O)-)连接的碳原子的、如上定义的烷基；“烷氧基”是指具有规定数目的通过氧桥(-O-)连接的碳原子的、如上定义的烷基；和“芳氧基”是指具有规定数目的通过氧桥(-O-)连接的碳原子的、如上定义的芳基。
本文使用的“有机基团”是指具有全部所示碳原子数的饱和或不饱和的(包括芳族)烃，且可以是未取代的或被卤素、氮、硫或氧中的一个或多个取代，条件是该取代基对组合物期望的性质如透明性、耐热性等没有显著不利的影响。当基团或化合物是“取代的或未取代的”时，该部分任选包含一个或多个示例性取代基，该取代基包括：C1-12烷基、C1-12链烯基、C1-12炔基、C3-12环烷基、C6-18芳基、C7-12烷芳基、C7-18芳烷基、-NO2、SH、-CN、OH、卤素、C1-12烷氧基、C1-12芳氧基、C1-12酰基、C1-12烷氧基羰基和C1-12酰胺基团。
尽管为了说明的目的已经描述了典型的实施方案，但是前述说明不应该理解为对本文范围的限制。因此，在不脱离本文的精神和范围内，本领域技术人员可以进行各种不同的改进、修改和替换。

Claims (26)

1.一种热塑性组合物，包括：
具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯：
Figure FSB00000773275400011
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族或脂环族基团；及其中
该聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团
其中Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5；
抗冲改性剂；和
阻燃剂。
2.权利要求1的热塑性组合物，其中所述聚碳酸酯还包括支化剂。
3.权利要求2的热塑性组合物，其中所述支化剂具有得自下式的三酰氯的结构：
Figure FSB00000773275400013
其中Z为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基或硝基，z为0至3；或者其中所述支化剂具有得自下式的三取代的酚的结构：
Figure FSB00000773275400014
其中T为C1-20烷基、C7-12芳烷基或烷芳基，S为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基或硝基，s为0至4；或者其中所述支化剂具有下式的结构：
Figure FSB00000773275400021
或者包含前述支化剂的一种或多种的组合。
4.权利要求2的热塑性组合物，其中所述支化剂基团的存在量为每100个R1单元0.3至6个支化单元。
5.权利要求3的热塑性组合物，其中所述支化剂基团的存在量为每100个R1单元0.3至6个支化单元。
6.权利要求4的热塑性组合物，其中R1来源于下式的双酚：
Figure FSB00000773275400022
其中Ra和Rb各自代表卤原子或一价C1-C12烃基，并且可以相同或相异；
p和q各自独立地为0～4的整数；及
Xa代表单键或者下式基团之一：
其中Rc和Rd各自独立地代表氢原子或一价C1-C8直链烷基，或Rc和Rd一起表示环状C3-C20亚烷基；及
Re为二价C1-C8烃基。
7.权利要求5的热塑性组合物，其中R1来源于下式的双酚：
Figure FSB00000773275400024
其中Ra和Rb各自代表卤原子或一价C1-C12烃基，并且可以相同或相异；
p和q各自独立地为0～4的整数；及
Xa代表单键或者下式基团之一：
Figure FSB00000773275400031
其中Rc和Rd各自独立地代表氢原子或一价C1-C8直链烷基，或Rc和Rd一起表示环状C3-C20亚烷基；及
Re为二价C1-C8烃基。
8.权利要求4-7任一项的热塑性组合物，其中p为0，Rc和Rd各自独立地代表氢原子或一价C1-C8直链烷基。
9.权利要求4-7任一项的热塑性组合物，其中p为0，Rc和Rd各自为甲基。
10.权利要求2-7任一项的热塑性组合物，其中所述支化剂具有下式：
其中z为0。
11.权利要求2-7任一项的热塑性组合物，其中所述支化剂具有下式：
Figure FSB00000773275400033
其中T为甲基，并且s为0。
12.权利要求1-7任一项的热塑性组合物，其中所述阻燃剂为含磷的阻燃剂、阻燃性盐或环状硅氧烷或者包含前述两种或更多种阻燃剂的组合。
13.权利要求1-7任一项的热塑性组合物，其中所述氰基苯基封端基团的存在量为每100个R1单元2-20个氰基苯基碳酸酯单元。
14.权利要求1-7任一项的热塑性组合物，其中所述氰基酚为对氰基苯酚、3，4-二氰基苯酚或包含至少一种前述物质的组合。
15.权利要求1-7任一项的热塑性组合物，其中所述抗冲改性剂选自ABS、MBS、本体法ABS、AES、ASA、MABS、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物及其组合。
16.一种制品，其包含权利要求4或5的组合物。
17.权利要求16的制品，其中所述制品在0.75mm的厚度能够获得UL94V0等级。
18.权利要求16的制品，其中所述制品在1.2mm的厚度能够获得UL945VB等级。
19.权利要求17的制品，其中所述制品在1.2mm的厚度能够获得UL945VB等级。
20.一种制备制品的方法，包括挤出权利要求1的热塑性组合物；以及
将该挤出的组合物模塑成制品。
21.一种热塑性组合物，包括：
具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯：
Figure FSB00000773275400041
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族或脂环族基团；及其中
该聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团
Figure FSB00000773275400042
其中Y是氢、卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5；
抗冲改性剂；和
阻燃剂；
其中所述组合物在0.75mm的厚度能够获得UL94V0等级，并且在1.2mm的厚度能够获得UL945VB等级。
22.权利要求20的热塑性组合物，其中所述阻燃剂为含磷的阻燃剂、阻燃性盐或环状硅氧烷或者包含前述两种或更多种阻燃剂的组合。
23.权利要求21-22任一项的热塑性组合物，其中所述聚碳酸酯还包括支化剂，其中所述支化剂基团的存在量为每100个R1单元0.3至6个支化单元。
24.一种热塑性组合物，包括：
具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯：
Figure FSB00000773275400051
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族或脂环族基团；及其中
该聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团
Figure FSB00000773275400052
其中Y是氢、卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5；其中所述氰基苯基封端基团的存在量为每100个R1单元2-20个氰基苯基碳酸酯单元；以及其中所述氰基酚为对氰基苯酚、3，4-二氰基苯酚或包含至少一种前述物质的组合；
抗冲改性剂；和
阻燃剂；
其中所述组合物在0.75mm的厚度能够获得UL94V0等级，并且在1.2mm的厚度能够获得UL945VB等级。
25.权利要求24的热塑性组合物，其中所述聚碳酸酯还包括支化剂，其中所述支化剂基团的存在量为每100个R1单元0.3至6个支化单元。
26.一种热塑性组合物，包括：
具有下式碳酸酯重复结构单元的聚碳酸酯：
Figure FSB00000773275400053
其中R1基团总数的至少60％包括芳族有机基团，余下的为脂族或脂环族基团；及其中
该聚碳酸酯包括与下式的氰基酚反应得到的氰基苯基碳酸酯封端基团
Figure FSB00000773275400054
其中Y是氢、卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基，y为0-4及c为1-5，条件是y+c是1-5；其中所述氰基苯基封端基团的存在量为每100个R1单元2-20个氰基苯基碳酸酯单元；其中所述氰基酚为对氰基苯酚、3，4-二氰基苯酚或包含至少一种前述物质的组合；其中所述聚碳酸酯还包括支化剂，其中所述支化剂基团的存在量为每100个R1单元0.3至6个支化单元；其中所述支化剂具有得自下式的三酰氯的结构：
Figure FSB00000773275400061
其中Z为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基或硝基，z为0至3；或者其中所述支化剂具有得自下式的三取代的酚的结构：
Figure FSB00000773275400062
其中T为C1-20烷基、C7-12芳烷基或烷芳基，S为卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基或硝基，s为0至4；或者其中所述支化剂具有下式的结构：
Figure FSB00000773275400063
或者包含前述支化剂的一种或多种的组合；
抗冲改性剂；和
阻燃剂；
其中所述组合物在0.75mm的厚度能够获得UL94 V0等级，并且在1.2mm的厚度能够获得UL94 5VB等级。
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