一、基本信息
中文名：聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯
英文名：Poly1,4-cyclohexylene dimethylene terephthalate
简称：PCT
聚合材料：CHDM、DMT
PCT的分子结构式
聚对苯二甲酸1,4-环已烷二甲醇酯（PCT）是一种耐高温、结晶性的热塑性聚酯，由美国Eastman公司于1970年代开发并商品化。其熔点高达290℃，是目前耐热性最高的热塑性聚酯之一。PCT不仅具有极高的抗水解性能，在USCAR四级测试中表现优异，还拥有极低的吸水率、良好的尺寸稳定性、耐药品性和耐电弧性等优点。这些特性使得PCT在印刷电路板、耐高温的SMT制造工程等领域有着广泛的应用。
二、PCT的聚合方法
PCT的单体：
1,4-环已烷二甲醇(CHDM)，对苯二甲酸(TPA)，对苯二甲酸二甲酯(DMT)
PCT的聚合方法：
PCT的制备有DMT法生产和TPA法生产两种。PCT的合成分成两个阶段完成。
第一阶段是酯化或酯交换，由DMT和CHDM在催化剂作用下发生酯交换反应生成BHCT单体；或由TPA和CHDM发生酯化反应生成BHCT单体。
第二阶段是缩聚，BHCT单体在催化剂作用下发生缩聚反应生成PCT。
三、PCT的异构体结构
PCT的单体1,4-环已烷二甲醇（CHDM）存在两种异构体结构：顺式结构和反式结构。顺式结构为船式结构，反式结构为椅式结构。顺式结构较反式结构更有利于分子链的运动。当PCT中CHDM的反式结构异构体含量增加时，分子运动所需克服的位阻增加，导致分子运动能量增加，从而使PCT的熔点升高。例如，当CHDM异构体中顺式与反式比为70/30时，PCT的熔点约为259℃；当顺式与反式比为20/80时，PCT的熔点提高到290℃。
此外，CHDM的异构体组成对PCT的气体阻隔性能也有显著影响。顺式结构的比例越高，PCT树脂的气体阻隔性能越好。具体关系如下表所示：
三、性能特点
力学性能和热性能
高耐热性：PCT的熔点高达290℃，连续应用温度范围为130℃~150℃，挠曲温度为243℃~260℃，使其在高温环境下表现出色，广泛应用于印刷电路板生产中的波峰焊接板和回流焊接板。
优异的热变形温度：PCT的热变形温度明显高于PBT、PET、聚酰胺66等工程塑料，与PPS相当。尽管PPS的耐热性与PCT相同，但PCT在加工过程中具有更快的结晶速率，可以使用较低的模具温度，有效减少凹陷现象。
几种工程塑料的热变形温度(HDT)比较
低密度：PCT的非晶区密度较低，密度为1.195g/cm³，而PET为1.334g/cm³。
低模量：PCT在室温下具有相对较低的模量，仅为155MPa，而PET在相同条件下的模量为244MPa。
高韧性：PCT链段的次级运动较强，使其在非晶态时的韧性增加。PCT的悬臂架式缺口冲击强度不低于1000J/m，而PET不到100J/m。
耐化学品性和抗水解性
良好的耐化学品性：PCT在酸、碱、溶剂等化学环境下能保持稳定性能。
PCT的耐化学品性
优异的耐水解性：PCT具有良好的耐水解性，能够在潮湿环境中保持性能稳定。
四、PCT的共聚改性
为了满足不同领域的需求，科研人员对PCT进行了共聚改性，衍生出了PCTA、PCTG、PETG和PCTN等一系列高性能共聚酯。
▶ PCTA共聚酯
PCTA是采用除对苯二甲酸（TPA）以外的二元酸改性的PCT共聚酯。通过添加如间苯二甲酸（IPA）等二元酸，可以破坏分子链的规整性，降低PCT的熔融温度和玻璃化温度，提高其透明度和加工性能。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，广泛应用于包装领域。
▶ PCTG共聚酯
PCTG是指聚合过程中使用除1,4-环已烷二甲醇（CHDM）以外的其他二元醇改性的PCT聚酯。乙二醇（EG）是制备PCTG时常用的二元醇之一。随着EG含量的增加，PCTG由结晶型共聚酯向非结晶型共聚酯转变，熔点、玻璃化温度和结晶度均下降。PCTG制品高度透明，抗冲击性能优异，广泛应用于食品包装、医疗器械等领域。
▶ PETG共聚酯
PETG是使用CHDM第三单体改性的PET，或者说PETG是EG使用量（摩尔比）大于CHDM的PCTG。PETG具有较低的结晶速率和优异的透明性，10mm厚片材的透光率仍在80%以上。同时，PETG还具有很强的阻隔氧气、二氧化碳的能力，因此被广泛应用于食品包装材料。
▶ PCTN共聚酯
PCTN是部分TPA被2,6-萘二甲酸二甲酯（DMN）所替代的改性PCT共聚酯。PCTN聚酯的玻璃化温度超过120℃，远高于PCT、PCTA、PCTG和PETG。随着DMN添加量的增加，PCTN共聚酯的玻璃化温度升高，结晶熔融温度呈现先降后升的趋势。虽然PCTN共聚酯目前还没有成熟商品问世，但其独特的性能使其在高端材料领域具有巨大的应用潜力。
非晶态 PETG、PCTG和 PCTA的性能比较
五、应用领域
▶ 电子领域
运用场景：在高温环境下的电子元器件和电路板中，PCT凭借其优异的耐热性和电气性能，有效保护电子元件，确保电子设备在高温条件下稳定运行。
作用：PCT作为电子封装材料、绝缘材料和耐热电线的包覆材料，在电子行业中发挥重要作用。
▶ 汽车工业
运用场景：由于其耐热性和耐化学性能，PCT能够承受高温和化学腐蚀，因此被用于制造汽车引擎盖、传感器组件、燃油系统和冷却系统的零件等，提升汽车的整体性能和耐久性。
作用：PCT在汽车领域中广泛应用于发动机和排放系统的零部件制造。
▶ 医疗器械领域
运用场景：用于制造导管系统、细菌过滤器、自密封水阀以及通风管道系统的一次性使用零件，还有医用接管头等关键组件。
作用：共聚酯和熔体共混物在医药器械中至关重要。高透明度提升操作准确性，韧性增强器械耐用性，耐化学与辐射性保障器械性能稳定，确保医疗安全与有效。
▶ 光学领域
运用场景：在激光设备、光纤通信、光学仪器和高温照明系统中，PCT光学部件能够保持稳定的性能，确保光学设备的正常运行和长期可靠性。
作用：PCT在光学领域中用于制造耐热和耐化学腐蚀的光学部件，为光学设备提供稳定可靠的材料支持。
PCT材料的发展趋势是持续增长的。随着新技术和产业政策的推动，PCT材料在电子、汽车、航空航天等领域的应用不断拓展。预计未来几年，PCT材料市场将以平稳增长的态势发展，特别是在高性能、环保型材料需求增加的背景下，PCT材料将迎来更广阔的发展空间。
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