聚碳酸酯polycarbonate結(jié)構(gòu)性能加工應用

PC是一種無色透明的無定性熱塑性材料。其名稱來源于其內(nèi)部的CO3基團。聚碳酸酯是五大工程塑料中唯一的透明產(chǎn)品。

1.6.1分類

PC是分子主鏈中含有基團的線性聚合物，是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料PC的品種很多．根據(jù)R基種類的不同對分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族和脂肪族—芳香族聚碳酸酯等多種類型。目前用作工程塑料且產(chǎn)量僅次于聚酰胺的重要品種，是雙酚A型的芳香族聚碳酸酯。合成工藝主要為酯交換法和雙酚A溶液光合化法，目前生產(chǎn)中采用雙酚A鈉鹽光分化界面溶聚法。雙酚A型PC最早工業(yè)化的是德國Bayer公司。

1.6.2結(jié)構(gòu)與性能：

PC是一種無定形的熱塑性塑料，由于主鏈由柔軟的碳酸酯鏈與剛性的苯環(huán)相連接，使之具有許多優(yōu)良的工程性能。

(1)力學性能PC具有均衡的剛性和韌性，拉伸強度高達(6l~70)MPa。有突出的沖擊強度，在一般工程塑料中居首位，抗蠕變性能優(yōu)于聚酰胺和聚甲醛。

(2)熱性能與聚酰胺和聚甲醛不同，PC是非結(jié)晶性塑料，但由于主鏈上存在苯環(huán)。使PC具有較高的耐熱性，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度分別高達150℃和240℃。最高使用溫度可達135℃，比具有優(yōu)良的耐寒性，脆化溫度為-100℃，因此可在-100~130℃的范圍內(nèi)使用。

(3)透明性PC的透光率為87％~91％，由于它兼具抗沖擊性和耐熱件，綜合性能優(yōu)于聚苯乙烯、有機玻璃等其它透明塑料。

(4)其它性能吸水率低、成型收縮率小、尺寸精度高、并在廣泛的溫度范圍內(nèi)具有良好的電性能。還具有優(yōu)良的耐化學腐蝕件以及白熄、易增強、阻燃、無毒、易著色等優(yōu)點

(5)聚碳酸酯的主要缺點是：熔體粘度大，流動性差，使成型制件的殘余應力大，容易產(chǎn)生應力開裂：耐溶劑、耐堿性差；高溫時易水解；摩擦因數(shù)大、無自潤滑性、不耐磨損、耐疲勞性差。這些缺點都限制了它的進一步推廣應用，因此對PC的改性研究成為引人注目的研究課題，其中PC合金化已成為改性中最重要的途徑之一。PC可與PE、PP、PMMA和ABS等聚合物共混，其中PC/ABS合金問世最早，目前市場增長最快、用量最大、它的力學性能高，尺寸穩(wěn)定性、耐高低溫性和加上工藝性好。適用于制造大型薄殼、中空、高剛性、高沖擊韌性的制件，如移動電話的機殼、手提式電腦的外殼以及汽車儀表盤(板)等。目前這種合金正朝著改善耐候性、提高自潤滑性、抗靜電性、高流動性等方向發(fā)展；而PC/PBT合金是為適應制造汽車擋泥板、內(nèi)飾件等抗沖擊零部件的要求而開發(fā)的，正在向進—步提高平整性、可表面裝飾性、耐水解性的目標發(fā)展。

1.6.3鑒別方法：

1) PC無延展性，手觸感有剛性，敲擊時發(fā)出清脆聲音。

2) PC 燃燒緩慢，難以點著，離火熄滅。先熔融，然后炭化，黃色有煙，類似苯酚的花果臭味。

1.6.4加工工藝

1) 加工特性

PC是無定形材料，它的熔體粘度對溫度敏感。由于PC在高溫下易發(fā)生水解，制品質(zhì)量對原料的含濕量很敏感，在成型前必須將原料須干燥至小于0.02％。PC可采用注塑、擠出、吹塑、流延等分法加工，也可進行粘合、焊接和冷加工。

2) 注塑工藝

1、塑料的處理

PC的吸水率較大，加工前一定要預熱干燥，純PC干燥120℃，改性PC一般用110℃溫度干燥4小時以上。干燥時間不能超過10小時。一般可用對空擠出法判斷干燥是否足夠。再生料的使用比例可達20%。在某些情況下，可100%的使用再生料，實際份量要視制品的品質(zhì)要求而定。再生料不能同時混合不同的色母粒，否則會嚴重損壞成品的性質(zhì)。

2、注塑機的選用

現(xiàn)在的PC制品由于成本及其它方面的原因，多用改性材料，特別是電工產(chǎn)品，還須增加防火性能，在阻燃的PC和其它塑料合金產(chǎn)品成型時，對注塑機塑化系統(tǒng)的要求是混合好、耐腐蝕，常規(guī)的塑化螺桿難以做到，在選購時，一定要預先說明。

3、模具及澆口設計

常見模具溫度為80~100℃，加玻纖為100~130℃，小型制品可用針形澆口，澆口深度應有最厚部位的70%，其它澆口有環(huán)形及長方形。澆口越大越好，以減低塑料被過度剪切而造成缺陷。排氣孔的深度應小于0.03~0.06mm，流道盡量短而圓。脫模斜度一般為30′~1°左右。

4、熔膠溫度

可用對空注射法來確定加工溫度高低。一般PC加工溫度為270~320℃，有些改性或低分子量PC為230~270℃。

5、注射速度
多見用偏快的注射速度成型，如打電器開關(guān)件。常見為慢速→快速成型。

6、背壓

10bar左右的背壓，在沒有氣紋和混色情況下可適當降低。

7、滯留時間

在高溫下停留時間過長，物料會降質(zhì)，放也CO₂，變成黃色。勿用LDPE、POM、ABS或PA清理機筒。應用PS清理。

8、注意事項

有的改性PC，由于回收次數(shù)太多(分子量降低)或各種成分混煉不均，易產(chǎn)生深褐色液體泡

聚碳酸酯的性能以及成型參數(shù)見表：

1.6.5應用領(lǐng)域：

PC是一種工程塑料，它的應用主要有三大領(lǐng)域：玻璃裝配業(yè)；汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公設備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設備、工業(yè)安全擋板和防彈玻璃。PC板可做各種標牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板，反光鏡框，門框套、操作桿護套、組流板、PC悲應用于接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤原件，繼電器外殼，PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、渦輪、軸套。PC還是光盤儲存介質(zhì)理想的材料。PC還具有可回收利用的性能。日常常見的應用有光碟，眼睛片，水瓶，防彈玻璃，護目鏡、銀行防子彈之玻璃、車頭燈等等、動物籠子寵物籠子。聚碳酸酯還被用來制作登月太空人的頭盔面罩。蘋果公司的Ipod音樂播放器和Ibook筆記本電腦外殼也使用聚碳酸酯制作

PC/ABS、PC/PBT目前廣泛應用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設備、包裝、運動器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計算機、光盤等高科技領(lǐng)域。

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