聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性,現(xiàn)已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。
加工條件聚碳酸酯的綜合優(yōu)良,特別適用于制造尺寸精密、形狀復(fù)雜、承受輕負荷或較少沖擊負荷的小型制件。加工過程中,粘度隨溫度的增加而降低,需嚴格控制原料干燥、注射溫度、模具溫度三大條件。
原料干燥
聚碳酸酯最突出的是高溫下對微量水分的敏感性,加上熔融溫度高,熔融粘度大,常因處理不當(dāng)而出現(xiàn)開裂和其他質(zhì)量事故,所以注塑前必須嚴格、徹底進行干燥。經(jīng)干燥后塑料水分含量應(yīng)不大于0.02%,微量水分的存在可以使聚碳酸酯發(fā)生破壞性的降解,粘度下降,放出二氧化碳等氣體,塑料變色,性能變壞。注成的光盤制品易帶銀絲、氣泡,甚至破裂。水分含量越高,破壞性降解現(xiàn)象越嚴重。
注射溫度
聚碳酸酯的熱加工特性有兩個:有較高的熱穩(wěn)定性和很寬的成型溫度范圍;由溫度變化引起粘度變化較大,由剪切速率變化引起粘度變化較小。
即聚碳酸酯(PC)熔融流動性大受溫度變化的影響,而壓力的影響作用不大。所以歷來都是把注塑溫度的調(diào)節(jié)作為順利進行成型和控制制件質(zhì)量的有效手段。
但是,若溫度過低,粘度大,供料不足,會導(dǎo)致制件表面收縮、起皺紋、無光澤、銀絲紊亂;溫度過高或高于320℃且停留時間過長,會造成嚴重降解,導(dǎo)致制件帶飛邊、呈暗褐色、表面有銀絲暗條、斑點和紋跡,內(nèi)部有氣泡,物理性能大幅下降。
模具溫度
聚碳酸酯粘度高,流動性差,對剪切作用不敏感,冷卻速度快,容易使制件表面產(chǎn)生缺陷,形成內(nèi)部應(yīng)力。
若模溫過低,制件難充滿型腔,或帶有收縮率大、波紋、毛斑、暗條、空洞等表觀缺陷,會增加制件殘余。
若模溫過高,制件冷卻慢,成型周期長,表面光澤差,又會造成粘模,使頂出和脫模困難,制件橋區(qū)、翹曲變形。
注塑壓力
注塑壓力對制件性能影響主要表現(xiàn)在保壓時間上。
保壓時間短,制件收縮、或出現(xiàn)收縮空洞、真空泡;加長保壓時間,尤其對大面積厚壁制件,可增加其密度,消除真空洞,提高尺寸穩(wěn)定性;保壓時間過長,會使制件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,容易開裂。
應(yīng)用范圍
聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復(fù)合、高功能、專用化、系列化方向發(fā)展,已推出了光盤、汽車、辦公設(shè)備、箱體、包裝、醫(yī)藥、照明、薄膜等多種產(chǎn)品各自專用的品級牌號。
建材行業(yè)
聚碳酸酯板材具有良好的透光性,抗沖擊性,耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩(wěn)定性和良好的成型加工性能,使其比建筑業(yè)傳統(tǒng)使用的無機玻璃具有明顯的技術(shù)性能優(yōu)勢。
汽車制造業(yè)
聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能,而且耐候性好、硬度高,因此適用于生產(chǎn)轎車和輕型卡車的各種零部件,其應(yīng)用主要集中在照明系統(tǒng)、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。
醫(yī)療器械
由于聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒,且不發(fā)生變黃和物理性能下降,因而被廣泛應(yīng)用于人工腎血液透析設(shè)備和其他需要在透明、直觀條件下操作并需反復(fù)消毒的醫(yī)療設(shè)備中。如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)面罩、一次性牙科用具、血液分離器等。
航空、航天
隨著航空、航天技術(shù)的迅速發(fā)展,對飛機和航天器中各部件的要求不斷提高,使得PC在該領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨增加。據(jù)統(tǒng)計,僅一架波音型飛機上所用聚碳酸酯部件就達2500個,單機耗用聚碳酸酯約2噸。而在宇宙飛船上則采用了數(shù)百個不同構(gòu)型并由玻璃纖維增強的聚碳酸酯部件及宇航員的防護用品等。
包裝領(lǐng)域
在包裝領(lǐng)域出現(xiàn)的新增長點是可重復(fù)消毒和使用的各種型號的儲水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質(zhì)量輕,抗沖擊和透明性好,用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且保持透明的優(yōu)點,一些領(lǐng)域PC瓶已完全取代玻璃瓶。
電子電器
由于聚碳酸酯在較寬的溫、濕度范圍內(nèi)具有良好而恒定的電絕緣性,是優(yōu)良的絕緣材料。同時,其良好的難燃性和尺寸穩(wěn)定性,使其在電子電器行業(yè)形成了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。聚碳酸酯樹脂主要用于生產(chǎn)各種食品加工機械,電動工具外殼、機體、支架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。而且對于零件精度要求較高的計算機、視頻錄像機和彩色電視機中的重要零部件方面,聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價值。
光學(xué)透鏡
聚碳酸酯以其獨特的高透光率、高折射率、高抗沖性、尺寸穩(wěn)定性及易加工成型等特點,在該領(lǐng)域占有極其重要的位置。采用光學(xué)級聚碳酸配制作的光學(xué)透鏡不僅可用于照相機、顯微鏡、望遠鏡及光學(xué)測試儀器等,還可用于電影投影機透鏡、復(fù)印機透鏡、紅外自動調(diào)焦投影儀透鏡、激光束打印機透鏡,以及各種棱鏡、多面反射鏡等諸多辦公設(shè)備和家電領(lǐng)域,其應(yīng)用市場極為廣闊。聚碳酸酯在光學(xué)透鏡方面的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域便是作為兒童眼鏡、太陽鏡和安全鏡和成人眼鏡的鏡片材料。世界眼鏡業(yè)聚碳酸酯消費量年均增長率一直保持在20%以上,顯示出極大的市場活力。
光盤
隨著信息產(chǎn)業(yè)的倔起,由光學(xué)級聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲介質(zhì),正在以極快的速度迅猛發(fā)展。聚碳酸酯以其優(yōu)良的性能特點因而成為世界光盤制造業(yè)的主要原料。世界光盤制造業(yè)所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費量的20%,其年均增長速度超過10%。因而聚碳酸酯在光盤制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景是極為廣闊的。
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