Знай свои материалы:поликарбонат (ПК)

С момента своего появления в середине 20-го века поликарбонат (ПК) становится все более популярным материалом в производстве. Сегодня во всем мире ежегодно производится около 2,7 млн ​​тонн поликарбонатов. На протяжении многих лет различные компании создавали различные формулы поликарбоната, поэтому на выбор предлагается несколько промышленных сортов поликарбоната. Некоторые формы содержат больше армирующих материалов из стекловолокна, а другие содержат добавки, например стабилизаторы ультрафиолетового излучения, для защиты от длительного воздействия солнечных лучей.

Прочный и универсальный, этот аморфный термопласт устойчив к нагреву, ударам и многим химическим веществам. Таким образом, поликарбонат идеально подходит для компонентов, которые должны быть прочными или многократно стерилизоваться, и часто используется в автомобильной и медицинской промышленности.

Как производят поликарбонат

Каждая компания производит поликарбонаты немного по-разному, но поликарбонатные материалы традиционно создаются путем конденсационной полимеризации бисфенола А и карбонилхлорида. Однако многие компании начали использовать вместо него дифенилкарбонат, поскольку карбонилхлорид чрезвычайно токсичен.

Независимо от того, используется ли карбонилхлорид или дифенилкарбонат, требуется раствор бисфенола А в гидроксиде натрия, который затем смешивается с раствором карбонилхлорида или дифенилкарбоната в органическом растворителе, чтобы могла иметь место полимеризация. Когда поликарбонат образуется, он первоначально будет находиться в жидком состоянии. Раствор будет выпарен с образованием гранул, или потребуется ввести этанол для осаждения твердого полимера.

После создания поликарбонат часто продается в виде стержней, цилиндров или листов и может использоваться в различных производственных процессах. Поликарбонат совместим с термоформованием, экструзией и выдувным формованием, но чаще всего используется с литьем под давлением. В конце концов, как термопласт, поликарбонат можно плавить, охлаждать и повторно нагревать без возгорания или значительной деградации, что делает его идеальным материалом для литья под давлением.

Во время литья под давлением поликарбонат необходимо обрабатывать при высокой температуре и впрыскивать в форму под высоким давлением, поскольку поликарбонат довольно вязкий. Температура расплава должна быть между 280°C и 320°C, а температура формы должна быть между 80°C и 100°C. Однако эти цифры могут варьироваться в зависимости от марки используемого поликарбоната. Например, для высокотемпературного поликарбоната потребуется температура плавления от 310°C до 340°C и температура формы от 100°C до 150°C, тогда как для смеси PC-ABS (поликарбонат/акрилонитрилбутадиенстирол) требуется только температура плавления. должна быть от 240 °C до 280 °C, а температура формы может упасть от 70 °C до 100 °C.

Свойства и механические характеристики поликарбонатного материала

Хотя существует несколько сортов поликарбонатов, каждый из которых имеет свою молекулярную массу, структуру и свойства, все поликарбонаты имеют несколько общих черт.

Во-первых, они известны своей прочностью и высокой ударопрочностью. В результате поликарбонат часто используется для приложений, требующих надежности и высокой производительности.

Несмотря на свою ударную вязкость и прочность, поликарбонаты имеют малый вес, что обеспечивает широкие возможности дизайна и относительно простую установку по сравнению с другими материалами.

Поликарбонаты также очень устойчивы к теплу и пламени. Поликарбонат может сохранять свою прочность при температурах до 140°C, что означает, что детали из поликарбоната могут выдерживать многократную стерилизацию. Поликарбонаты также имеют коэффициент пропускания света выше 90 % и хорошую химическую стойкость к разбавленным кислотам, маслам, смазкам, алифатическим углеводородам и спиртам.

Свойства поликарбоната зависят от его молекулярной массы и структуры, поэтому каждый материал немного отличается. Чтобы дать вам представление о том, что вы можете ожидать, вот некоторые типичные ключевые характеристики и спецификации:

• Удельный вес:1,21
• Температура плавления:295–315 °C.
• Температура формы:70–95°C
• Температура теплового изгиба:137°C при 0,45 МПа
• Прочность на растяжение:61 МПа.
• Прочность на изгиб:90 МПа.
• Коэффициент усадки:0,5–0,7 %
• Твердость по Роквеллу:118R

Как видите, производству поликарбоната есть что предложить. Тем не менее, есть несколько вещей, о которых вы должны знать, прежде чем выбирать этот материал для проекта. Например, его механические свойства могут ухудшиться после длительного воздействия воды при температуре выше 60°C. Поликарбонат также чувствителен к царапинам, более дорог в производстве, чем многие другие материалы, и уязвим для разбавленных щелочей, а также ароматических и галогенированных углеводородов. Кроме того, поликарбонатные составы без УФ-стабилизаторов иногда могут со временем желтеть под воздействием УФ-лучей.

Общее использование поликарбонатов в повседневной жизни

Прочность и высокая ударопрочность поликарбоната делают его популярным материалом для производителей автомобилей, особенно когда речь идет о деталях, которые должны быть прозрачными или полупрозрачными и подвергаться частым ударам, например линзы фар и указателей поворота.

В медицинской промышленности поликарбонат можно найти везде, от инкубаторов до корпусов аппаратов для диализа. В конце концов, поликарбонат прочен, устойчив к нагреву, стабилен в размерах и способен выдерживать стерилизацию одобренными FDA методами, включая автоклавы и облучение. Поликарбонат можно использовать в фильтрах для крови, резервуарах и оксигенаторах, а также в хирургических инструментах. Кроме того, благодаря своей прозрачности поликарбонат позволяет врачам легче контролировать кровь и отслеживать введение жидкостей.

Поликарбонат также является предпочтительным материалом для многих бытовых приборов, таких как миксеры, фены, холодильники и электрические бритвы. Другие распространенные области применения поликарбоната включают в себя наружные осветительные приборы, ограждения машин, защитное снаряжение, пуленепробиваемое стекло, коробки предохранителей, корпуса телевизоров, кровлю, световые люки, теплицы, чемоданы, очки и контейнеры для напитков, такие как детские бутылочки, чашки-непроливайки и т. многоразовые бутылки с водой.

Начало работы с поликарбонатом

Поликарбонат — это прочный и ударопрочный термопласт, который используется в различных отраслях промышленности. Однако на рынке существует несколько различных видов поликарбоната, каждый из которых имеет свои особенности. Работа с опытным партнером-производителем, таким как Fast Radius, может иметь решающее значение для групп разработчиков, которые не знакомы с поликарбонатом или хотят производить детали и продукты из материалов, которые могут быть более подходящими для конкретного применения. Хотите узнать, подходит ли поликарбонат для вашего следующего проекта? Создайте учетную запись и загрузите файлы деталей или свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу.

Хотите узнать больше о других пластмассах, чтобы сравнить их с поликарбонатом? Ознакомьтесь с нашим ресурсный центр узнать о поликарбонат/акрилонитрилбутадиенстирол (PC-ABS) <эм>, полиэтилентерефталат (ПЭТФ) <эм>, полиэфирэфиркетон (PEEK) и многое другое.