Материалы поликарбонат (PC): свойства, применения и промышленные классы

С момента своего развития в середине 20-го века поликарбонат (PC) стал все более популярным материалом в производстве. Сегодня ежегодно производится около 2,7 миллиона тонн поликарбонатов глобально. За годы различные компании создали разные формулы для поликарбоната, поэтому есть несколько промышленных классов поликарбоната для выбора. Некоторые формы имеют больше стекловолоконного усиления, в то время как другие имеют добавки вроде УФ-стабилизаторов для защиты от долгосрочного воздействия солнца.

Прочный и универсальный, этот аморфный термопласт усточив к теплу, удару и многим химикатам. Как таковой, поликарбонат идеален для компонентов, которые должны быть крепкими или повторно стерилизованными и часто используется в автомобильной и медицинской отраслях.

Как производится поликарбонат

Каждая компания производит поликарбонаты немного по-разному, но поликарбонатные материалы традиционно создавались через конденсационную полимеризацию бисфенола А и карбонил хлорида. Однако многие компании начали использовать дифенил карбонат вместо этого, потому что карбонил хлорид экстремально токсичен.

Независимо от того, используется ли карбонил хлорид или дифенил карбонат, требуется раствор бисфенола А в гидроксиде натрия и затем смешивается с раствором карбонил хлорида или дифенил карбоната в органическом растворителе для полимеризации. Когда поликарбонат формируется, он изначально будет в жидком состоянии. Раствор будет испарен для формирования гранул, или этанол должен быть введен для выпадения твердого полимера.

После создания поликарбонат часто продается в стержнях, цилиндрах или листах и может использоваться в различных производственных процессах. Поликарбонат совместим с термоформированием, экструзией и дувным формованием, но он чаще всего используется с литьем под давлением. В конце концов, как термопласт, поликарбонат может быть расплавлен, охлажден и перегрет без горения или значительной деградации, делая его идеальным материалом для литья под давлением.

Во время литья под давлением поликарбонат должен быть обработан при высокой температуре и впрыснут в форму с высоким давлением, потому что поликарбонат довольно вязок. Температура плавления должна быть между 280°C и 320°C, а температура формы должна падать между 80°C и 100°C. Однако эти числа могут варьироваться в зависимости от класса поликарбоната. Например, высокотемпературный поликарбонат потребует температуру плавления между 310°C и 340°C и температуру формы между 100°C и 150°C, в то время как смесь PC-ABS (поликарбонат/акрилонитрилбутадиенстирол) имеет температуру плавления только между 240°C и 280°C и температура формы может падать до 70°C и до 100°C.

Свойства и механические спецификации материала поликарбонат

В то время как есть несколько классов поликарбонатов, каждый со своей молекулярной массой, структурой и свойствами, все поликарбонаты имеют несколько вещей в общем.

Во-первых, они известны своей вязкостью и высокой ударной стойкостью. В результате поликарбонат часто используется для применений, требующих надежности и высокой производительности.

Несмотря на свою вязкость и прочность, поликарбонаты легки, позволяя обширные дизайнерские возможности и относительно легкую установку по сравнению с другими материалами.

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

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

• Удельный вес: 1,21
• Температура плавления: 295 – 315°C
• Температура формы: 70 – 95°C
• Температура деформации под нагрузкой: 137°C при 0,45 МПа
• Растяжная прочность: 61 МПа
• Изгибная прочность: 90 МПа
• Коэффициент усадки: 0,5 – 0,7%
• Твердость по Роквеллу: 118R

Как вы видите, производство поликарбоната имеет много предложить. Однако есть несколько вещей, которых вы захотите знать перед выбором этого материала для проекта. Например, его механические свойства могут деградировать после длительного воздействия воды выше 60°C. Поликарбонат также подвержен царапанию, дороже в производстве, чем многие другие материалы, и уязвим к разбавленным щелочам и ароматическим и галогенированным углеводородам. Дополнительно, формулировки поликарбоната без УФ-стабилизаторов могут иногда желтеть со временем при воздействии УФ-лучей.

Распространенное использование поликарбонатов в повседневной жизни

Вязкость поликарбоната и высокая ударная стойкость делают его популярным выбором материала для производителей автомобильной отрасли, особенно когда речь идет о деталях, которые должны быть прозрачными или полупрозрачными и подвергаются частым ударам, таким как линзы фар и поворотников.

В медицинской отрасли поликарбонат можно найти во всем от инкубаторов до корпусов диализных машин. В конце концов, поликарбонат вязок, усточив к теплу, размерно стабилен и способен выдерживать стерилизацию FDA-одобренными методами включая автоклавы и облучение. Поликарбонат может использоваться в кровяных фильтрах, резервуарах и оксигенаторах, а также в хирургических инструментах. Плюс, учитывая его прозрачность, поликарбонат позволяет врачам легче мониторить кровь и отслеживать администрирование жидкостей.

Поликарбонат также материал выбора во многих бытовых приборах, таких как миксеры, фены, холодильники и электробритвы. Другие распространенные использования поликарбоната включают внешние осветительные приборы, защитные ограждения машин, защитное снаряжение, пуленепробиваемое стекло, коробки предохранителей, корпуса телевизоров, кровель, светолюки, теплицы, чемоданы, очки и напитные контейнеры, такие как детские бутылочки, ссиппи-чашки и многоразовые бутылки для воды.

Начало работы с поликарбонатом

Поликарбонат — прочный и ударностойкий термопласт, используемый по разным отраслям. Однако есть несколько разных видов поликарбоната на рынке, каждый со своими характеристиками. Работа с опытным производственным партнером вроде Fast Radius может сделать всю разницу для продуктовых команд, незнакомых с поликарбонатом или стремящихся производить детали и продукты с материалами, которые могут быть более подходящими для конкретного применения. Хотите увидеть, подходит ли поликарбонат для вашего следующего проекта? Создайте аккаунт и загрузите файлы вашей детали или свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.

Хотите узнать больше о других пластиках, чтобы сравнить их с поликарбонатом? Посетите наш центр ресурсов, чтобы узнать о поликарбонат/акрилонитрилбутадиенстирол (PC-ABS), полиэтилентерефталат (PET), полиэтериэтеркетон (PEEK) и многом другом.