Introduction : Le polycarbonate est un polymère qui combine un grand nombre d'avantages pour créer des matériaux plus in... processus de moulage par injection en phase avec la société moderne. Les matériaux en polycarbonate sont utilisés dans de nombreux domaines, tels que la construction, les voitures, la médecine, les infrastructures, les navires, l'aérospatiale, etc.

Il supplante de nombreux matériaux traditionnels et devient un nouveau matériau très populaire. Cet article va vous dire tout ce que vous devez savoir sur les résines plastiques de polycarbonate pour le moulage par injection.

Qu'est-ce que le polycarbonate ?

Le PC est un type de plastique dont la structure chimique comporte des groupes carbonates.

Les résines de polycarbonate sont utilisées dans des applications qui requièrent de la solidité, de la résistance à la chaleur et de la robustesse, et sont disponibles dans une variété de couleurs transparentes et opaques. Ces résines sont souvent transformées en produits finis par moulage par injection ou thermoformage.

Les polycarbonates sont utilisés dans les produits électroniques parce qu'ils isolent l'électricité, résistent à la chaleur et arrêtent les flammes. Ils sont également utilisés dans la construction, les transports, l'aviation et les voitures. Par exemple, ils sont parfaits pour les couvercles de phares de voiture car ils ne se cassent pas facilement et sont lisses.

Quels sont les types de PC ?

Classification selon la structure de l'ester

Les polycarbonates aliphatiques, tels que le carbonate de polyéthylène, le carbonate de polytriméthylène et leurs copolymères, ont des points de fusion et des températures de transition vitreuse peu élevés, une faible résistance et ne peuvent pas être utilisés comme matériaux structurels.

Toutefois, en raison de leur biocompatibilité et de leur biodégradabilité, ils peuvent être utilisés dans des vecteurs de médicaments à libération prolongée, des sutures chirurgicales, des matériaux de soutien osseux et d'autres applications.

Polycarbonate aromatique : Le polycarbonate aromatique est le meilleur type de polycarbonate et le plus important.

Polycarbonate aliphatique-aromatique : Il s'agit d'une combinaison de polycarbonate aliphatique et aromatique, mais il n'est pas très utilisé dans les plastiques techniques.

Classification selon la performance et l'utilisation

Le film et la feuille de polycarbonate sont l'une des principales formes sous lesquelles il est utilisé. Ils peuvent être divisés en plusieurs types en fonction de leurs performances et de leurs utilisations :

Film PC transparent : Il présente les avantages d'une grande transparence, d'une grande solidité, d'une grande résistance à la chaleur et d'une grande résistance aux intempéries. Il est principalement utilisé dans les lentilles optiques, les panneaux d'affichage, les écrans plats de télévision, les écrans de téléphones portables et d'autres domaines.

Film PC dépoli : Principalement utilisé pour les applications résistantes à l'usure et à la lumière douce, telles que les panneaux, les étiquettes, les plaques signalétiques, les tableaux de bord, les panneaux décoratifs dans le moule, etc., qui peuvent réduire efficacement les reflets à la surface des objets et produire des effets d'impression clairs.

Film PC pour l'impression : Il s'imprime bien et est plat. Il est utilisé pour les étiquettes électroniques, les commutateurs à membrane, les panneaux et autres.

Film PC ignifugé : Il est excellent pour ne pas s'enflammer. Il est utilisé pour l'isolation des systèmes d'alimentation, des lecteurs de disques, des claviers, des téléviseurs, des moniteurs, des cartes mères d'ordinateurs et d'autres objets.

Film PC de qualité optique : Il présente une bonne pureté optique, une bonne transmission de la lumière et une bonne résistance au jaunissement. Il est particulièrement adapté aux écrans et aux lentilles optiques.

Film PC fonctionnel : Il possède diverses fonctions spéciales, telles que l'antistatique, la protection contre les UV, le durcissement, l'antibactérien, la protection de la vie privée, etc., et est largement utilisé dans la construction, l'automobile, l'équipement médical et d'autres domaines.

Autres types

Outre la classification ci-dessus, le polycarbonate peut également être classé selon d'autres normes, telles que moulage par injection PC de qualité, PC de qualité extrusion, etc. par différents processus de production ; alliage PC/ABS, PC/matériaux renforcés de fibres de verre, etc. par différents matériaux de renforcement.

Quelles sont les propriétés du PC ?

Propriétés thermiques

Le polycarbonate est un plastique résistant à la chaleur parmi les plastiques techniques généraux. Sa température de décomposition est supérieure à 300°C et sa température de fonctionnement à long terme peut atteindre 120°C. Il présente également une bonne résistance au froid. Sa température de fragilité est aussi basse que -100°C. Sa plage de température d'utilisation à long terme est de 60~120°C.

Propriétés électriques

Le polycarbonate possède une faible polarité moléculaire, une température de transition vitreuse élevée et une faible absorption d'eau, ce qui lui confère d'excellentes propriétés d'isolation électrique, proches ou équivalentes à celles du PET, qui a toujours été considéré comme ayant d'excellentes propriétés d'isolation électrique.

L'isolation électrique du polycarbonate est étroitement liée à la température, à l'humidité, à la fréquence du champ électrique et à l'épaisseur du produit.

Propriétés chimiques

Le polycarbonate (PC) est un polyester d'acide carbonique. L'acide carbonique lui-même n'est pas stable, mais ses dérivés (comme le phosgène, l'urée, les carbonates, les carbonates) présentent une certaine stabilité.

Propriétés physiques

Densité : 1,18-1,22 g/cm3

Taux d'expansion linéaire : 3,8×10-5 cm/°C

Température de déformation thermique : 135°C

Basse température -45°C, le polycarbonate est incolore et transparent, résistant à la chaleur, aux chocs, à la flamme, de qualité BI, et possède de bonnes propriétés mécaniques à une température d'utilisation normale.

Propriétés d'écoulement

Les chaînes moléculaires sont difficiles à faire glisser, la viscosité de la matière fondue est élevée, la fluidité est médiocre, et l'on peut dire que les chaînes moléculaires ont un rôle important à jouer dans le processus de fabrication. moulage par injection L'aptitude à la transformation est médiocre. La viscosité à l'état fondu du polycarbonate augmente avec la masse moléculaire relative. Pendant le moulage, il est souvent plus efficace d'améliorer son état d'écoulement en ajustant la température que de modifier le taux de cisaillement.

Propriétés optiques

Le polycarbonate est un matériau non cristallin. Le polycarbonate pur est incolore et transparent, avec une bonne transmission de la lumière. Cependant, la dureté de sa surface est faible, sa résistance à l'usure est médiocre et sa surface est facilement poilue, ce qui affecte ses propriétés d'induction de la lumière.

Propriétés mécaniques

Le polycarbonate possède d'excellentes propriétés mécaniques et électriques, en particulier sa résistance aux chocs et sa stabilité dimensionnelle. Il peut conserver une résistance mécanique élevée dans une large gamme de températures. Ses inconvénients sont sa faible résistance à la fatigue et au chanvre, et il est plus susceptible de produire des fissures dues au stress.

La résistance aux chocs du polycarbonate est l'une des meilleures parmi les plastiques techniques généraux et toutes les résines thermoplastiques, et sa valeur est similaire à celle du poly FET 45% renforcé de fibres de verre. Les principaux facteurs affectant la résistance aux chocs du polycarbonate sont le poids moléculaire, le rayon d'entaille, la température et les additifs.

Dégénérescence : La résistance du polycarbonate à la dégénérescence est assez bonne parmi les plastiques techniques thermoplastiques, même meilleure que celle du nylon et du polyuréthane. Le changement dimensionnel et la déformation par écoulement à froid causés par l'eau sont très faibles. C'est un signe important de son excellente stabilité dimensionnelle.

Quels sont les avantages du PC ?

Résistance aux intempéries

Le matériau PC présente une excellente résistance aux intempéries et peut maintenir d'excellentes performances dans des conditions extérieures. Il présente une forte résistance aux rayons UV, aux oxydants et à d'autres facteurs environnementaux.

Résistance à la température

La température de transition vitreuse et la température de fusion sont élevées, et la résistance à la température est élevée. Sa température de décomposition est supérieure à 300°C, et la température de fonctionnement à long terme peut atteindre 120°C. En même temps, il présente une bonne résistance au froid, et la température de fragilité est aussi basse que -100°C. Sa plage de température d'utilisation à long terme s'étend de -60 à 120°C.

Résistance chimique

Le matériau PC présente une résistance élevée à de nombreux produits chimiques, notamment les alcools, les cétones et les acides. Toutefois, il présente une faible résistance à certains solvants (tels que les cétones).

Résistance et rigidité élevées

Le matériau PC présente une résistance et une rigidité élevées, bien supérieures à celles des plastiques ordinaires tels que l'ABS et le PVC. Le PC est donc un choix idéal pour la fabrication de pièces nécessitant une durabilité et une résistance aux chocs élevées.

Bonne stabilité dimensionnelle

Le PC présente une meilleure résistance au fluage que d'autres plastiques techniques thermoplastiques tels que le PA et le POM. Il présente une très faible variation dimensionnelle et une déformation par fluage à froid due à l'absorption d'eau, ainsi qu'un faible taux de rétrécissement, ce qui lui confère une bonne stabilité dimensionnelle.

Résistance au vieillissement et résistance à la flamme

Le polycarbonate résiste également bien au vieillissement thermique. Si vous placez le film à l'air libre pendant une longue période et que vous le chauffez, il se modifiera très peu. Toutefois, si le polycarbonate est exposé à la lumière du soleil, à l'oxygène et à la vapeur d'eau pendant une longue période, en particulier à des températures élevées, et s'il contient certaines impuretés, il se dégradera.

Le polycarbonate est inflammable, avec une flamme jaune clair et une fumée noire/indice de seulement 25%, qui s'éteint lorsqu'il est éloigné de la source d'incendie. Généralement, des halogénures, du trioxyde, de l'hydroxyde de magnésium, de l'acide phosphorique et du phosphore rouge sont ajoutés pour améliorer l'ignifugation.

Bonne transparence et brillance

Les matériaux PC ont une transparence et une brillance excellentes et peuvent être modifiés pour obtenir différentes couleurs et effets de surface. Ils constituent donc un choix idéal pour la fabrication de produits nécessitant une grande transparence.

Quels sont les inconvénients du PC ?

Bien que les matériaux PC présentent de nombreux avantages, ils ont également de nombreux inconvénients :

Faible résistance à la fatigue

Les plaques en polycarbonate ne peuvent supporter qu'une faible charge pendant une longue période. Elles ne conviennent donc pas aux applications qui nécessitent une pression continue ou de forte intensité. La faible résistance à la fatigue des feuilles de polycarbonate peut entraîner une dégradation des performances ou une défaillance lors d'une utilisation à long terme.

Non résistant aux acides et aux alcalis

Le polycarbonate n'est pas résistant aux acides et aux alcalis, et il réagit chimiquement avec les acides et les alcalis, provoquant la corrosion de la surface de la feuille. Par conséquent, l'utilisation des feuilles de PC peut être limitée dans les environnements qui nécessitent un contact avec des acides forts ou des alcalis forts. Il convient de noter que le polycarbonate peut résister aux acides faibles, mais ne peut pas entrer directement en contact avec des acides forts.

Faible résistance à l'usure

Les matériaux PC ont une grande liberté dans leurs chaînes moléculaires et il y a beaucoup d'espace entre les chaînes. Ils sont facilement affectés par les forces extérieures et se rayent et s'usent facilement.

Les matériaux PC ont une faible cristallinité moléculaire et un arrangement relativement désordonné de la chaîne moléculaire, ce qui facilite la formation de piqûres microscopiques à la surface des matériaux PC, réduisant ainsi leur résistance aux rayures.

Les matériaux PC peuvent améliorer leur autolubrification en ajoutant du PTFE en poudre, et leur résistance à l'usure peut être améliorée en ajoutant de la fibre de verre pour augmenter la dureté.

Faible résistance à l'hydrolyse

La chaîne moléculaire contenant le groupe -COO, le polycarbonate peut subir une réaction d'hydrolyse pour générer l'acide ou l'alcool correspondant en présence d'un acide ou d'un alcali. Par conséquent, le PC conventionnel présente une faible stabilité à l'hydrolyse et ne peut pas être utilisé pour des produits soumis de manière répétée à de la vapeur à haute pression.

Sensible aux encoches

On parle de sensibilité aux entailles lorsqu'un produit se fissure le long d'une entaille (effondrement, bavure) sur le bord du produit lorsqu'une force est appliquée. Les produits en PC sont susceptibles de se fissurer lorsqu'il y a une encoche, car il est difficile d'éliminer la contrainte interne des produits en PC.

Mauvaise résistance à la fissuration sous contrainte

Mais lorsqu'une force extérieure fait s'aligner les chaînes, elles ne veulent pas se détendre pour revenir à leur état initial, aléatoire. Il est donc difficile d'éliminer la contrainte à l'intérieur du produit une fois qu'il a été moulé.

Quelles sont les applications du PC ?

Industrie des matériaux de construction

Les plaques de polycarbonate présentent une bonne transmission de la lumière, une bonne résistance aux chocs et aux rayons ultraviolets, ainsi qu'une stabilité dimensionnelle et de bonnes performances de moulage et de traitement de leurs produits, ce qui leur confère des avantages techniques évidents par rapport au verre inorganique traditionnellement utilisé dans l'industrie de la construction.

La Chine a construit plus de 20 lignes de production de panneaux creux en polycarbonate pour les matériaux de construction, avec une demande annuelle d'environ 70 000 tonnes de polycarbonate, qui atteindra 140 000 tonnes d'ici 2005.

Industrie de la fabrication automobile

Le polycarbonate est idéal pour les voitures et les camions parce qu'il est résistant, qu'il supporte la chaleur et les intempéries et qu'il est dur. Il est utilisé pour fabriquer de nombreuses pièces différentes pour les voitures et les camions, mais surtout pour les feux, les tableaux de bord, les plaques chauffantes, les dégivreurs et les pare-chocs fabriqués à partir de mélanges de polycarbonate.

D'après les données des pays développés, la proportion de polycarbonate utilisée dans les secteurs de l'électronique, de l'électricité et de l'automobile est comprise entre 401 et 501 tonnes, alors que la Chine n'utilise qu'environ 101 tonnes de polycarbonate dans ce domaine.

Les industries de l'électronique, de l'électricité et de l'automobile sont les piliers du développement rapide de la Chine, et la demande de polycarbonate dans ces domaines sera énorme à l'avenir. La Chine compte un grand nombre de voitures et une forte demande, de sorte que l'application du polycarbonate dans ce domaine a un grand potentiel d'expansion.

Équipement médical

Comme les produits en polycarbonate peuvent résister à la vapeur, aux agents de nettoyage, au chauffage et à la stérilisation par rayonnement à haute dose sans jaunissement ni dégradation des performances physiques, ils sont largement utilisés dans les équipements d'hémodialyse des reins artificiels et autres équipements médicaux qui doivent être utilisés dans des conditions transparentes et intuitives et qui doivent être stérilisés à plusieurs reprises.

Par exemple, ils sont utilisés pour fabriquer des seringues à haute pression, des masques chirurgicaux, des appareils dentaires jetables, des séparateurs de sang, etc.

Aérospatiale

Avec le développement rapide de l'aviation et de la technologie aérospatiale, les besoins en composants divers pour les avions et les engins spatiaux ne cessent d'augmenter, ce qui a conduit à une application croissante du PC dans ce domaine.

Selon les statistiques, 2 500 pièces en polycarbonate sont utilisées sur un seul avion Boeing, et un seul avion consomme environ 2 tonnes de polycarbonate. Sur les engins spatiaux, des centaines de pièces en polycarbonate de différentes configurations et renforcées par de la fibre de verre sont utilisées, ainsi que l'équipement de protection des astronautes.

Emballage

Les différents types de bouteilles d'eau qui peuvent être désinfectées et utilisées à plusieurs reprises constituent un nouveau point de croissance dans le domaine de l'emballage.

Comme les produits en polycarbonate présentent les avantages suivants : légèreté, bonne résistance aux chocs et transparence, absence de déformation et de transparence en cas de lavage à l'eau chaude et aux solutions corrosives, les bouteilles en PC ont complètement remplacé les bouteilles en verre dans certains domaines.

On prévoit que, la population étant plus attentive à la qualité de l'eau potable, le taux de croissance du polycarbonate dans ce domaine restera supérieur à 10% et devrait atteindre 60 000 tonnes d'ici à 2005.

En outre, lors de la production de jouets en plastique de haute qualité, nous utilisons du plastique moulage par injection et des résines de moulage par injection de plastique pour garantir la précision et la durabilité du produit final.

Industrie électronique

Le polycarbonate est un excellent matériau isolant parce qu'il offre une isolation électrique bonne et constante dans une large gamme de températures et d'humidité. Il présente également une bonne ignifugation et une bonne stabilité dimensionnelle, ce qui le rend utile dans un grand nombre d'applications électroniques et électriques.

La résine polycarbonate est principalement utilisée pour fabriquer toutes sortes de machines agroalimentaires, des coques d'outils électriques, des corps, des supports, des tiroirs de réfrigérateurs-congélateurs et des pièces d'aspirateurs. En outre, pour les ordinateurs, les magnétoscopes et les téléviseurs couleur qui nécessitent des pièces de haute précision, les matériaux en polycarbonate sont également très précieux.

Lentille optique

Le polycarbonate est très important dans ce domaine parce qu'il a une transmission lumineuse élevée, un indice de réfraction élevé, une grande résistance aux chocs, une stabilité dimensionnelle et qu'il est facile à traiter et à mouler. Les lentilles optiques fabriquées en polycarbonate de qualité optique peuvent être utilisées dans les appareils photo, les microscopes, les télescopes et les instruments de test optique.

Ils peuvent également être utilisés dans les objectifs de projecteurs de cinéma, les objectifs de photocopieuses, les objectifs de projecteurs à focalisation automatique infrarouge, les objectifs d'imprimantes à rayon laser, et toutes sortes de prismes, de réflecteurs à facettes multiples et d'autres équipements de bureau et appareils ménagers. L'éventail des applications est vraiment très large.

Un autre domaine d'application important du polycarbonate dans les verres optiques est celui des lunettes pour enfants, des lunettes de soleil, des lunettes de sécurité et des lunettes pour adultes. Le taux de croissance annuel moyen de la consommation de polycarbonate dans l'industrie mondiale de la lunetterie est resté supérieur à 20%, ce qui témoigne de la grande vitalité du marché.

Industrie de la fabrication de disques optiques

Avec l'essor de l'industrie de l'information, les disques optiques en polycarbonate de qualité optique se développent rapidement en tant que nouvelle génération de supports de stockage d'informations audio et vidéo. Le polycarbonate est devenu la principale matière première de l'industrie mondiale de fabrication de disques optiques en raison de ses excellentes caractéristiques de performance.

La quantité de polycarbonate consommée par l'industrie mondiale de fabrication de disques optiques a dépassé 20% de la consommation globale de polycarbonate, et son taux de croissance annuel moyen dépasse 10%.

La production de disques optiques en Chine a connu une croissance rapide. Selon les chiffres publiés par l'Administration nationale de la presse et de la publication, le pays comptait 748 lignes de production de disques optiques en 2002, avec une consommation annuelle d'environ 80 000 tonnes de polycarbonate de qualité optique, toutes importées.

Industrie alimentaire et des boissons

Le PC (polycarbonate) est couramment utilisé dans l'industrie alimentaire et des boissons, pour son point de fusion élevé, ses récipients anti-collision, ses emballages japonais, ses bouteilles d'eau et ses récipients alimentaires japonais. Sa transparence et sa durabilité en font un produit sûr et pratique.

Résumé

Parmi les résines plastiques, l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) et le polyéthylène haute densité (PEHD) sont couramment utilisés pour fabriquer une variété de produits, tandis que le polycarbonate (PC) offre une plus grande transparence et une meilleure résistance à la chaleur.

Le PC est un thermoplastique de haute performance qui présente d'excellentes caractéristiques de résistance mécanique, de résistance à la chaleur, de transparence et d'isolation électrique. Il est largement utilisé dans la construction, l'automobile, les appareils médicaux, l'aérospatiale, l'emballage, l'électronique, les lentilles optiques, etc.

Bien qu'il présente une excellente résistance aux chocs et une grande stabilité dimensionnelle, il présente également certains inconvénients, tels qu'une faible résistance à la fatigue, une mauvaise résistance aux acides et aux alcalis et une mauvaise résistance à l'usure. Cependant, le PC est polyvalent et adaptable, et répond aux divers besoins en matériaux de l'industrie moderne.