소개: 폴리카보네이트는 여러 가지 장점을 결합한 폴리머로 다음과 같은 소재를 만들 수 있습니다. 사출 성형 공정 현대 사회에 발맞춰 나가고 있습니다. 폴리카보네이트 소재는 건설, 자동차, 의료, 인프라, 선박, 항공우주 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

폴리카보네이트는 기존의 많은 소재를 밀어내고 새로운 인기 소재로 떠오르고 있습니다. 이 글에서는 사출 성형용 폴리카보네이트 플라스틱 수지에 대해 알아야 할 모든 것을 알려드립니다.

폴리카보네이트란 무엇인가요?

PC는 화학 구조에 탄산염 그룹이 있는 플라스틱의 일종입니다.

폴리카보네이트 수지는 강도, 내열성, 인성이 요구되는 용도에 사용되며 다양한 투명 및 불투명 색상으로 제공됩니다. 이러한 수지는 사출 성형 또는 열성형을 통해 완제품으로 전환되는 경우가 많습니다.

폴리카보네이트는 전기를 절연하고 열에 견디며 화염을 차단하기 때문에 전자 제품에 사용됩니다. 또한 건축, 운송, 항공 및 자동차에도 사용됩니다. 예를 들어, 쉽게 깨지지 않고 부드러워 자동차 헤드라이트 커버로 사용하기에 좋습니다.

PC의 종류는 무엇인가요?

에스테르 구조별 분류

폴리에틸렌 카보네이트, 폴리트리메틸렌 카보네이트 및 그 공중합체와 같은 지방족 폴리카보네이트는 녹는점과 유리 전이 온도가 낮고 강도가 약하며 구조용 소재로 사용할 수 없습니다.

그러나 생체 적합성과 생분해성으로 인해 약물 서방형 운반체, 수술 봉합사, 뼈 지지 재료 및 기타 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

방향족 폴리카보네이트: 방향족 폴리카보네이트는 폴리카보네이트의 가장 좋은 종류이며 가장 중요한 종류의 폴리카보네이트입니다.

지방족 방향족 폴리카보네이트: 지방족과 방향족 폴리카보네이트의 조합이지만 엔지니어링 플라스틱에는 많이 사용되지 않습니다.

성능 및 용도별 분류

폴리카보네이트 필름과 시트는 폴리카보네이트가 사용되는 주요 형태 중 하나입니다. 성능과 용도에 따라 여러 가지 유형으로 더 나눌 수 있습니다:

투명 PC 필름: 높은 투명도, 높은 강도, 높은 내열성, 높은 내후성이라는 장점이 있습니다. 주로 광학 렌즈, 디스플레이 패널, 평판 TV 화면, 휴대폰 화면 및 기타 분야에서 사용됩니다.

반투명 PC 필름: 패널, 라벨, 명판, 대시보드, 인몰드 장식 패널 등과 같이 내마모성이 있고 부드러운 빛이 필요한 경우에 주로 사용되며, 물체 표면의 하이라이트를 효과적으로 줄이고 선명한 인쇄 효과를 얻을 수 있습니다.

인쇄용 PC 필름: 인쇄가 잘되고 평평합니다. 전자 태그, 멤브레인 스위치, 패널 및 기타 물건에 사용됩니다.

난연성 PC 필름: 불이 잘 붙지 않습니다. 전원 시스템, 디스크 드라이브, 키보드, TV, 모니터, 컴퓨터 마더보드 등의 단열재로 사용됩니다.

광학 등급 PC 필름: 광학 순도, 광 투과 성능 및 황변 저항성이 우수하며 특히 스크린 디스플레이 및 광학 렌즈 분야에 적합합니다.

기능성 PC 필름: 정전기 방지, 자외선 차단, 경화, 항균, 프라이버시 보호 등 다양한 특수 기능을 가지고 있으며 건축, 자동차, 의료 장비 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.

기타 유형

위의 분류 외에도 폴리카보네이트는 다음과 같은 다른 표준에 따라 분류할 수도 있습니다. 사출 성형 생산 공정에 따라 PC/ABS 합금, PC/유리섬유 강화 소재 등, 강화 소재에 따라 PC/압출 등급 PC 등으로 구분됩니다.

PC의 속성은 무엇인가요?

열 속성

폴리카보네이트는 일반 엔지니어링 플라스틱 중에서도 내열성이 우수한 플라스틱입니다. 분해 온도는 300°C 이상이며 장기 사용 온도는 120°C에 달할 수 있습니다. 또한 내한성도 우수합니다. 취성 온도는 -100°C까지 낮습니다. 장기 사용 온도 범위는 60~120°C입니다.

전기적 특성

폴리카보네이트는 분자 극성이 작고 유리 전이 온도가 높으며 수분 흡수율이 낮아 전기 절연성이 우수하다고 여겨져 왔던 PET와 비슷하거나 동등한 전기 절연 특성을 가지고 있습니다.

폴리카보네이트의 전기 절연은 온도, 습도, 전기장 주파수 및 제품 두께와 밀접한 관련이 있습니다.

화학적 특성

폴리카보네이트(PC)는 탄산으로 이루어진 폴리에스테르입니다. 탄산 자체는 안정적이지 않지만 그 유도체(포스겐, 요소, 탄산염, 탄산염 등)는 어느 정도 안정성을 가지고 있습니다.

물리적 속성

밀도: 1.18-1.22 g/cm3

선형 팽창률: 3.8×10-5 cm/°C

열 변형 온도: 135°C

저온 -45°C의 폴리카보네이트는 무색 투명하고 내열성, 내충격성, 난연성 BI 등급이며 일반 사용 온도에서 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다.

흐름 속성

분자 사슬은 미끄러지기 어렵고 용융 점도가 높으며 유동성이 좋지 않으며 사출 성형 가공성이 좋지 않습니다. 폴리카보네이트의 용융 점도는 상대 분자량이 증가함에 따라 증가합니다. 성형 중에는 전단 속도를 변경하는 것보다 온도를 조절하여 유동 상태를 개선하는 것이 더 효과적인 경우가 많습니다.

광학 속성

폴리카보네이트는 비결정성 소재입니다. 순수 폴리카보네이트는 무색투명하며 빛 투과율이 우수합니다. 하지만 표면 경도가 낮고 내마모성이 떨어지며 표면에 털이 생기기 쉬워 빛을 유도하는 특성에 영향을 미칩니다.

기계적 특성

폴리카보네이트는 기계적 및 전기적 특성, 특히 충격 강도와 치수 안정성이 뛰어납니다. 넓은 온도 범위에서 높은 기계적 강도를 유지할 수 있습니다. 단점은 피로 저항성과 대마 저항성이 낮고 응력 균열이 발생할 가능성이 높다는 것입니다.

폴리카보네이트의 충격 강도는 일반 엔지니어링 플라스틱 및 모든 열가소성 수지 중 최고 수준이며, 45% 유리섬유 강화 폴리 FET와 비슷한 수준입니다. 폴리카보네이트의 충격 강도에 영향을 미치는 주요 요인은 분자량, 노치 반경, 온도 및 첨가제입니다.

변성: 폴리카보네이트의 변성 저항성은 열가소성 엔지니어링 플라스틱 중에서도 나일론과 폴리우레탄보다 훨씬 우수합니다. 물로 인한 치수 변화와 저온 흐름 변형이 매우 적습니다. 이는 치수 안정성이 우수하다는 중요한 신호입니다.

PC의 장점은 무엇인가요?

내후성

PC 소재는 내후성이 뛰어나 실외 환경에서도 우수한 성능을 유지할 수 있습니다. 자외선, 산화제 및 기타 환경 요인에 대한 저항력이 강합니다.

온도 저항

유리 전이 온도와 용융 온도가 높고 내열성이 높습니다. 분해 온도는 300°C 이상이며 장기 작동 온도는 120°C까지 올라갈 수 있습니다. 동시에 내한성이 우수하고 취성 온도가 -100°C까지 낮습니다. 장기 사용 온도 범위는 -60~120°C입니다.

내화학성

PC 소재는 알코올, 케톤, 산을 포함한 많은 화학물질에 대한 내성이 높습니다. 하지만 일부 용제(예: 케톤)에 대한 내성은 약합니다.

높은 강도와 강성

PC 소재는 ABS나 PVC와 같은 일반 플라스틱보다 강도와 강성이 훨씬 높습니다. 따라서 PC는 높은 내구성과 내충격성이 필요한 부품을 제작하는 데 이상적인 선택입니다.

우수한 치수 안정성

PC는 PA, POM 등 다른 열가소성 엔지니어링 플라스틱에 비해 내크리프성이 우수합니다. 수분 흡수로 인한 치수 변화와 냉류 변형이 매우 적고 수축률이 낮아 치수 안정성이 우수합니다.

노화 방지 및 내염성

폴리카보네이트는 열 노화에 대한 저항력도 뛰어납니다. 필름을 장시간 공기 중에 두고 열을 가하면 거의 변하지 않습니다. 그러나 폴리카보네이트가 햇빛, 산소, 수증기에 장시간, 특히 고온에 노출되고 특정 불순물이 포함되어 있으면 성능이 저하됩니다.

폴리카보네이트는 가연성 물질로 연한 노란색 불꽃과 검은색 연기/지수가 25%에 불과하며, 화원에서 멀어지면 꺼집니다. 일반적으로 난연성을 향상시키기 위해 할로겐화물, 삼산화물, 수산화마그네슘, 인산 및 적린을 첨가합니다.

우수한 투명도 및 광택

PC 소재는 투명도와 광택이 뛰어나며 다양한 색상과 표면 효과를 얻기 위해 수정할 수 있습니다. 따라서 높은 투명도가 필요한 제품을 제조하는 데 이상적인 선택입니다.

PC의 단점은 무엇인가요?

PC 소재는 많은 장점을 가지고 있지만 단점도 많습니다:

낮은 피로 강도

폴리카보네이트 시트는 장시간 작은 하중만 견딜 수 있으므로 지속적이거나 고강도 압력이 필요한 용도로는 적합하지 않습니다. 폴리카보네이트 시트의 낮은 피로 강도는 장기간 사용 시 성능 저하 또는 고장을 일으킬 수 있습니다.

산 및 알칼리에 내성이 없음

폴리카보네이트는 산과 알칼리에 강하지 않으며, 산 및 알칼리와 화학적으로 반응하여 시트 표면에 부식을 일으킬 수 있습니다. 따라서 강산이나 강알칼리와 접촉해야 하는 환경에서는 PC 시트의 사용이 제한될 수 있습니다. 폴리카보네이트는 약산에는 견딜 수 있지만 강산에는 직접 접촉할 수 없다는 점에 유의해야 합니다.

내마모성 저하

PC 소재는 분자 사슬의 자유도가 높고 사슬 사이에 많은 공간이 있습니다. 외부 힘에 쉽게 영향을 받고 쉽게 긁히고 마모됩니다.

PC 소재는 분자 결정성이 낮고 분자 사슬 배열이 상대적으로 무질서하기 때문에 PC 소재 표면에 미세한 구멍이 생기기 쉬워 스크래치에 대한 내성이 떨어집니다.

PC 소재는 분말 PTFE를 첨가하여 자체 윤활성을 향상시킬 수 있으며, 유리 섬유를 첨가하여 경도를 높여 내마모성을 향상시킬 수 있습니다.

열악한 가수분해 저항성

폴리카보네이트는 분자 사슬에 -COO(그룹)가 포함되어 있어 산이나 알칼리가 존재하면 가수분해 반응을 일으켜 해당 산이나 알코올을 생성할 수 있습니다. 따라서 기존 PC는 가수분해 안정성이 낮아 고압 증기를 반복적으로 받는 제품에는 사용할 수 없습니다.

노치에 민감

노치 민감도는 힘을 가했을 때 제품 가장자리에 있는 노치(함몰, 버)를 따라 제품이 갈라지는 것을 말합니다. PC 제품은 내부 응력을 제거하기 어렵기 때문에 노치가 있을 때 균열이 발생하기 쉽습니다.

열악한 응력 균열 저항성

그러나 외부의 힘으로 체인이 정렬되면 체인은 원래의 무작위 상태로 돌아가고 싶어하지 않습니다. 따라서 성형 후 제품 내부의 응력을 제거하기가 어렵습니다.

PC의 용도는 무엇인가요?

건축 자재 산업

폴리카보네이트 시트는 광 투과율, 내충격성, 자외선에 대한 내성, 제품의 치수 안정성과 성형 및 가공 성능이 우수하여 건설 산업에서 전통적으로 사용되는 무기 유리에 비해 명백한 기술적 성능 이점을 가지고 있습니다.

중국은 건축 자재용 폴리카보네이트 중공 보드 생산 라인을 20개 이상 구축했으며, 연간 폴리카보네이트 수요는 약 7만 톤으로 2005년까지 14만 톤에 이를 것으로 예상됩니다.

자동차 제조 산업

폴리카보네이트는 견고하고 열에 강하며 날씨에 잘 견디고 단단하기 때문에 자동차와 트럭에 적합합니다. 폴리카보네이트는 자동차와 트럭의 다양한 부품을 만드는 데 사용되지만 주로 라이트, 대시보드, 히터 플레이트, 성에 제거기, 범퍼를 폴리카보네이트 블렌드로 제작합니다.

선진국의 데이터에 따르면 전자, 전기 및 자동차 제조 산업에서 사용되는 폴리카보네이트의 비율은 40%~50%인 반면, 중국의 이 분야 사용량은 약 10%에 불과합니다.

전자, 전기 및 자동차 제조 산업은 중국의 빠르게 발전하는 주력 산업이며 이러한 분야에서 폴리 카보네이트에 대한 수요는 향후 엄청날 것입니다. 중국은 총 자동차 대수가 많고 수요가 많기 때문에이 분야에서 폴리 카보네이트의 적용은 확장 가능성이 매우 높습니다.

의료 장비

폴리카보네이트 제품은 증기, 세정제, 가열, 고선량 방사선 멸균에도 황변이나 물리적 성능 저하 없이 견딜 수 있어 투명하고 직관적인 조건에서 작동해야 하고 반복적으로 멸균해야 하는 인공 신장 혈액 투석 장비 및 기타 의료 장비에 널리 사용됩니다.

예를 들어 고압 주사기, 수술용 마스크, 일회용 치과 기구, 혈액 분리기 등을 만드는 데 사용됩니다.

항공우주

항공 및 항공 우주 기술의 급속한 발전으로 항공기 및 우주선의 다양한 구성 요소에 대한 요구 사항이 지속적으로 증가하고 있으며, 이로 인해 이 분야에서 PC의 적용이 증가하고 있습니다.

통계에 따르면 보잉 항공기 한 대에 사용되는 폴리카보네이트 부품만 2,500개에 달하며, 항공기 한 대당 약 2톤의 폴리카보네이트가 소비된다고 합니다. 우주선에는 유리 섬유와 우주 비행사의 보호 장비로 강화된 다양한 구성의 수백 개의 폴리카보네이트 부품이 사용됩니다.

패키징

포장 분야의 새로운 성장 포인트는 반복적으로 소독하여 사용할 수 있는 다양한 종류의 물 저장 병입니다.

폴리카보네이트 제품은 가볍고 내충격성과 투명성이 우수하며 뜨거운 물과 부식성 용액으로 세척해도 변형이 없고 투명하다는 장점이 있어 일부 분야에서는 PC 병이 유리 병을 완전히 대체하고 있습니다.

사람들이 식수 품질에 더 많은 관심을 기울이면서 이 분야의 폴리카보네이트 성장률은 10% 이상을 유지할 것으로 예상되며 2005년까지 6만 톤에 달할 것으로 예상됩니다.

또한 고품질 플라스틱 장난감을 생산할 때 플라스틱을 사용합니다. 사출 성형 기술과 플라스틱 사출 성형 수지를 사용하여 최종 제품의 정밀도와 내구성을 보장합니다.

전자 산업

폴리카보네이트는 광범위한 온도와 습도에서 전기 절연성이 우수하고 일정하기 때문에 훌륭한 단열재입니다. 또한 난연성과 치수 안정성이 우수하여 다양한 전자 및 전기 응용 분야에서 유용하게 사용할 수 있습니다.

폴리카보네이트 수지는 주로 모든 종류의 식품 가공 기계, 전동 공구 쉘, 본체, 브래킷, 냉장고 냉동고 서랍, 진공 청소기 부품을 만드는 데 사용됩니다. 또한 고정밀 부품이 필요한 컴퓨터, 비디오 레코더, 컬러 TV 등에도 폴리카보네이트 소재는 매우 유용합니다.

광학 렌즈

폴리카보네이트는 높은 빛 투과율, 높은 굴절률, 높은 내충격성, 치수 안정성, 가공 및 성형이 용이하기 때문에 이 분야에서 매우 중요한 소재입니다. 광학용 폴리카보네이트로 만든 광학 렌즈는 카메라, 현미경, 망원경 및 광학 테스트 기기에 사용할 수 있습니다.

또한 영화 프로젝터 렌즈, 복사기 렌즈, 적외선 자동 초점 프로젝터 렌즈, 레이저 빔 프린터 렌즈, 모든 종류의 프리즘, 다면 반사판, 기타 사무기기 및 가전제품에도 사용할 수 있습니다. 활용 범위가 정말 광범위합니다.

광학 렌즈에서 폴리카보네이트의 또 다른 중요한 응용 분야는 어린이 안경, 선글라스, 보안경 및 성인용 안경의 렌즈 소재입니다. 전 세계 안경 산업에서 폴리카보네이트 소비의 연평균 성장률은 20% 이상을 유지하며 큰 시장 활력을 보여주고 있습니다.

광디스크 제조 산업

정보 산업의 성장과 함께 광학 등급 폴리카보네이트로 만든 광디스크는 차세대 오디오 및 비디오 정보 저장 매체로 빠르게 발전하고 있습니다. 폴리카보네이트는 뛰어난 성능 특성으로 인해 전 세계 광디스크 제조 산업의 주요 원자재로 자리 잡았습니다.

전 세계 광디스크 제조 산업에서 소비되는 폴리카보네이트의 양은 전체 폴리카보네이트 소비량의 20%를 넘어섰으며, 연평균 성장률은 10%를 초과하고 있습니다.

중국의 광디스크 생산량은 빠르게 성장했습니다. 국가신문출판광전총국이 발표한 수치에 따르면 2002년 중국에는 748개의 광디스크 생산 라인이 있으며, 연간 약 8만 톤의 광학용 폴리카보네이트가 소비되고 있으며, 모두 수입산이므로 광디스크 제조 분야에서 폴리카보네이트의 응용 전망은 매우 광범위합니다.

식음료 산업

PC(폴리카보네이트)는 식음료 산업, 고융점, 충돌 방지 용기, 일본식 포장, 물병, 일본식 식품 용기 등에 일반적으로 사용됩니다. 실용적인 투명성과 내구성으로 안전하고 실용적입니다.

요약

플라스틱 수지 중 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 다양한 제품을 제조하는 데 일반적으로 사용되며, 폴리카보네이트(PC)는 투명성과 내열성이 뛰어납니다.

PC는 기계적 강도, 내열성, 투명성, 전기 절연성이 뛰어난 고성능 열가소성 플라스틱입니다. 건축, 자동차, 의료 기기, 항공 우주, 포장, 전자 제품, 광학 렌즈 등에 널리 사용됩니다.

충격 강도와 치수 안정성이 뛰어나지만 피로 강도가 낮고 산 및 알칼리 저항성이 약하며 내마모성이 떨어지는 등의 단점도 있습니다. 하지만 PC는 다재다능하고 적응력이 뛰어나 현대 산업의 다양한 소재 요구 사항을 충족합니다.