Введение: Поликарбонат - это полимер, который сочетает в себе целый ряд преимуществ для создания материалов, которые более процесс литья под давлением в соответствии с требованиями современного общества. Поликарбонатные материалы используются во многих областях, таких как строительство, автомобили, медицина, инфраструктура, корабли, аэрокосмическая промышленность и т.д.

Он вытесняет многие традиционные материалы и становится действительно популярным новым материалом. В этой статье мы расскажем вам все, что нужно знать о поликарбонатных пластиковых смолах для литья под давлением.

Что такое поликарбонат?

ПК - это тип пластика, в химической структуре которого присутствуют карбонатные группы.

Поликарбонатные смолы используются в приложениях, требующих прочности, термостойкости и жесткости, и выпускаются в различных прозрачных и непрозрачных цветах. Эти смолы часто превращаются в готовые изделия путем литья под давлением или термоформования.

Поликарбонаты используются в электронных устройствах, поскольку они изолируют электричество, противостоят нагреву и препятствуют воспламенению. Они также используются в строительстве, транспорте, авиации и автомобилях. Например, они отлично подходят для крышек автомобильных фар, потому что их нелегко разбить и они гладкие.

Какие бывают типы ПК?

Классификация по структуре эфира

Алифатические поликарбонаты, такие как полиэтиленкарбонат, политриметиленкарбонат и их сополимеры, имеют низкие температуры плавления и стеклования, низкую прочность и не могут быть использованы в качестве конструкционных материалов.

Однако благодаря своей биосовместимости и биоразлагаемости они могут использоваться в носителях лекарственных препаратов с длительным высвобождением, хирургических швах, материалах для поддержки костей и в других областях.

Ароматический поликарбонат: Ароматический поликарбонат - это лучший вид поликарбоната и самый важный вид поликарбоната.

Алифатико-ароматический поликарбонат: Это комбинация алифатического и ароматического поликарбоната, но он мало используется в инженерных пластиках.

Классификация по производительности и использованию

Поликарбонатная пленка и лист - одна из основных форм, в которых он используется. Его можно разделить на множество типов, основанных на различных характеристиках и областях применения:

Прозрачная пленка для ПК: Она обладает такими преимуществами, как высокая прозрачность, высокая прочность, высокая термостойкость и высокая погодоустойчивость. Она в основном используется в оптических линзах, дисплейных панелях, плоских телевизионных экранах, экранах мобильных телефонов и других областях.

Матовая пленка PC: в основном используется в износостойких и мягких световых случаях, таких как панели, этикетки, таблички, приборные панели, декоративные панели в форме и т.д., которые могут эффективно уменьшить блики на поверхности объектов и иметь четкие эффекты печати.

Пленка для печати на ПК: Хорошо печатает и имеет плоскую поверхность. Используется для изготовления электронных меток, мембранных переключателей, панелей и прочего.

Огнестойкая пленка для ПК: Она отлично подходит для того, чтобы не загораться. Она используется для изоляции систем питания, дисковых накопителей, клавиатур, телевизоров, мониторов, материнских плат компьютеров и других вещей.

Пленка для ПК оптического класса: Обладает хорошей оптической чистотой, светопропускной способностью и устойчивостью к пожелтению, особенно подходит для экранов и оптических линз.

Функциональная пленка для ПК: Она обладает различными специальными функциями, такими как антистатическая, УФ-защита, упрочнение, антибактериальная, защита конфиденциальности и т.д., и широко используется в строительстве, автомобилях, медицинском оборудовании и других областях.

Другие типы

Помимо вышеуказанной классификации, поликарбонат может быть классифицирован и по другим стандартам, таким как литьё под давлением ПК, экструзионный ПК и т.д. с помощью различных производственных процессов; сплав ПК/АБС, ПК/материалы, армированные стекловолокном, и т.д. с помощью различных армирующих материалов.

Каковы свойства ПК?

Тепловые свойства

Поликарбонат является хорошим термостойким пластиком среди инженерных пластмасс общего назначения. Его температура разложения превышает 300°C, а длительная рабочая температура может достигать 120°C. Он также обладает хорошей морозостойкостью. Температура его хрупкости составляет до -100°C. Диапазон температур его длительного использования составляет 60-120°C.

Электрические свойства

Поликарбонат имеет малую молекулярную полярность, высокую температуру стеклования и низкое водопоглощение, поэтому он обладает отличными электроизоляционными свойствами, близкими или эквивалентными ПЭТ, который всегда считался обладателем отличных электроизоляционных свойств.

Электроизоляция поликарбоната тесно связана с температурой, влажностью, частотой электрического поля и толщиной изделия.

Химические свойства

Поликарбонат (ПК) - это полиэфир карбоновой кислоты. Сама по себе углекислота нестабильна, но ее производные (такие как фосген, мочевина, карбонаты, карбоновые кислоты) обладают определенной стабильностью.

Физические свойства

Плотность: 1,18-1,22 г/см3

Скорость линейного расширения: 3,8×10-5 см/°C

Температура тепловой деформации: 135°C

Низкая температура -45°C, поликарбонат бесцветный и прозрачный, термостойкий, ударопрочный, огнестойкий марки BI, имеет хорошие механические свойства при нормальной температуре использования.

Свойства потока

Молекулярные цепи трудно скользят, вязкость расплава высока, текучесть плохая, и литьё под давлением технологичность плохая. Вязкость расплава поликарбоната увеличивается с ростом относительной молекулярной массы. В процессе формования зачастую эффективнее улучшить текучесть путем регулирования температуры, чем изменять скорость сдвига.

Оптические свойства

Поликарбонат - это некристаллический материал. Чистый поликарбонат бесцветен и прозрачен, хорошо пропускает свет. Однако его поверхностная твердость невысока, износостойкость плохая, а поверхность легко становится ворсистой, что влияет на его светоиндуцирующие свойства.

Механические свойства

Поликарбонат обладает отличными механическими и электрическими свойствами, особенно ударопрочностью и стабильностью размеров. Он может сохранять высокую механическую прочность в широком диапазоне температур. Его недостатками являются низкая усталостная прочность и устойчивость к пенькам, а также большая вероятность образования трещин под напряжением.

Ударная прочность поликарбоната является одной из лучших среди инженерных пластмасс и всех термопластичных смол, а ее значение аналогично показателю полифторопласта 45%, армированного стекловолокном. Основными факторами, влияющими на ударную прочность поликарбоната, являются молекулярная масса, радиус надреза, температура и добавки.

Дегенерация: Устойчивость поликарбоната к дегенерации довольно высока среди термопластичных инженерных пластиков, даже лучше, чем у нейлона и полиуретана. Изменение размеров и деформация при холодном течении под воздействием воды очень малы. Это является важным признаком его превосходной стабильности размеров.

Каковы преимущества ПК?

Устойчивость к погодным условиям

Материал PC обладает превосходной устойчивостью к атмосферным воздействиям и может сохранять отличные эксплуатационные характеристики в уличных условиях. Он обладает сильной устойчивостью к воздействию ультрафиолетовых лучей, окислителей и других факторов окружающей среды.

Температурная стойкость

Температура стеклования и плавления высокая, а термостойкость высокая. Температура разложения выше 300°C, а температура длительной работы может достигать 120°C. В то же время он обладает хорошей морозостойкостью, а температура хрупкости составляет до -100°C. Диапазон температур длительного использования составляет от -60 до 120°C.

Химическая стойкость

Материал ПК обладает высокой устойчивостью ко многим химическим веществам, включая спирты, кетоны и кислоты. Однако он обладает слабой устойчивостью к некоторым растворителям (например, кетонам).

Высокая прочность и жесткость

Материал PC обладает высокой прочностью и жесткостью, гораздо более высокой, чем обычные пластики, такие как ABS и PVC. Это делает ПК идеальным выбором для изготовления деталей, требующих высокой прочности и ударостойкости.

Хорошая стабильность размеров

ПК обладает лучшей стойкостью к ползучести по сравнению с другими термопластичными инженерными пластиками, такими как PA и POM. У него очень низкий уровень изменения размеров и деформации при холодном течении из-за поглощения воды, а также низкий уровень усадки, поэтому он обладает хорошей стабильностью размеров.

Устойчивость к старению и пламени

Поликарбонат также хорошо противостоит тепловому старению. Если поместить пленку на воздух на длительное время и нагреть ее, она изменится очень незначительно. Однако если поликарбонат долгое время подвергается воздействию солнечного света, кислорода и водяного пара, особенно при высоких температурах, а также содержит определенные примеси, он разрушается.

Поликарбонат легко воспламеняется, имеет светло-желтое пламя и черный дым/индекс всего 25%, который гаснет, когда он находится вдали от источника огня. Как правило, для повышения огнестойкости добавляют галогениды, триоксид, гидроксид магния, фосфорную кислоту и красный фосфор.

Хорошая прозрачность и блеск

Материалы на основе ПК обладают превосходной прозрачностью и блеском, их можно модифицировать для получения различных цветов и поверхностных эффектов. Это делает их идеальным выбором для производства продукции, требующей высокой прозрачности.

Каковы недостатки ПК?

Хотя материалы для ПК имеют множество преимуществ, у них также много недостатков:

Низкая усталостная прочность

Поликарбонатные листы могут выдерживать лишь небольшую нагрузку в течение длительного времени, поэтому они не подходят для применения в системах, требующих постоянного или высокоинтенсивного давления. Низкая усталостная прочность поликарбонатных листов может привести к ухудшению характеристик или выходу из строя при длительном использовании.

Не устойчив к воздействию кислот и щелочей

Поликарбонат не устойчив к кислотам и щелочам, он вступает в химическую реакцию с кислотами и щелочами, вызывая коррозию на поверхности листа. Поэтому использование листов ПК может быть ограничено в средах, требующих контакта с сильными кислотами или сильными щелочами. Следует отметить, что поликарбонат может противостоять слабым кислотам, но не может напрямую контактировать с сильными кислотами.

Плохая износостойкость

В молекулярных цепочках материалов для ПК много свободы, а между цепочками много пространства. На них легко воздействуют внешние силы, они легко царапаются и изнашиваются.

Материалы на основе ПК имеют низкую молекулярную кристалличность и относительно неупорядоченное расположение молекулярных цепочек, что облегчает образование микроскопических ямок на поверхности материалов на основе ПК, снижая их устойчивость к царапинам.

Самосмазываемость материалов из ПК можно повысить, добавив порошкообразный PTFE, а износостойкость - добавив стекловолокно для повышения твердости.

Плохая устойчивость к гидролизу

Поскольку молекулярная цепь содержит -COO (группу), поликарбонат может подвергаться реакции гидролиза с образованием соответствующей кислоты или спирта в присутствии кислоты или щелочи. Поэтому обычный ПК обладает низкой устойчивостью к гидролизу и не может использоваться для изделий, которые многократно подвергаются воздействию пара высокого давления.

Чувствительность к насечкам

Чувствительность к надрезам - это когда изделие трескается по надрезу (выемке, заусенцу) на краю изделия при приложении силы. Изделия из ПК склонны к растрескиванию при наличии надреза, поскольку трудно устранить внутреннее напряжение в изделиях из ПК.

Плохая устойчивость к растрескиванию под напряжением

Но когда внешняя сила заставляет цепочки выстроиться в линию, они не хотят возвращаться в свое первоначальное, беспорядочное состояние. В результате после формовки трудно избавиться от напряжения внутри изделия.

Каковы области применения ПК?

Промышленность строительных материалов

Поликарбонатные листы обладают хорошей светопропускной способностью, ударопрочностью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, стабильностью размеров и хорошими показателями формовки и обработки изделий, благодаря чему они имеют очевидные технические преимущества перед неорганическим стеклом, традиционно используемым в строительстве.

В Китае построено более 20 линий по производству полых поликарбонатных плит для строительных материалов, годовой спрос на поликарбонат составляет около 70 000 тонн, а к 2005 году достигнет 140 000 тонн.

Автомобильная промышленность

Поликарбонат отлично подходит для легковых и грузовых автомобилей, потому что он прочный, хорошо переносит жару, погодные условия и твердый. Из него изготавливают множество различных деталей для легковых и грузовых автомобилей, но в основном это фары, приборные панели, нагреватели, размораживатели и бамперы из поликарбонатных смесей.

По данным развитых стран, доля поликарбоната, используемого в электронной, электротехнической и автомобильной промышленности, составляет от 40% до 50%, в то время как в Китае в этой сфере используется лишь около 10%.

Электроника, электротехника и автомобилестроение являются быстро развивающимися отраслями промышленности Китая, и спрос на поликарбонат в этих областях будет огромным в будущем. В Китае большое общее количество автомобилей и большой спрос, поэтому применение поликарбоната в этой сфере имеет большой потенциал для расширения.

Медицинское оборудование

Поскольку изделия из поликарбоната выдерживают воздействие пара, чистящих средств, нагрева и стерилизацию высокодозным излучением без пожелтения и ухудшения физических характеристик, они широко используются в аппаратах для гемодиализа "искусственная почка" и другом медицинском оборудовании, которое должно работать в прозрачных и интуитивно понятных условиях и подлежит многократной стерилизации.

Например, из них изготавливают шприцы высокого давления, хирургические маски, одноразовые стоматологические приборы, сепараторы крови и так далее.

Аэрокосмическая промышленность

С быстрым развитием авиации и аэрокосмических технологий требования к различным компонентам самолетов и космических аппаратов постоянно растут, что привело к расширению применения ПК в этой области.

По статистике, только в одном самолете Boeing используется 2500 поликарбонатных деталей, а на один самолет уходит около 2 тонн поликарбоната. На космических кораблях используются сотни поликарбонатных деталей различной конфигурации, армированных стекловолокном, и защитное снаряжение космонавтов.

Упаковка

Новая точка роста в области упаковки - различные типы бутылок для хранения воды, которые можно многократно дезинфицировать и использовать.

Поскольку поликарбонатные изделия обладают такими преимуществами, как малый вес, хорошая ударопрочность и прозрачность, а также отсутствие деформации и прозрачности при мытье горячей водой и агрессивными растворами, бутылки из ПК полностью заменили стеклянные бутылки в некоторых областях.

По прогнозам, поскольку люди уделяют все больше внимания качеству питьевой воды, темпы роста производства поликарбоната в этой области будут оставаться выше 10%, и ожидается, что к 2005 году они достигнут 60,000 тонн.

Кроме того, при производстве высококачественных пластмассовых игрушек мы используем пластик литьё под давлением Техника и смолы для литья под давлением обеспечивают точность и долговечность конечного продукта.

Электронная промышленность

Поликарбонат - отличный изоляционный материал, поскольку он обладает хорошей и стабильной электроизоляцией в широком диапазоне температур и влажности. Он также обладает хорошей огнестойкостью и стабильностью размеров, что делает его полезным во многих различных электронных и электрических приложениях.

Поликарбонатная смола в основном используется для изготовления всех видов оборудования для пищевой промышленности, корпусов электроинструментов, корпусов, кронштейнов, ящиков морозильных камер холодильников и деталей пылесосов. Кроме того, для компьютеров, видеомагнитофонов и цветных телевизоров, требующих высокой точности деталей, поликарбонатные материалы также очень ценны.

Оптическая линза

Поликарбонат очень важен в этой области, поскольку обладает высокой светопропускной способностью, высоким коэффициентом преломления, высокой ударопрочностью, стабильностью размеров, а также легко обрабатывается и формуется. Оптические линзы из поликарбоната оптического класса могут использоваться в камерах, микроскопах, телескопах и оптических испытательных приборах.

Они также могут использоваться в объективах кинопроекторов, копировальных аппаратов, инфракрасных проекторов с автоматической фокусировкой, лазерных принтеров, всевозможных призм, многогранных отражателей и другого офисного оборудования и бытовой техники. У них действительно широкий спектр применения.

Другой важной областью применения поликарбоната в оптических линзах является использование его в качестве материала для линз детских очков, солнцезащитных очков, защитных очков и очков для взрослых. Среднегодовой темп роста потребления поликарбоната в мировой индустрии очков остается выше 20%, что свидетельствует о высокой жизнеспособности рынка.

Промышленность по производству оптических дисков

С развитием информационной индустрии оптические диски, изготовленные из поликарбоната оптического класса, стремительно развиваются как новое поколение носителей аудио- и видеоинформации. Поликарбонат стал основным сырьем для мировой индустрии производства оптических дисков благодаря своим отличным эксплуатационным характеристикам.

Объем поликарбоната, потребляемого мировой индустрией производства оптических дисков, превысил 20% от общего объема потребления поликарбоната, а среднегодовые темпы роста превышают 10%.

Производство оптических дисков в Китае стремительно растет. Согласно данным, опубликованным Государственным управлением печати и публикации, в 2002 году в стране насчитывалось 748 линий по производству оптических дисков, с годовым потреблением около 80 000 тонн поликарбоната оптического класса, все из которых были импортированы.Таким образом, перспективы применения поликарбоната в области производства оптических дисков чрезвычайно широки.

Пищевая промышленность и производство напитков

PC (поликарбонат) широко используется в пищевой промышленности и производстве напитков, высокая температура плавления, контейнеры против столкновений, японская упаковка, бутылки для воды и японские пищевые контейнеры. Выбор практической прозрачности и долговечности делает его безопасным и практичным.

Резюме

Среди пластиковых смол для производства различных изделий обычно используются акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) и полиэтилен высокой плотности (HDPE), а поликарбонат (PC) отличается большей прозрачностью и термостойкостью.

ПК - это высокоэффективный термопласт, обладающий отличной механической прочностью, термостойкостью, прозрачностью и электроизоляцией. Он широко используется в строительстве, автомобилях, медицинских приборах, аэрокосмической промышленности, упаковке, электронике, оптических линзах и т. д.

Хотя он обладает превосходной ударной прочностью и стабильностью размеров, ему также присущи некоторые недостатки, такие как низкая усталостная прочность, плохая устойчивость к кислотам и щелочам, а также низкая износостойкость. Однако ПК универсален и легко адаптируется, удовлетворяя разнообразные потребности современной промышленности в материалах.