Giriş: Polikarbonat, bir dizi avantajı bir araya getirerek daha kullanışlı malzemeler üreten bir polimerdir. enjeksiyon kalıplama süreci modern toplumla uyumludur. Polikarbonat malzemeler inşaat, araba, tıp, altyapı, gemi, havacılık ve uzay gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Birçok geleneksel malzemeyi geride bırakıyor ve gerçekten popüler yeni bir malzeme haline geliyor. Bu makale size enjeksiyon kalıplama için polikarbonat plastik reçineler hakkında bilmeniz gereken her şeyi anlatacaktır.

Polikarbonat nedir?

PC, kimyasal yapısında karbonat grupları bulunan bir plastik türüdür.

Polikarbonat reçineler mukavemet, ısı direnci ve tokluk gerektiren uygulamalarda kullanılır ve çeşitli şeffaf ve opak renklerde mevcuttur. Bu reçineler genellikle enjeksiyon kalıplama veya ısıyla şekillendirme yoluyla bitmiş ürünlere dönüştürülür.

Polikarbonatlar elektriği yalıttıkları, ısıya direnç gösterdikleri ve alevleri durdurdukları için elektronik ürünlerde kullanılır. Ayrıca inşaat, ulaşım, havacılık ve otomobillerde de kullanılırlar. Örneğin, kolay kırılmadıkları ve pürüzsüz oldukları için araba far kapakları için harikadırlar.

PC Türleri Nelerdir?

Ester Yapısına Göre Sınıflandırma

Polietilen karbonat, politrimetilen karbonat ve bunların kopolimerleri gibi alifatik polikarbonatlar düşük erime noktalarına ve camsı geçiş sıcaklıklarına, zayıf mukavemete sahiptir ve yapısal malzeme olarak kullanılamazlar.

Bununla birlikte, biyouyumlulukları ve biyobozunurlukları nedeniyle, sürekli salınımlı ilaç taşıyıcılarında, cerrahi sütürlerde, kemik destek malzemelerinde ve diğer uygulamalarda kullanılabilirler.

Aromatik polikarbonat: Aromatik polikarbonat en iyi polikarbonat türüdür ve en önemli polikarbonat türüdür.

Alifatik-aromatik polikarbonat: Alifatik ve aromatik polikarbonatın bir kombinasyonudur, ancak mühendislik plastiklerinde çok fazla kullanılmaz.

Performans ve Kullanıma Göre Sınıflandırma

Polikarbonat film ve levha, kullanıldığı ana formlardan biridir. Farklı performans ve kullanımlara göre birden fazla türe ayrılabilir:

Şeffaf PC filmi: Yüksek şeffaflık, yüksek mukavemet, yüksek ısı direnci ve yüksek hava direnci avantajlarına sahiptir. Esas olarak optik lenslerde, ekran panellerinde, düz panel TV ekranlarında, cep telefonu ekranlarında ve diğer alanlarda kullanılır.

Buzlu PC filmi: Çoğunlukla paneller, etiketler, isim levhaları, gösterge panoları, kalıp içi dekoratif paneller vb. gibi aşınmaya dayanıklı ve yumuşak ışıklı durumlarda kullanılır, bu da nesnelerin yüzeyindeki vurguları etkili bir şekilde azaltabilir ve net baskı efektlerine sahip olabilir.

Baskı sınıfı PC filmi: İyi baskı yapar ve düzdür. Elektronik etiketler, membran anahtarlar, paneller ve diğer şeyler için kullanılır.

Alev geciktirici PC filmi: Alev almama konusunda harikadır. Güç sistemlerinde, disk sürücülerinde, klavyelerde, TV'lerde, monitörlerde, bilgisayar anakartlarında ve diğer şeylerde yalıtım için kullanılır.

Optik sınıf PC filmi: İyi optik saflığa, ışık iletim performansına ve sararma direncine sahiptir ve özellikle ekran görüntüsü ve optik lens alanları için uygundur.

Fonksiyonel PC filmi: Anti-statik, UV koruması, sertleştirme, antibakteriyel, gizlilik koruması vb. gibi çeşitli özel işlevlere sahiptir ve inşaat, otomobil, tıbbi ekipman ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Diğer Türler

Yukarıdaki sınıflandırmanın yanı sıra, polikarbonat aşağıdaki gibi diğer standartlara göre de sınıflandırılabilir enjeksiyon kalıplama Farklı üretim süreçleriyle PC sınıfı, ekstrüzyon sınıfı PC, vb.; Farklı takviye malzemeleriyle PC/ABS alaşımı, PC/cam elyaf takviyeli malzemeler, vb.

PC'nin Özellikleri Nelerdir?

Termal Özellikler

Polikarbonat, genel mühendislik plastikleri arasında ısıya dayanıklı iyi bir plastiktir. Ayrışma sıcaklığı 300°C'nin üzerindedir ve uzun süreli çalışma sıcaklığı 120°C'ye ulaşabilir. Aynı zamanda iyi bir soğuk direncine sahiptir. Kırılgan sıcaklığı -100°C kadar düşüktür. Uzun süreli kullanım sıcaklık aralığı 60~120°C'dir.

Elektriksel Özellikler

Polikarbonat küçük bir moleküler polariteye, yüksek bir cam geçiş sıcaklığına ve düşük su emilimine sahiptir, bu nedenle her zaman mükemmel elektrik yalıtım özelliklerine sahip olduğu düşünülen PET'e yakın veya eşdeğer olan mükemmel elektrik yalıtım özelliklerine sahiptir.

Polikarbonatın elektrik yalıtımı sıcaklık, nem, elektrik alan frekansı ve ürün kalınlığı ile yakından ilişkilidir.

Kimyasal Özellikler

Polikarbonat (PC) bir karbonik asit polyesteridir. Karbonik asidin kendisi kararlı değildir, ancak türevleri (fosgen, üre, karbonatlar, karbonatlar gibi) bir miktar kararlılığa sahiptir.

Fiziksel Özellikler

Yoğunluk: 1,18-1,22 g/cm3

Doğrusal genleşme oranı: 3,8×10-5 cm/°C

Isı deformasyon sıcaklığı: 135°C

Düşük sıcaklık -45°C, polikarbonat renksiz ve şeffaf, ısıya dayanıklı, darbeye dayanıklı, alev geciktirici BI sınıfıdır ve normal kullanım sıcaklığı içinde iyi mekanik özelliklere sahiptir.

Akış Özellikleri

Moleküler zincirlerin kayması zordur, eriyik viskozitesi yüksektir, akışkanlık zayıftır ve enjeksiyon kalıplama işlenebilirliği zayıftır. Polikarbonatın eriyik viskozitesi, bağıl moleküler kütlenin artmasıyla artar. Kalıplama sırasında, sıcaklığı ayarlayarak akış durumunu iyileştirmek, kesme oranını değiştirmekten genellikle daha etkilidir.

Optik Özellikler

Polikarbonat kristal olmayan bir malzemedir. Saf polikarbonat renksizdir ve iyi ışık geçirgenliği ile şeffaftır. Bununla birlikte, yüzey sertliği zayıftır, aşınma direnci zayıftır ve yüzeyinin tüylü hale gelmesi kolaydır, bu da ışık indükleme özelliklerini etkiler.

Mekanik Özellikler

Polikarbonat, özellikle darbe dayanımı ve boyutsal kararlılığı olmak üzere mükemmel mekanik ve elektriksel özelliklere sahiptir. Geniş bir sıcaklık aralığında yüksek mekanik mukavemeti koruyabilir. Dezavantajları zayıf yorulma direnci ve kenevir direncidir ve stres çatlaması üretme olasılığı daha yüksektir.

Polikarbonatın darbe dayanımı, genel mühendislik plastikleri ve tüm termoplastik reçineler arasında en iyilerden biridir ve değeri 45% cam elyaf takviyeli poli FET ile benzerdir. Polikarbonatın darbe dayanımını etkileyen ana faktörler moleküler ağırlık, çentik yarıçapı, sıcaklık ve katkı maddeleridir.

Dejenerasyon: Polikarbonatın dejenerasyona karşı direnci termoplastik mühendislik plastikleri arasında oldukça iyidir, naylon ve poliüretandan bile daha iyidir. Suyun neden olduğu boyutsal değişim ve soğuk akış deformasyonu çok küçüktür. Bu, mükemmel boyutsal kararlılığının önemli bir işaretidir.

PC'nin Avantajları Nelerdir?

Hava Koşullarına Dayanıklılık

PC malzemesi mükemmel hava direncine sahiptir ve dış mekan koşullarında mükemmel performansı koruyabilir. UV ışınlarına, oksidanlara ve diğer çevresel faktörlere karşı güçlü bir dirence sahiptir.

Sıcaklık Dayanımı

Cam geçiş sıcaklığı ve erime sıcaklığı yüksektir ve sıcaklık direnci yüksektir. Ayrışma sıcaklığı 300°C'nin üzerindedir ve uzun süreli çalışma sıcaklığı 120°C kadar yüksek olabilir. Aynı zamanda, iyi bir soğuk direncine sahiptir ve kırılganlık sıcaklığı -100°C kadar düşüktür. Uzun süreli kullanım sıcaklık aralığı -60 ila 120°C'dir.

Kimyasal Direnç

PC malzemesi alkoller, ketonlar ve asitler dahil olmak üzere birçok kimyasala karşı yüksek dirence sahiptir. Bununla birlikte, bazı çözücülere (ketonlar gibi) karşı zayıf direnci vardır.

Yüksek Mukavemet ve Sertlik

PC malzemesi, ABS ve PVC gibi sıradan plastiklerden çok daha yüksek mukavemet ve sertliğe sahiptir. Bu, PC'yi yüksek dayanıklılık ve darbe direnci gerektiren parçaların yapımı için ideal bir seçim haline getirir.

İyi Boyutsal Kararlılık

PC, PA ve POM gibi diğer termoplastik mühendislik plastiklerine kıyasla daha iyi sürünme direncine sahiptir. Su emilimine bağlı olarak çok düşük boyutsal değişim ve soğuk akış deformasyonuna sahiptir ve düşük büzülme oranına sahiptir, bu nedenle iyi boyutsal stabiliteye sahiptir.

Yaşlanma Direnci ve Alev Dayanımı

Polikarbonat ısı yaşlanmasına karşı da iyidir. Filmi uzun süre havaya koyar ve ısıtırsanız, çok az değişecektir. Ancak polikarbonat özellikle yüksek sıcaklıklarda uzun süre güneş ışığına, oksijene ve su buharına maruz kalırsa ve bazı safsızlıklar içerirse bozulur.

Polikarbonat yanıcıdır, açık sarı alev ve sadece 25%'lik siyah duman/indekse sahiptir, bu da yangın kaynağından uzaklaştığında sönecektir. Alev geciktiriciliği artırmak için genellikle halojenürler, trioksit, magnezyum hidroksit, fosforik asit ve kırmızı fosfor eklenir.

İyi Şeffaflık ve Parlaklık

PC malzemeleri mükemmel şeffaflık ve parlaklığa sahiptir ve farklı renkler ve yüzey efektleri elde etmek için modifiye edilebilir. Bu da onu yüksek şeffaflık gerektiren ürünlerin üretimi için ideal bir seçim haline getirir.

PC'nin Dezavantajları Nelerdir?

PC malzemelerinin birçok avantajı olmasına rağmen, birçok dezavantajı da vardır:

Düşük Yorulma Dayanımı

Polikarbonat levhalar uzun süre sadece küçük bir yük taşıyabilir, bu nedenle sürekli veya yüksek yoğunluklu basınç gerektiren uygulamalar için uygun değildir. Polikarbonat levhaların düşük yorulma mukavemeti, uzun süreli kullanım sırasında performansın düşmesine veya arızalanmasına neden olabilir.

Asit ve Alkaliye Dayanıklı Değil

Polikarbonat asitlere ve alkalilere karşı dayanıklı değildir ve asitler ve alkalilerle kimyasal reaksiyona girerek levha yüzeyinde korozyona neden olur. Bu nedenle, PC levhaların kullanımı güçlü asitler veya güçlü alkalilerle temas gerektiren ortamlarda sınırlı olabilir. Polikarbonatın zayıf asitlere direnç gösterebileceği, ancak güçlü asitlerle doğrudan temas edemeyeceği unutulmamalıdır.

Zayıf Aşınma Direnci

PC malzemeleri moleküler zincirlerinde çok fazla serbestliğe sahiptir ve zincirler arasında çok fazla boşluk vardır. Dış kuvvetlerden kolayca etkilenirler ve kolayca çizilip aşınırlar.

PC malzemeleri düşük moleküler kristalliğe ve nispeten düzensiz bir moleküler zincir düzenlemesine sahiptir, bu da PC malzemelerinin yüzeyinde mikroskobik çukurların oluşmasını kolaylaştırarak çizilme dirençlerini azaltır.

PC malzemeleri, toz PTFE eklenerek kendi kendini yağlama özelliğini geliştirebilir ve sertliği artırmak için cam elyafı eklenerek aşınma direnci artırılabilir.

Zayıf Hidroliz Direnci

Moleküler zincir -COO (grubu) içerdiğinden, polikarbonat asit veya alkali varlığında karşılık gelen asit veya alkol üretmek için hidroliz reaksiyonuna girebilir. Bu nedenle, geleneksel PC düşük hidroliz stabilitesine sahiptir ve tekrar tekrar yüksek basınçlı buhara maruz kalan ürünler için kullanılamaz.

Çentiklere Duyarlı

Çentik hassasiyeti, bir ürünün kuvvet uygulandığında ürünün kenarındaki bir çentik (çökme, çapak) boyunca çatlamasıdır. PC ürünleri bir çentik olduğunda çatlamaya eğilimlidir çünkü PC ürünlerinin iç gerilimini ortadan kaldırmak zordur.

Zayıf Stres Çatlama Direnci

Ancak bir dış güç zincirleri aynı hizaya getirdiğinde, zincirler orijinal, rastgele hallerine geri dönmek istemezler. Bu da ürünün kalıplandıktan sonra içindeki stresten kurtulmasını zorlaştırır.

PC Uygulamaları Nelerdir?

Yapı Malzemeleri Sektörü

Polikarbonat levhaların iyi ışık geçirgenliği, darbe direnci, ultraviyole radyasyona karşı direnci ve ürünlerinin boyutsal kararlılığı ve iyi kalıplama ve işleme performansı, inşaat sektöründe geleneksel olarak kullanılan inorganik cama göre belirgin teknik performans avantajlarına sahip olmalarını sağlar.

Çin, 2005 yılına kadar 140.000 tona ulaşacak olan yıllık yaklaşık 70.000 ton polikarbonat talebi ile yapı malzemeleri için 20'den fazla polikarbonat içi boş levha üretim hattı inşa etmiştir.

Otomobil İmalat Sanayi

Polikarbonat otomobiller ve kamyonlar için harikadır çünkü serttir, ısıyı kaldırabilir, hava koşullarına dayanabilir ve serttir. Otomobiller ve kamyonlar için birçok farklı parça yapımında kullanılır, ancak çoğunlukla polikarbonat karışımlarından yapılan ışıklar, gösterge panelleri, ısıtıcı plakaları, buz çözücüler ve tamponlar için kullanılır.

Gelişmiş ülkelerin verilerine dayanarak, elektronik, elektrik ve otomotiv imalat sanayilerinde kullanılan polikarbonat oranı 40% ila 50% iken, Çin'in bu alandaki kullanımı sadece 10% civarındadır.

Elektronik, elektrik ve otomotiv imalat endüstrileri Çin'in hızla gelişen temel endüstrileridir ve bu alanlarda polikarbonata olan talep gelecekte çok büyük olacaktır. Çin'de çok sayıda otomobil ve büyük bir talep var, bu nedenle bu alanda polikarbonat uygulaması genişleme için büyük bir potansiyele sahip.

Tıbbi Ekipman

Polikarbonat ürünler buhar, temizlik maddeleri, ısıtma ve yüksek doz radyasyon sterilizasyonuna sararma ve fiziksel performans düşüşü olmadan dayanabildiğinden, yapay böbrek hemodiyaliz ekipmanlarında ve şeffaf ve sezgisel koşullar altında çalıştırılması gereken ve tekrar tekrar sterilize edilmesi gereken diğer tıbbi ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Örneğin, yüksek basınçlı şırıngalar, cerrahi maskeler, tek kullanımlık dişçilik aletleri, kan ayırıcılar vb. yapımında kullanılırlar.

Havacılık ve Uzay

Havacılık ve uzay teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, uçak ve uzay araçlarındaki çeşitli bileşenlere yönelik gereksinimler sürekli olarak artmakta, bu da bu alanda PC uygulamalarının artmasına neden olmaktadır.

İstatistiklere göre, sadece bir Boeing uçağında 2.500 polikarbonat parça kullanılıyor ve tek bir uçakta yaklaşık 2 ton polikarbonat tüketiliyor. Uzay araçlarında ise farklı konfigürasyonlara sahip ve cam elyafı ile güçlendirilmiş yüzlerce polikarbonat parça ve astronotların koruyucu ekipmanları kullanılmaktadır.

Paketleme

Ambalaj alanında yeni bir büyüme noktası, tekrar tekrar dezenfekte edilebilen ve kullanılabilen çeşitli su saklama şişeleridir.

Polikarbonat ürünler hafiflik, iyi darbe direnci ve şeffaflık avantajlarına sahip olduğundan ve sıcak su ve aşındırıcı çözeltilerle yıkandığında deformasyon ve şeffaflık olmadığından, PC şişeleri bazı alanlarda tamamen cam şişelerin yerini almıştır.

İnsanlar içme suyunun kalitesine daha fazla önem verdikçe, bu alandaki polikarbonat büyüme oranının 10%'nin üzerinde kalacağı ve 2005 yılına kadar 60.000 tona ulaşacağı tahmin edilmektedir.

Ayrıca, yüksek kaliteli plastik oyuncaklar üretirken plastik kullanıyoruz enjeksiyon kalıplama tekniği ve plastik enjeksiyon kalıplama reçineleri ile nihai ürünün hassasiyetini ve dayanıklılığını sağlar.

Elektronik Endüstrisi

Polikarbonat harika bir yalıtım malzemesidir çünkü geniş bir sıcaklık ve nem aralığında iyi ve tutarlı bir elektrik yalıtımına sahiptir. Aynı zamanda iyi bir alev geciktiriciliğe ve boyutsal kararlılığa sahiptir, bu da onu birçok farklı elektronik ve elektrik uygulamasında kullanışlı kılar.

Polikarbonat reçine esas olarak her türlü gıda işleme makinesi, elektrikli alet kabukları, gövdeler, braketler, buzdolabı dondurucu çekmeceleri ve elektrikli süpürge parçaları yapmak için kullanılır. Ayrıca, yüksek hassasiyetli parçalar gerektiren bilgisayarlar, video kaydediciler ve renkli TV'ler için de polikarbonat malzemeler çok değerlidir.

Optik lens

Polikarbonat bu alanda çok önemlidir çünkü yüksek ışık geçirgenliğine, yüksek kırılma indisine, yüksek darbe direncine, boyutsal kararlılığa sahiptir ve işlenmesi ve kalıplanması kolaydır. Optik sınıf polikarbonattan yapılan optik lensler kameralarda, mikroskoplarda, teleskoplarda ve optik test cihazlarında kullanılabilir.

Ayrıca film projektör lenslerinde, fotokopi lenslerinde, kızılötesi otomatik odak projektör lenslerinde, lazer ışınlı yazıcı lenslerinde ve her türlü prizma, çok yönlü reflektör ve diğer ofis ekipmanı ve ev aletlerinde de kullanılabilirler. Gerçekten geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir.

Polikarbonatın optik lenslerdeki bir diğer önemli uygulama alanı da çocuk gözlükleri, güneş gözlükleri, güvenlik gözlükleri ve yetişkin gözlükleri için lens malzemesidir. Dünya gözlük endüstrisinde polikarbonat tüketiminin yıllık ortalama büyüme oranı 20%'nin üzerinde kalarak büyük bir pazar canlılığı göstermiştir.

Optik Disk Üretim Endüstrisi

Bilgi endüstrisinin yükselişiyle birlikte, optik sınıf polikarbonattan yapılmış optik diskler, yeni nesil ses ve video bilgi depolama ortamı olarak hızla gelişmektedir. Polikarbonat, mükemmel performans özellikleri nedeniyle dünya optik disk üretim endüstrisinin ana hammaddesi haline gelmiştir.

Dünya optik disk üretim endüstrisi tarafından tüketilen polikarbonat miktarı, toplam polikarbonat tüketiminin 20%'sini aşmıştır ve yıllık ortalama büyüme oranı 10%'yi aşmaktadır.

Çin'in optik disk üretimi hızla artmıştır. Devlet Basın ve Yayın İdaresi tarafından açıklanan rakamlara göre, 2002 yılında ülkede 748 optik disk üretim hattı vardı ve yıllık yaklaşık 80.000 ton optik sınıf polikarbonat tüketiliyordu ve bunların tamamı ithal ediliyordu.

Yiyecek ve İçecek Sektörü

PC (Polikarbonat), yiyecek ve içecek endüstrisinde, yüksek erime noktalı, çarpışma önleyici kaplarda, Japon ambalajlarında, su şişelerinde ve Japon gıda kaplarında yaygın olarak kullanılır. Pratik şeffaflık ve dayanıklılık seçimi onu güvenli ve pratik hale getirir.

Özet

Plastik reçineler arasında akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) çeşitli ürünlerin üretiminde yaygın olarak kullanılırken, polikarbonat (PC) daha fazla şeffaflık ve ısı direnci sunar.

PC, mükemmel mekanik mukavemete, ısı direncine, şeffaflığa ve elektrik yalıtımına sahip yüksek performanslı bir termoplastiktir. İnşaat, otomobil, tıbbi cihazlar, havacılık, ambalajlama, elektronik, optik lensler ve daha birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mükemmel darbe dayanımı ve boyutsal kararlılığa sahip olmasına rağmen, düşük yorulma dayanımı, zayıf asit ve alkali direnci ve zayıf aşınma direnci gibi bazı dezavantajları da vardır. Bununla birlikte, PC çok yönlü ve uyarlanabilirdir, modern endüstrinin çeşitli malzeme ihtiyaçlarını karşılar.