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  橙子雞涌 2014-11-24 00:00:00

  聚碳酸酯（PC）是一種無(wú)色透明的工程塑料，具有極高的沖擊強(qiáng)度，寬廣的使用溫度范圍，良好的抗蠕變性、電絕緣性和尺寸穩(wěn)定性；缺點(diǎn)是對(duì)缺口敏感、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性差，成型帶金屬嵌件的制品較困難。 聚碳酸酯，英文名Polycarbonate， 簡(jiǎn)稱PC。PC是一種無(wú)定型、無(wú)臭、無(wú)毒、高度透明的無(wú)色或微黃色熱塑性工程塑料，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，尤其是耐沖擊性優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度高；蠕變性小，尺寸穩(wěn)定；具有良好的耐熱性和耐低溫性，在較寬的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的力學(xué)性能，尺寸穩(wěn)定性，電性能和阻燃性，可在 -60~120℃下長(zhǎng)期使用；無(wú)明顯熔點(diǎn)，在 220-230℃呈熔融狀態(tài)；由于分子鏈剛性大，樹(shù)脂熔體粘度大；吸水率小，收縮率小，尺寸精度高，尺寸穩(wěn)定性好，薄膜透氣性??；屬自熄性材料；對(duì)光穩(wěn)定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐強(qiáng)堿、氧化性酸及胺、酮類，溶于氯化烴類和芳香族溶劑，長(zhǎng)期在水中易引起水解和開(kāi)裂，缺點(diǎn)是因抗疲勞強(qiáng)度差，容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂，抗溶劑性差，耐磨性欠佳。 物化性能 PC塑料的工藝特點(diǎn)如下： ①屬無(wú)定型塑料，Tg為149～150℃；Tf為215～225℃；成型溫度為250～310℃；相對(duì)平均分子質(zhì)量為2～4萬(wàn)。 ②熱穩(wěn)定性較好，并隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而提高。 ③流變特性接近牛頓液體，表觀粘度受溫度的影響較大，受剪切速率的影響較小，隨相對(duì)平均分子質(zhì)量的增大而增大。無(wú)明顯的熔點(diǎn)，熔體粘度較高。PC分子鏈中有苯環(huán)，所以，分子鏈的剛性大。 ④PC的抗蠕變性好，尺寸穩(wěn)定性好；但內(nèi)應(yīng)力不易消除。 ⑤PC高溫下遇水易降解，成型時(shí)要求水分含量在0.02％以下。 ⑥制品易開(kāi)裂。 在成型前，PC樹(shù)脂必須進(jìn)行充分干燥。干燥方法可采用沸騰床干燥(溫度120～130℃，時(shí)間1～2h)、真空干燥(溫度110℃，真空度96kPa以上、時(shí)間10～25h)、熱風(fēng)循環(huán)干燥(溫度120～130℃，時(shí)間6h以上)。為防止干燥后的樹(shù)脂重新吸濕，應(yīng)將其置于90℃的保溫箱內(nèi)，隨用隨取，不宜久存。成型時(shí)料斗必須是密閉的，料斗中應(yīng)設(shè)有加熱裝置，溫度不低于100℃、對(duì)無(wú)保溫裝置的料斗，一次加料量Z好少于半小時(shí)的用量，并要加蓋蓋嚴(yán)。 判斷干燥效果的快速檢驗(yàn)法，是在注塑機(jī)上采用“對(duì)空注射”。如果從噴嘴緩慢流出的物料是均勻透明、光亮無(wú)銀絲和氣泡的細(xì)條時(shí)，則為合格。此法對(duì)一般塑料均適用。 PC的熔體粘度比PA、PS、PE等大得多，流動(dòng)性較差。熔體的流動(dòng)特性接近于牛頓流體，熔體粘度受剪切速率影響較小，而對(duì)溫度的變化十分敏感，因此，成型時(shí)只要調(diào)節(jié)加工溫度，就能有效地控制PC的表現(xiàn)粘度。 成型溫度的選擇與樹(shù)脂的相對(duì)平均分子質(zhì)量及其分布、制品的形狀與尺寸、注塑機(jī)的類型等有關(guān)，一般控制在250～310℃范圍內(nèi)。注塑用料，宜選用相對(duì)平均分子質(zhì)量稍低的樹(shù)脂，MFR為5～7g/10min；對(duì)形狀復(fù)雜或薄壁制品。成型溫度應(yīng)偏高，為285～305℃；而厚壁制品，成型溫度稍低，為250～280℃。不同的注塑機(jī)，成型溫度也不一樣。螺桿式為260～285℃，柱塞式為270～310℃。料筒溫度的設(shè)定是用前高后低的方式，靠近料斗一端的后料筒溫度要控制在PC的軟化溫度以上，即大于230℃，以減少物料阻力和注射壓力損失。盡管提高成型溫度有利熔體充模。但不能超過(guò)230℃，否則，PC會(huì)發(fā)生降解，使制品顏色變深，表面出現(xiàn)銀絲、暗條、黑點(diǎn)、氣泡等缺陷，同時(shí)，物理力學(xué)性能也會(huì)顯著下降。 噴嘴溫度為260～310℃，兩種類型的注塑機(jī)噴嘴的溫度控制有所不同。 模具溫度對(duì)制品的力學(xué)性能影響很大。隨著模溫的提高．料溫與模溫間的溫差變小，剪切應(yīng)力降低，熔體可在模腔內(nèi)緩慢冷卻，分子鏈得以松弛，取向程度減小，從而減少了制品的內(nèi)應(yīng)力，但制品的沖擊強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率顯著下降，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)制品脫模困難。脫模時(shí)易變形，并延長(zhǎng)了成型周期，降低生產(chǎn)效率；而模溫較低，又會(huì)使制品的內(nèi)應(yīng)力增加。因此，必須控制好模溫。通常，PC的模溫為80～120℃。普通制品控制在80～100℃，而對(duì)于形狀復(fù)雜、薄壁及要求較高的制品，則控制在100～120℃，不允許超過(guò)其熱變形溫度。 成型PC厚壁制品時(shí)，模具溫度的控制顯得特別重要。例如，在成型簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)樣條(厚度為10mm)時(shí)，如果模具不進(jìn)行控制溫度，則成型的樣條內(nèi)部縮孔很多，也很大。此時(shí)，模具如果沒(méi)有設(shè)置加熱裝置，則可采用簡(jiǎn)易的方法將模具主流道加熱。該簡(jiǎn)易的方法就是在一根鐵絲上系上棉花球，蘸上工業(yè)酒精，加熱主流道，這樣，雖不能消除縮孔，但縮孔的數(shù)量大為減少。程度大為減輕。當(dāng)然．這是一種沒(méi)有辦法的辦法，是一種土辦法，不推薦使用。因?yàn)檫@樣，容易使模具主流道變形和氧化。 盡管注塑時(shí)注射壓力對(duì)熔體強(qiáng)度和流動(dòng)性影響較小，但由于PC熔體粘度高、流動(dòng)性較差，因此，注射壓力不能太低，一般控制在80～120MPa，采用柱塞式注塑機(jī)時(shí)，注射壓力應(yīng)為100～150MPa；而對(duì)于薄壁長(zhǎng)流距、形狀復(fù)雜、澆口尺寸較小的制品，為使熔體順利、及時(shí)充模，注射壓力要適當(dāng)提高至120～150MPa。PC注塑工藝控制的總的原則是：高料溫，低壓力。 保壓壓力大小和保壓時(shí)間長(zhǎng)短直接影響制品的質(zhì)量。保壓壓力過(guò)小，則補(bǔ)縮作用小，制品內(nèi)部會(huì)因收縮而形成氣泡，制品表面也會(huì)出現(xiàn)凹痕；保壓壓力過(guò)大。在澆口周圍易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。保壓時(shí)間長(zhǎng)，制品尺寸精度高、收縮率低、表面質(zhì)量良好，但增加了制品中的內(nèi)應(yīng)力，延長(zhǎng)了成型周期。保壓壓力為80～100 MPa。如前所述方法——用火加熱主流道，延長(zhǎng)澆口中熔體的凝固時(shí)間，以增加補(bǔ)縮作用。PC注射成型時(shí)，可提高背壓壓力。 注射速率對(duì)制品的性能影響不大。但從成型角度考慮，注射速率不宜太慢，否則進(jìn)入模腔內(nèi)的熔體易冷凝而導(dǎo)致充模不足，即使充滿了，制品表面包易出現(xiàn)波紋、料流痕等缺陷；注射速率也不宜太快，以防裹入空氣和出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。生產(chǎn)中，一般采用中速或慢速，Z好采用多級(jí)注塑。注塑時(shí)，速度沒(méi)定為慢→快→慢，這樣可大大提高制品質(zhì)量。 螺桿轉(zhuǎn)速不可太高，一般為30～60 r/min。嵌件需預(yù)熱到200℃，至少也要有120℃，一般為110～130℃。再生料的再生次數(shù)不超過(guò)3次，用量為20％左右。 PC是透明性塑料，成型時(shí)一般不推薦使用脫模劑，以免影響制品透明度。對(duì)脫模確有困難的制品，可使用硬脂酸或硅油類物質(zhì)作脫模劑，但用量要嚴(yán)格控制。 PC制品中應(yīng)盡量避免使用金屬嵌件。若確需使用金屬嵌件時(shí)，則必須先把金屬嵌件預(yù)熱至200℃左右后，再置人模腔中進(jìn)行注塑，這樣可避免因膨脹系數(shù)的懸殊差別，在冷卻時(shí)發(fā)生收縮不一致而嚴(yán)生較大的內(nèi)應(yīng)力，使制品開(kāi)裂。 減小內(nèi)應(yīng)力的方法，除了在制品造型設(shè)計(jì)時(shí)避免缺口、銳角、厚薄懸殊以及采用正確的成型工藝參數(shù)等外，Z好是對(duì)制品進(jìn)行熱處理，熱處理溫度控制在125～135℃(樹(shù)脂Tg以下10～20℃)，處理時(shí)間為2h左右，制品越厚處理時(shí)間越長(zhǎng)。一般壁厚小于5mm的制品，時(shí)間為8h；大于20mm的制品、時(shí)間為24h。 制品的內(nèi)應(yīng)力大小可通過(guò)偏振光檢驗(yàn)法和溶劑浸漬法。偏振光檢驗(yàn)法適用各種透明制品，它是利用PC的透明性，把制品置于偏振光鏡片之間，從鏡上觀察制品表面彩色光帶面積，以彩色光帶面積的大小來(lái)確定制品內(nèi)應(yīng)力大小，如果觀察到的彩包光帶面積大，說(shuō)明制品內(nèi)應(yīng)力大；溶劑浸漬法是工廠中普遍采用的一種檢測(cè)手段，該法是將PC制品浸入某些溶劑(如苯、四氯化碳、環(huán)己烷、乙醇、甲醇等)之中，以制品發(fā)生開(kāi)裂破壞所需的時(shí)間，來(lái)判斷應(yīng)力的大小，時(shí)間越長(zhǎng)則應(yīng)力越小。如果浸漬5～15 s就開(kāi)裂，說(shuō)明內(nèi)應(yīng)力很大；如果浸漬1～2min不出現(xiàn)裂紋，說(shuō)明內(nèi)應(yīng)力很小，這種制品在使用過(guò)程一般不會(huì)開(kāi)裂。 注塑工藝 干燥處理：PC材料具有吸濕性，加工前的干燥很重要。建議干燥條件為100C到200C，3~4小時(shí)。加工前的濕度必須小于0.02%。 熔化溫度：260~340C。 模具溫度：70~120C。 注射壓力：盡可能地使用高注射壓力。 注射速度：對(duì)于較小的澆口使用低速注射，對(duì)其它類型的澆口使用高速注射。 應(yīng)用范圍 PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機(jī)加工，Z重要的加工方法是注塑。成型之前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%，微量水份在高溫下加工會(huì)使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡，PC在室溫下具有相當(dāng)大的強(qiáng)迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進(jìn)行冷壓，冷拉，冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應(yīng)大于3萬(wàn)，要采用漸變壓縮型螺桿，長(zhǎng)徑比1：18~24，壓縮比1：2.5，可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質(zhì)量，高透明瓶子。PC合金種類繁多，改進(jìn)PC熔體粘度大（加工性）和制品易應(yīng)力開(kāi)裂等缺陷，PC與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具體有PC/ABS合金，PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有兩種材料性能優(yōu)點(diǎn)，并降低成本，如PC/ABS合金中，PC主要貢獻(xiàn)高耐熱性，較好的韌性和沖擊強(qiáng)度，高強(qiáng)度、阻燃性， ABS則能改進(jìn)可成型性，表觀質(zhì)量，降低密度。PC的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機(jī)械零件、光盤、包裝、計(jì)算機(jī)等辦公室設(shè)備、YL及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場(chǎng)所的防護(hù)窗，用于飛機(jī)艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。 PC板可做各種標(biāo)牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標(biāo)牌、點(diǎn)式滑動(dòng)指示器， PC樹(shù)脂用于汽車照相系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強(qiáng)筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護(hù)套、阻流板、PC被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機(jī)、配電盤元件，繼電器外殼， PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達(dá)、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機(jī)、烤面包機(jī)、動(dòng)力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導(dǎo)規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。PC是光盤儲(chǔ)存介質(zhì)理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做計(jì)算機(jī)架，外殼及輔機(jī)，打印機(jī)零件。改性PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標(biāo)本器具，血液充氧器，外科手術(shù)器械，腎透析器等，PC可做頭盔和安全帽，防護(hù)面罩，墨鏡和運(yùn)動(dòng)護(hù)眼罩。 PC薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。

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