Поликарбонат (PC) Пластмасата е навсякъде, от фарове на автомобила до медицински изделия. Защо този материал е толкова популярен? Неговата издръжливост, прозрачност и топлинна устойчивост го правят в безброй индустрии. В тази публикация ще научите каква е PC Plastic , основните му свойства и защо тя се използва толкова широко в автомобила, електрониката и други.
Какво е PC Plastic?
Пластмасата Polycarbonate (PC) е прозрачна, високоефективна термопластика, известна със своята здравина и издръжливост. Той се използва широко в различни индустрии поради изключителните си свойства, като устойчивост на въздействие и топлинна стабилност. PC често се избира над стъкло, защото е по -лек и по -малко вероятно да се счупи. Освен това тя поддържа яснотата си дори след дългосрочно излагане на тежки условия.
Химична структура на поликарбонат (PC)
Химичен състав и структура на PC пластмасата
В основата си PC Plastic е полимер, изработен от карбонатни групи, свързани заедно с органични функционални групи. Химическата му структура включва повтарящи се единици от следната форма: –O– (C = O) –O–. Тази структура му придава висока здравина и гъвкавост, дори при екстремни температури. Ключовите суровини, използвани в производствения компютър, са бисфенол А (BPA) и Phosgene.
По -долу е опростено представяне на химическата структура:
| компонентна | формула |
| Бисфенол а | C₁₅h₁₆o₂ |
| Phosgene | Cocl₂ |
Тези компоненти претърпяват процес на полимеризация, създавайки силен и универсален материал, който познаваме като PC пластмаса.
Реакцията между бисфенол А и фосфен произвежда поликарбонат
Откриване и разработване на компютърна пластмаса
Откриването на поликарбонатна пластмаса може да бъде проследено до 50 -те години. Двама химици, д -р Херман Шнел от Байер Аг в Германия и д -р Даниел У. Фокс от General Electric в Съединените щати, независимо разработиха компютър по едно и също време. Работата им революционизира материалната наука, като предлага термопластика, която комбинира прозрачност, сила и гъвкавост.
От откриването си поликарбонатът е прераснал в материал, използван във всичко - от оптични лещи до автомобилни части . Производителите го обичат заради способността си да се формира лесно в сложни форми, без да губи някоя от своята издръжливост или оптична яснота. PC пластмасата често се използва в Процеси за подреждане на инжектиране поради неговата гъвкавост и лекота на оформяне. Неговата сила и издръжливост го правят отличен избор за Производство на автомобилни части и компоненти , докато оптичната му яснота го прави идеален за Компоненти на медицински изделия като лещи и защитно оборудване.
Свойства на компютърната пластмаса
PC Plastic може да се похвали с впечатляващ масив от свойства. Те го правят материал за различни приложения.
Прозрачност и оптична яснота
PC Plastic е известен с изключителната си яснота. Това е толкова прозрачно като стъкло, което позволява:
Над 90% предаване на светлина
Отлични оптични свойства поради аморфната му структура
Индекс на пречупване от 1,584 за прозрачен поликарбонат
Тези качества правят PC идеален за лещи, прозорци и екрани на дисплея.
Висока устойчивост на въздействие и издръжливост
Издръжливостта е средното име на PC Plastic. Предлага:
Силата на удара 250 пъти по -голяма от тази на стъклото
Практически нечуплива природа
Възможност за поддържане на здравина от -20 ° C до 140 ° C
Това прави PC идеален за оборудване за безопасност и приложения с висок стрес.
Топлинна устойчивост и стабилност на размерите
PC пластмасата може да поеме топлината. Той осигурява:
Топлинна стабилност до 135 ° C
Температура на отклонение на високата топлинна топлинна температура (145 ° C при 264 psi)
Отлична стабилност на размерите в широк температурен диапазон
Тези свойства правят PC подходящ за високотемпературна среда.
Завършването на пламъка
PC Plastic не се повишава лесно в пламъци. Предлага:
Вътрешни свойства на забавител на пламъка
Възможност за комбиниране с материали за разпадане на пламък без значително разграждане
Самоизчисляване на природата
Това прави PC безопасен избор за електроника и строителни материали.
Химическа устойчивост
PC пластмасата може да издържи на различни химикали:
Добра устойчивост на разредени киселини и алкохол
Средна съпротива срещу алкали и мазнини
Лоша устойчивост на ароматни въглеводороди и концентрирани киселини
Този профил на съпротива прави PC подходящ за много индустриални приложения.
Подробни свойства на PC пластмасата
Физични свойства
| физическото свойство | Стойност/описание на |
| Плътност | 1200 kg/m³ |
| Прозрачност | Над 90% предаване на светлина |
| Индекс на пречупване | 1.584 (за бистър поликарбонат) |
| UV блокиране | Осигурява защита срещу UV лъчение |
| Абсорбция на влага | Ниска абсорбция на вода |
| Ограничаване на кислородния индекс | Висока (точна стойност не е посочена) |
| Тегло | Приблизително половината от теглото на стъклото |
| Термично разширение | 0,065 mm на метър на градус по Целзий |
химичните свойства
| Химическо свойство | Описание на |
| Фаза при STP | Твърд |
| Съпротива срещу алкохоли | Висока устойчивост |
| Устойчивост на ароматни въглеводороди | Добра съпротива |
| Устойчивост на мазнини и масла | Поддържа целостта при излагане |
| Съпротива срещу алкали | Средно съпротивление |
| Устойчивост на кетони | Силна съпротива |
| Устойчивост на разредени киселини | Ефективно издържа на експозицията |
| Устойчивост на разтворители | Висока устойчивост |
| Устойчивост на концентрирани киселини | Лоша съпротива |
| Съпротива срещу халогени | Лоша съпротива |
Електрически свойства
| електрическите свойства | Стойност/описание на |
| Диелектрична якост | Висока (точна стойност не е посочена) |
| Диелектрична константа @ 1 kHz | Ефективна електрическа изолация (точната стойност не е посочена) |
| Коефициент на разсейване @ 1 kHz | Ниска (точната стойност не е посочена) |
| Обемно съпротивление | Изключително висока (точната стойност не е посочена) |
| Електрическа изолация | Отличен |
| Изпълнение като диелектрик | Добър в кондензаторите с висока стабилност |
Забележка: Статията не предоставя специфични числени стойности за повечето от тези свойства, вместо това ги описва качествено. Ако са необходими по -точни данни, може да се налага допълнителни изследвания или тестове.
Механични свойства
| Механична | стойност/Описание на свойството |
| Крайна сила на опън | 60 MPa |
| Якост на добив | Не е на разположение |
| Модулът на еластичността на Йънг | 2.3 GPA |
| Твърдост на Бринел | 80 bhn |
| Силата на удара | 250 пъти повече от стъклото |
| Здравина | Поддържа здравина между -20 ° C до 140 ° C |
| Стабилност на размерите | Отличен в широк температурен диапазон |
| Сила на гъвкавост | Висока (точна стойност не е посочена) |
| Устойчивост на абразия | Добре |
| Издръжливост на умора | Ниско |
Термични свойства
| Термични свойства | стойност/Описание |
| Точка на топене | 297 ° C. |
| Температура на преход на стъкло | 150 ° C. |
| Топлинна проводимост | 0,2 w/mk |
| Специфичен топлинен капацитет | 1200 j/g k |
| Температура на отклонение на топлината | 145 ° C при 264 psi |
| Термична стабилност | До 135 ° C. |
| Температурен диапазон за здравина | -20 ° C до 140 ° C. |
| Температура на стопилка (за обработка) | 280-320 ° C (леене на инжектиране) |
| Температура на плесен (за обработка) | 80-100 ° C (леене на инжектиране) |
| Температура на екструзия | 230-260 ° C. |
| 3D температура на печат | 260-300 ° C. |
| Температура на леглото (за 3D печат) | 90 ° C или по -високо |
Приложения на PC пластмаса
Поликарбонатна (PC) пластмаса се използва в широк спектър от индустрии поради неговата издръжливост, прозрачност и устойчивост на топлина и въздействие. Неговата гъвкавост го прави от съществено значение в автомобилната, електрониката, строителството и дори медицинските полета.
Автомобилна индустрия
PC Plastic играе критична роля в автомобилния сектор, особено за леките и трайни свойства. Използването му повишава производителността на превозното средство, като същевременно гарантира безопасността.
Обективи за фарове : яснотата и здравината на PC го правят идеален за фаровете за автомобили, предлагащи по -добра устойчивост на удар в сравнение със стъклото.
Вътрешни компоненти : От таблата за управление до контролните панели PC Plastic осигурява здравина и издръжливост, дори при високи температури.
Лени покривки и панели : Леката природа на PC помага за намаляване на общото тегло на превозните средства, подобряване на ефективността и производителността на горивото.
Потребителска електроника
PC Plastic се използва широко в индустрията на електрониката, благодарение на отличната си електрическа изолация и устойчивост на въздействие.
Смартфон и лаптоп Clistings : Съпротивата на въздействието на PC гарантира, че тези устройства остават защитени от капки и повреди.
CD и DVD производство : Неговата оптична яснота и издръжливост го правят идеален за производство на оптични дискове, които изискват прецизно съхранение на данни.
Електрически изолатори : PC пластмасата осигурява отлична изолация в електронните компоненти, намалявайки риска от електрически повреди.
Оборудване за строителство и безопасност
В индустрията за строителство и безопасност PC Plastic се откроява заради своята устойчивост на въздействие и прозрачност.
Bulletproof Windows : Издръжливостта на PC го прави идеален за Bulletproof приложения, където силата е критична.
Очилата за безопасност и щитовете за лице : Нейната комбинация от яснота и защита гарантира максимална видимост и безопасност в опасна среда.
Панелите за парникови панели : UV устойчивостта на PC Plastic и прозрачността го правят идеален за панели, осигуряващи на растенията оптимална слънчева светлина, като същевременно предпазва от екологични щети.
Медицинска и хранителна индустрия
Поради своята яснота и издръжливост, PC Plastic обикновено се използва в медицински и свързани с храните продукти.
Медицински изделия : Той може да издържи процесите на стерилизация, което го прави подходящ за инкубатори, хирургически инструменти и диализни машини.
Контейнери за храна : PC често се използва за съхранение на храни поради устойчивостта на въздействието и толерантността към топлината.
Бебешки бутилки (опции без BPA) : Без BPA PC осигурява безопасност за бебетата, като същевременно поддържа прозрачност и издръжливост.
Оптични приложения
PC Plastic блести в оптични приложения, благодарение на своята превъзходна яснота и устойчивост на въздействие.
Обективи за очила : PC лещите са леки, силно издръжливи и устойчиви на разбиване, което ги прави по-безопасни от традиционното стъкло.
Обективи на камерата : PC се използва за обективи на камерата, където оптичната яснота и здравина са от решаващо значение за висококачествените изображения.
Оптични дискове : CDS, DVD и Blu-ray дискове разчитат на PC пластмаса за прецизна и дългосрочна издръжливост.
Методи за обработка на PC пластмаса
Пластмасата Polycarbonate (PC) се обработва с помощта на различни методи, всеки пригоден за задоволяване на специфичните нужди на приложението. От формоването на инжектиране до 3D печат, изборът на техника зависи от изискванията на крайния продукт.
Инжекционно формоване
Инжекционното формоване е популярен метод за производство на PC части.
Преглед на процеса:
Разтопете PC Plastic
Инжектирайте го във плесен под високо налягане
Охладете и затвърдете материала
Ключови параметри за формоване на инжектиране на компютър:
Температура на стопилката: 280-320 ° C.
Температура на плесен: 80-100 ° C.
Свиване на формоването: 0,5-0,8%
Предимства:
Предизвикателства:
Екструзия
Екструзията се използва широко за създаване на непрекъснати PC профили.
Видове продукти за екструдиране на компютър:
Листове
Профили
Дълги тръби
Температура и настройки на екструзия:
Приложения на екструдиран компютър:
Покрив
Остъкляване
Компактни дискове
Екструзията позволява създаването на дълги, непрекъснати форми с постоянни напречни сечения.
Термоформоване и формоване на удари
Тези методи са идеални за създаване на кухи компютърни части.
Описание на процеса:
Термоформоване: Загрейте PC лист, оформете над мухъл
Формоване на удари: Оформете разтопен компютър в куха тръба, надуйте, за да се поберат на плесен
Подходящи компютърни приложения:
Бутилки
Контейнери
Големи, кухи части
Съвети за успешно термоформоване/формоване на удари:
Осигурете правилно изсушаване на компютър преди обработка
Контрол на отоплението, за да се избегне прегряване или неравномерно отопление
Използвайте подходящи агенти за освобождаване на плесени
Тези методи са чудесни за производство на големи, кухи части със сложни форми.
3D печат с компютърна пластмаса
3D печат отваря нови възможности за PC Plastic.
3D техники за печат за компютър:
Оптимални настройки на принтера:
Температура на печат: 260-300 ° C.
Температура на леглото: 90 ° C или по -висока
Скорост на печат: 30-60 mm/s
Дизайнерски съображения за 3D отпечатани части за компютър:
Дебелина на стената: минимум 1 мм за малки части, 1,2 мм за по -големи части
Структури за поддръжка: Необходими за надвеси или ъгли по -тесни от 45 °
Анизотропия: Помислете за ориентация на печат за оптимална якост
3D печат позволява Бързо прототипиране и дребномащабно производство на сложни PC части.
Проектиране с компютърна пластмаса
Проектирането с PC Plastic предлага голяма гъвкавост поради нейната сила и прозрачност. Въпреки това, за да оптимизират производителността, дизайнерите трябва да разгледат няколко фактора като дебелина на стената, ориентация на печат и структури за поддръжка. По -долу са ключови насоки, които да ви помогнат да проектирате ефективни части, използвайки PC Plastic.
Насоки за дебелина на стената
Правилната дебелина на стената е от решаващо значение за PC части:
Малки части (<250 x 250 x 300 mm): минимум 1 mm дебелина
По -големи части: минимум 1,2 мм дебелина
Избягвайте прекалено дебелите стени, за да предотвратите материалните отпадъци и деформацията
Тези насоки са особено важни, когато Проектиране за инжекционно формоване.
Повърхностно качество и ориентация на печат
Ориентацията на печат влияе върху качеството и здравината на повърхността:
Вертикален печат: По -добро качество на повърхността
Хоризонтален печат: може да покаже 'стълбищна ефект '
Помислете кои повърхности се нуждаят от най -добрия завършек, когато избирате ориентация
Анизотропия и слаби точки
PC частите могат да имат насочена якост поради печат на слой по слой:
Избягвайте функции, изискващи сила, успоредни на основната равнина
Проектирайте части за разпределяне на стреса между слоевете, когато е възможно
Размерна точност
PC предлага висока размерна точност при 3D печат:
Стандартна точност: 0,15% (по -ниска граница от ± 0,2 mm)
Помислете за допустими отклонения при проектирането на блокиращи части
Тази точност прави PC подходящ за Прецизно производство.
Поддържащи структури
Структурите за поддръжка са от съществено значение за определени характеристики:
Необходими за надвеси или ъгли по -тесни от 45 °
Ръчно премахнато след печат
Проектирайте части, за да се сведе до минимум нуждата от опори, когато е възможно
Релефни и гравирани подробности
Насоки за оптимални релефни и гравирани функции:
| Тип на функцията | Минимална дебелина на линията | Минимална дълбочина |
| Гравиран текст | 1 mm | 0,3 mm |
| Релефен текст | 2,5 мм | 0,5 mm |
Заключващи и движещи се части
PC позволява отпечатване на комплекс, подвижни сглобки:
Минимален клирънс: 0,4 мм между движещите се части
Помислете за използването на водоразтворими материали за поддръжка за сложни дизайни
Изисквания за формат на файла
Използвайте съвместими файлови формати за плавно производство:
Приети формати: STL, 3DS, OBJ, стъпка
Изпратете само един модел на част
Примери за дизайн
Балансирайте силата, разходите и външния вид във вашите дизайни:
Структури на пчелна пита за леки, но силни части
Оребрени дизайни за подобрена твърдост без излишен материал
Заоблени ъгли за намаляване на концентрациите на стрес
Тези дизайнерски съображения са от решаващо значение за Производство на автомобилни части и компоненти.
Съвети за проектиране на компютърни части за 3D печат
Оптимизирайте вашите дизайни за 3D печат :
Ориентирайте части, за да сведете до минимум поддържащите структури
Използвайте постепенни преходи между дебели и тънки участъци
Помислете за посоката на печат при проектиране за сила
Включете ъгли за самоподдържане (> 45 °), когато е възможно
Проектиране на кухи части с отвори за източване за отстраняване на смола
Следвайки тези указания, можете ефективно да проектирате PC пластмасови части за различни приложения, от потребителски стоки до медицински изделия.
Подобряване на производителността на PC Plastic
Производителността на пластмасата на поликарбонат (PC) може да бъде значително подобрена чрез добавяне на различни добавки, смесване с други материали и прилагане на повърхностни обработки. Тези методи разширяват живота на материала и го правят подходящ за по -взискателни приложения.
Добавки и подкрепления
Добавките могат значително да засилят свойствата на компютъра. Ето как:
UV стабилизатори
Защитете PC от деградация на UV светлина
Обикновено се използват стабилизатори на базата на бензотриазол
Подобрете дълголетието в приложенията на открито
Забавници на пламъка
Подобряване на пожарната устойчивост, без да се компрометира други свойства
Типовете включват:
Халогениран
Фосфор на базата
На базата на силикон
Помогнете за постигането на необходимите резултати от UL и увеличаване на LOI
Армиране на стъклени влакна
Подобрява механичните свойства
Подобрява модула на опън, якостта на гъвкавост и якостта на опън
Може да засили устойчивостта на пълзене с до 28 MPa при 210 ° F
PC смеси и сплави
Смесването на компютър с други материали създава мощни комбинации:
PC/ABS смеси
Комбинирайте здравината на PC с обработваемостта на ABS
Предлагат отличен баланс на имоти
Широко използвани в автомобилната и електроничната индустрия
PC/PBT смеси
Осигуряват по -висока химическа устойчивост от PC/PET смеси
Предлагайте превъзходна топлинна устойчивост
Идеален за приложения, изискващи химическа и термична стабилност
Други обикновени PC сплави
PC/PET смеси: Добър за приложения, които се нуждаят от химическа устойчивост
PC/PMMA смеси: Подобряване на устойчивостта на надраскване, като същевременно поддържате прозрачност
Тези смеси оптимизират свойствата на PC за конкретни приложения, разширявайки неговата гъвкавост.
Повърхностни обработки и покрития
Повърхностните модификации могат да се справят с ограниченията на PC:
Твърди покрития за устойчивост на драскотини
Лечение срещу FOG
Предотвратяване на кондензацията на PC повърхности
Полезно в приложенията за автомобилно и безопасно оборудване
Поддържайте яснота в променящите се температурни условия
Метализация на PC повърхности
Добавете метален външен вид към PC части
Подобрете електромагнитните свойства на екраниране
Подобрете естетическата привлекателност в потребителските продукти
Тези лечения разширяват функционалността на PC, което го прави подходящ за още повече приложения.
Съображения за избор на компютърна пластмаса
При избора на PC Plastic за даден проект има няколко ключови фактора, които трябва да вземете предвид. От ефективността на разходите и обработката до наличието и сравнението с алтернативните материали, разбирането на тези елементи ще ви помогне да вземете най -доброто решение за вашето приложение.
Разходи и бюджет
PC Plastic може да бъде по -ценен от някои алтернативи:
Като цяло по -скъпо от ABS или Acrylic
Цената оправдана от превъзходните имоти в много приложения
Помислете за дългосрочна стойност срещу първоначалната инвестиция
Съвет: Оценете дали уникалните свойства на компютъра са от съществено значение за вашия проект, за да оправдае разходите.
Обработка на производителността и размера на партидата
Характеристиките на обработката на PC влияят на производството:
Високият вискозитет изисква внимателен контрол на температурата
Чувствителността към влага изисква задълбочено изсушаване преди обработката
Подходящ както за малки, така и за големи производствени писти
Помислете за обема на производството си и наличното оборудване при избора на компютър.
Време и наличност на олово
Фактори, влияещи върху наличието на пластмаса за компютър:
Като цяло широко достъпни от различни доставчици
Персонализираните оценки може да имат по -дълги времена
Прекъсванията на глобалната верига на доставките могат да повлияят на наличността
Планирайте напред и поддържайте добри отношения с доставчиците, за да осигурите навременна доставка.
Сравнение с други инженерни пластмаси
Нека сравним PC с общи алтернативи:
| Property | PC | Acrylic (PMMA) | ABS |
| Силата на удара | Отличен | Добре | Много добре |
| Прозрачност | Високо | Отличен | Непрозрачна |
| Топлинна устойчивост | Високо | Умерен | Умерен |
| UV съпротива | Добре | Отличен | Беден |
| Разходи | По -високо | Умерен | По -ниско |
Плюсове на PC:
Миси на компютър:
Помислете за тези фактори, когато избирате между PC и други пластмаси за вашето конкретно приложение.
Съображения за безопасност и околната среда
Когато използвате PC Plastic , е от съществено значение да се вземе предвид както неговата безопасност за потребителите, така и въздействието му върху околната среда. От одобрението на FDA за контакт с храната до наличието на опции без BPA , има няколко фактора, които гарантират, че PC Plastic е безопасна и екологична.
Одобрение на FDA за приложения за контакт с храни
PC пластмасата обикновено се използва в продукти, свързани с храни, като бутилки с бутилки с вода , бебешки и контейнери за съхранение на храни . Той е получил одобрение на FDA за много приложения за контакт с храни. Това одобрение гарантира, че PC Plastic отговаря на строгите стандарти за безопасност за опаковане и обработка на храни, което го прави надежден материал в хранителната индустрия. От съществено значение е да се провери дали специфичната степен на пластмаса за компютър отговаря на всички регулаторни изисквания, особено при работа с храни или напитки. използваната
Пластмасови опции без BPA
Едно притеснение, често повдигнато с PC пластмаса, е наличието на бисфенол А (BPA) , химикал, който е разгледан за потенциалните си рискове за здравето. Някои проучвания предполагат, че BPA може да изтича в храна или напитки от пластмасови контейнери. За да се справят с това, много производители сега предлагат без BPA . PCA пластмасови опции Тези алтернативи осигуряват същата издръжливост и яснота като традиционната PC пластмаса, но елиминират риска, свързан с BPA . За продукти като бебешки бутилки или контейнери за вода , изборът на материали без BPA е по-безопасен, по-здравословен избор за потребителите.
Рециклиране и въздействие върху околната среда на PC пластмасата
PC Plastic се рециклира, което намалява екологичния му отпечатък. Много компютърни продукти могат да бъдат събрани, обработени и реформирани в нови материали, като помагат за запазване на ресурсите. Рециклирането на поликарбонат често включва химически процеси, при които материалът се разгражда на мономери за по -нататъшна полимеризация. Освен това, PC Plastic е маркиран с кода за рециклиране '7, ', който показва, че е рециклируем, но изисква специализирани съоръжения.
Въпреки рециклируемостта си, има предизвикателства за осигуряването на правилно рециклиране на пластмасата на PC , тъй като не всички центрове за рециклиране могат да я обработват. Постоянните изследвания имат за цел да подобрят методите за рециклиране и дори да създадат биокарбонати на базата на биологични данни , които още повече намаляват въздействието върху околната среда. Тази иновация предлага потенциал за по -устойчиви опции за пластмаса за компютър в бъдеще.
| за собствеността | Подробности |
| Одобрение на FDA | Одобрено за приложения за контакт с храни |
| Опции без BPA | Предлага се за по -безопасни контейнери за храна |
| Рециклируемост | Може да се рециклира със специализирани методи |
| Въздействие върху околната среда | Изследване на био-базирани алтернативи |
Заключение
PC Plastic предлага изключителна устойчивост на въздействие, прозрачност и стабилност на топлината, което я прави идеален за различни индустрии. Разбирането на неговите свойства помага да се увеличи максимално потенциала му в приложения като автомобилни, електроника и медицински изделия. С постоянния напредък в без BPA и опциите поликарбонатите на базата на биологични средства , бъдещето на PC Plastic обещава още по-голяма устойчивост и гъвкавост на нови и развиващи се пазари.
Съвети: Може би се интересувате от всички пластмаси
