El plàstic de policarbonat (PC) és a tot arreu, des dels fars del cotxe fins als dispositius mèdics. Per què aquest material és tan popular? La seva durabilitat, transparència i resistència a la calor la converteixen en una infinitat d’indústries. En aquesta publicació, aprendràs quines són les propietats de PC , les seves propietats clau i per què s’utilitza tan àmpliament en l’automoció, l’electrònica i molt més.
El plàstic de policarbonat (PC) és un termoplàstic transparent i d’alt rendiment conegut per la seva duresa i durabilitat. S'utilitza àmpliament en diverses indústries a causa de les seves propietats excepcionals, com ara la resistència a l'impacte i l'estabilitat de la calor. Sovint es tria el PC sobre vidre perquè és més lleuger i és menys probable que es trenqui. A més, manté la seva claredat fins i tot després d’una exposició a llarg termini a condicions dures.
Al seu nucli, PC Plastic és un polímer elaborat amb grups de carbonat vinculats per grups funcionals orgànics. La seva estructura química inclou unitats repetides de la forma següent: –o– (c = o) –o–. Aquesta estructura li proporciona una gran duresa i flexibilitat, fins i tot a temperatures extremes. Les matèries primeres clau utilitzades en la fabricació de PC són el bisfenol A (BPA) i el fosgè.
A continuació, es mostra una representació simplificada de l'estructura química:
de components | fórmula |
---|---|
Bisphenol a | C₁₅h₁₆o₂ |
Fosgene | Cocl₂ |
Aquests components experimenten un procés de polimerització, creant el material fort i versàtil que coneixem com a plàstic de PC.
El descobriment de plàstic de policarbonat es pot remuntar a la dècada de 1950. Dos químics, el doctor Hermann Schnell de Bayer AG a Alemanya i el doctor Daniel W. Fox de General Electric als Estats Units, va desenvolupar un PC de manera independent al mateix temps. El seu treball va revolucionar la ciència material oferint un termoplàstic que combinava la transparència, la força i la versatilitat.
Des del seu descobriment, el policarbonat s'ha convertit en un material utilitzat en tot, des de lents òptiques fins a parts d'automòbils . Els fabricants els encanten per la seva capacitat de modelar -se fàcilment en formes complexes sense perdre cap durabilitat ni claredat òptica. El plàstic de PC s’utilitza sovint a Processos de modelat per injecció per la seva versatilitat i facilitat de donar forma. La seva força i durabilitat la converteixen en una elecció excel·lent Les peces i components d'automòbils fabriquen , mentre que la seva claredat òptica la fa ideal Components del dispositiu mèdic com ara lents i equips de protecció.
El plàstic de PC té una impressionant gamma de propietats. Això el converteix en un material ideal per a diverses aplicacions.
El plàstic de PC és conegut per la seva claredat excepcional. És tan transparent com el vidre, permetent:
Més del 90% de transmissió de llum
Excel·lents propietats òptiques per la seva estructura amorfa
Índex de refracció de 1.584 per al policarbonat clar
Aquestes qualitats fan que el PC sigui perfecte per a lents, finestres i pantalles de visualització.
La duresa és el nom mitjà de PC Plastic. Ofereix:
Força d’impacte 250 vegades la de vidre
Natura pràcticament irrompible
Capacitat de mantenir la duresa de -20 ° C a 140 ° C
Això fa que el PC sigui ideal per a equips de seguretat i aplicacions d’alta estrès.
El plàstic del PC pot prendre la calor. Proporciona:
Estabilitat tèrmica de fins a 135 ° C
Temperatura elevada de desviació de calor (145 ° C a 264 psi)
Excel·lent estabilitat dimensional a través d’un ampli rang de temperatura
Aquestes propietats fan que el PC sigui adequat per a entorns d’alta temperatura.
El plàstic del PC no puja fàcilment en flames. Ofereix:
Propietats retardants de la flama intrínseca
Capacitat de combinar-se amb els materials de flama sense degradació significativa
Natura autoextingible
Això fa que el PC sigui una elecció segura per a l'electrònica i els materials de construcció.
El plàstic de PC pot suportar diversos productes químics:
Bona resistència als àcids i l’alcohol diluir
Resistència mitjana als alcalis i greixos
Mala resistència als hidrocarburs aromàtics i àcids concentrats
Aquest perfil de resistència fa que PC sigui adequat per a moltes aplicacions industrials.
de la propietat física | Valor/descripció |
---|---|
Densitat | 1200 kg/m³ |
Transparència | Més del 90% de transmissió de llum |
Índex de refracció | 1.584 (per al policarbonat clar) |
Bloqueig d'UV | Proporciona protecció contra la radiació UV |
Absorció d’humitat | Baixa absorció d’aigua |
Limitació de l’índex d’oxigen | Alt (valor exacte no especificat) |
Pes | Aproximadament la meitat del pes del vidre |
Expansió tèrmica | 0,065 mm per metre per grau centígrad |
de la propietat química | Descripció |
---|---|
Fase a STP | Sòlid |
Resistència als alcohols | Alta resistència |
Resistència als hidrocarburs aromàtics | Bona resistència |
Resistència a greixos i olis | Manté la integritat quan s’exposa |
Resistència a Alkalis | Resistència mitjana |
Resistència a les cetones | Fort resistència |
Resistència a àcids diluïts | Resisteix eficaçment l’exposició |
Resistència als dissolvents | Alta resistència |
Resistència a àcids concentrats | Mala resistència |
Resistència als halògens | Mala resistència |
de propietat elèctrica | /descripció |
---|---|
Força dielèctrica | Alt (valor exacte no especificat) |
Constant dielèctrica @ 1 kHz | Aïllament elèctric eficient (valor exacte no especificat) |
Factor de dissipació @ 1 kHz | Baix (valor exacte no especificat) |
Resistivitat del volum | Extremadament alt (valor exacte no especificat) |
Aïllament elèctric | Excel·lent |
Rendiment com a dielèctric | Bé en condensadors d’alta estabilitat |
Nota: l'article no proporciona valors numèrics específics per a la majoria d'aquestes propietats, en lloc de descriure -les qualitativament. Si es necessiten dades més precises, es poden requerir més investigacions o proves.
de la propietat mecànica | Valor/descripció |
---|---|
Força a la tracció definitiva | 60 MPa |
Força de rendiment | No disponible |
Mòdul d’elasticitat de Young | 2.3 GPA |
Duresa de Brinell | 80 bhn |
Força d’impacte | 250 vegades la de vidre |
Resistència | Manté la duresa entre -20 ° C a 140 ° C |
Estabilitat dimensional | Excel·lent en un ampli rang de temperatura |
Força de flexió | Alt (valor exacte no especificat) |
Resistència a l’abrasió | Bona |
Resistència de fatiga | Baix |
de la propietat tèrmica | Valor/descripció |
---|---|
Punt de fusió | 297 ° C |
Temperatura de transició del vidre | 150 ° C |
Conductivitat tèrmica | 0,2 W/mk |
Capacitat de calor específica | 1200 J/G K |
Temperatura de desviació de calor | 145 ° C a 264 psi |
Estabilitat tèrmica | Fins a 135 ° C |
Interval de temperatura per a la duresa | -20 ° C a 140 ° C |
Temperatura fosa (per processar) | 280-320 ° C (modelat per injecció) |
Temperatura del motlle (per al processament) | 80-100 ° C (modelat per injecció) |
Temperatura d'extrusió | 230-260 ° C |
Temperatura d'impressió 3D | 260-300 ° C |
Temperatura del llit (per a la impressió 3D) | 90 ° C o superior |
El plàstic de policarbonat (PC) s’utilitza en una àmplia gamma d’indústries a causa de la seva durabilitat, transparència i resistència a la calor i l’impacte. La seva versatilitat fa que sigui essencial en els camps de l’automoció, l’electrònica, la construcció i fins i tot els camps mèdics.
El PC Plastic té un paper crític en el sector de l’automoció, especialment per les seves propietats lleugeres i duradores. El seu ús millora el rendiment del vehicle alhora que garanteix la seguretat.
Lents de fars : la claredat i la duresa del PC la fan perfecta per als fars de cotxes, oferint una millor resistència a l'impacte en comparació amb el vidre.
Components interiors : des de taulers de comandament fins a panells de control, el plàstic de PC proporciona força i durabilitat, fins i tot a temperatures elevades.
Rodes solars i panells : la naturalesa lleugera del PC ajuda a reduir el pes global dels vehicles, millorant l'eficiència i el rendiment del combustible.
El plàstic de PC s’utilitza àmpliament a la indústria de l’electrònica, gràcies a la seva excel·lent aïllament elèctric i resistència a l’impacte.
Casions de telèfons intel·ligents i ordinadors portàtils : la resistència a l’impacte del PC garanteix que aquests dispositius es mantinguin protegits de gotes i danys.
Producció de CD i DVD : la seva claredat òptica i la seva durabilitat la fan ideal per produir discos òptics que requereixen un emmagatzematge de dades precís.
Insuladors elèctrics : PC Plastic proporciona un excel·lent aïllament en components electrònics, reduint el risc de fallades elèctriques.
A les indústries de la construcció i la seguretat, el PC Plastic destaca per la seva resistència a l’impacte i la seva transparència.
Windows a prova de bales : la duresa del PC la fa ideal per a aplicacions a prova de bala on la força és fonamental.
Goggles de seguretat i escuts de la cara : la seva combinació de claredat i protecció garanteix la màxima visibilitat i seguretat en ambients perillosos.
Panells d’hivernacle : la resistència i la transparència UV de PC Plastic la fan perfecta per als panells d’hivernacle, proporcionant a les plantes la llum solar òptima alhora que protegeix contra els danys ambientals.
A causa de la seva claredat i durabilitat, el plàstic de PC s'utilitza habitualment en productes mèdics i relacionats amb els aliments.
Dispositius mèdics : pot suportar els processos d’esterilització, fent -lo adequat per a incubadores, instruments quirúrgics i màquines de diàlisi.
Contenidors d’aliments : PC s’utilitza sovint per a l’emmagatzematge d’aliments a causa de la seva resistència a l’impacte i la tolerància a la calor.
Ampolles per a nadons (opcions sense BPA) : PC sense BPA garanteix la seguretat dels nadons mantenint la transparència i la durabilitat.
El PC plàstic brilla en aplicacions òptiques, gràcies a la seva claredat i resistència a l’impacte superior.
Lents de les ulleres : les lents de PC són lleugeres, altament duradores i resistents a les destrosses, cosa que les fa més segures que el vidre tradicional.
Lents de càmera : PC s’utilitza per a lents de càmera, on la claredat i la duresa òptica són crítiques per a imatges d’alta qualitat.
Discos òptics : CDS, DVDs i discos Blu-ray es basen en plàstic de PC per a precisió i durabilitat a llarg termini.
El plàstic de policarbonat (PC) es processa mitjançant diversos mètodes, cadascun adaptat per satisfer les necessitats d’aplicació específiques. Des del modelat per injecció fins a la impressió 3D, l’elecció de la tècnica depèn dels requisits del producte final.
El modelat per injecció és un mètode popular per produir peces de PC.
Visió general del procés:
Fondre plàstic de PC
Injecteu -lo en un motlle a alta pressió
Refredar i solidificar el material
Paràmetres clau per modelar la injecció de PC:
Temperatura de fusió: 280-320 ° C
Temperatura del motlle: 80-100 ° C
Motching Redinking: 0,5-0,8%
Avantatges:
Ideal per a formes complexes
Taxes de producció elevades
Excel·lent precisió dimensional
Reptes:
L’elevada viscositat del PC requereix un control de temperatura acurada
La sensibilitat a la humitat exigeix un assecat complet abans del processament
L’extrusió s’utilitza àmpliament per crear perfils de PC continu.
Tipus de productes d’extrusió de PC:
Llençols
Perfils
Canonades llargues
Temperatura i configuració d'extrusió:
Temperatura: 230-260 ° C
Ràtio L/D recomanat: 20-25
Aplicacions de PC extruït:
Sostre
Vidlar
Discos compactes
L’extrusió permet la creació de formes llargues i contínues amb seccions transversals consistents.
Aquests mètodes són perfectes per crear peces de PC buides.
Descripció del procés:
ThermoForming: Full de PC de calor, forma sobre un motlle
Motller de bufat: forma PC fos en un tub buit, inflar -se per adaptar -se al motlle
Aplicacions de PC adequades:
Ampolles
Contenidors
Parts grans i buides
Consells per a la termoformació amb èxit/modelat de cops:
Assegureu -vos l’assecat adequat del PC abans del processament
Controleu la calefacció per evitar sobreescalfament o calefacció desigual
Utilitzeu agents de llançament de motlles adequats
Aquests mètodes són excel·lents per produir parts buides grans amb formes complexes.
La impressió 3D obre noves possibilitats per al plàstic de PC.
Tècniques d’impressió 3D per a PC:
Modelització de deposició fusionada (FDM)
Sinterització làser selectiva (SLS)
Configuració òptima de la impressora:
Temperatura d'impressió: 260-300 ° C
Temperatura del llit: 90 ° C o superior
Velocitat d'impressió: 30-60 mm/s
Consideracions de disseny per a peces de PC impreses en 3D:
Gruix de la paret: mínim 1 mm per a parts petites, 1,2 mm per a parts més grans
Estructures de suport: necessàries per a volades o angles més estrets de 45 °
Anisotropia: considereu l’orientació d’impressió per obtenir una força òptima
La impressió 3D permet Prototipat ràpid i producció a petita escala de peces complexes de PC.
El disseny amb PC Plastic ofereix una gran flexibilitat a causa de la seva força i transparència. Tanmateix, per optimitzar el rendiment, els dissenyadors han de considerar diversos factors com el gruix de la paret, l’orientació d’impressió i les estructures de suport. A continuació, es mostren les directrius clau per ajudar -vos a dissenyar peces efectives mitjançant plàstic de PC.
El gruix adequat de la paret és crucial per a les parts del PC:
Parts petites (<250 x 250 x 300 mm): mínim 1 mm de gruix
Parts més grans: mínim 1,2 mm de gruix
Eviteu parets massa gruixudes per evitar residus i deformació de materials
Aquestes directrius són especialment importants quan Disseny per modelar la injecció.
L’orientació d’impressió afecta la qualitat i la força de la superfície:
Impressió vertical: millor qualitat superficial
Impressió horitzontal: pot mostrar 'Efecte d'escala '
Penseu en quines superfícies necessiten el millor acabat a l’hora d’escollir l’orientació
Les parts del PC poden tenir força direccional a causa de la impressió de capa per capa:
Eviteu les funcions que requereixin força paral·lela al pla base
Dissenyar peces per distribuir l’estrès a les capes quan sigui possible
El PC ofereix una precisió dimensional d’alta dimensió en la impressió 3D:
Precisió estàndard: 0,15% (límit inferior de ± 0,2 mm)
Penseu en les toleràncies a l’hora de dissenyar peces entrellaçades
Aquesta precisió fa que el PC sigui adequat per a Fabricació de precisió.
Les estructures de suport són essencials per a determinades característiques:
Necessaris per a sobreeixits o angles més estrets de 45 °
Eliminat manualment la impressió
Dissenyar peces per minimitzar la necessitat de suports quan sigui possible
Directrius per a funcions òptimes en relleu i gravat:
tipus de característica de gruix | de la línia | mínim |
---|---|---|
Text gravat | 1 mm | 0,3 mm |
Text en relleu | 2,5 mm | 0,5 mm |
PC permet imprimir conjunts complexos i mòbils:
Selecció mínima: 0,4 mm entre parts mòbils
Penseu en utilitzar materials de suport soluble en aigua per a dissenys complexos
Utilitzeu formats de fitxers compatibles per a una producció suau:
Formats acceptats: stl, 3ds, obj, pas
Envieu només un model per part
Balança la força, el cost i l’aspecte dels vostres dissenys:
Estructures de bresca per a parts lleugeres però fortes
Dissenys de costelles per millorar la rigidesa sense excés de material
Cantonades arrodonides per reduir les concentracions d’estrès
Aquestes consideracions de disseny són crucials per a Fabricació de peces i components d'automòbils.
Optimitzeu els vostres dissenys per Impressió 3D :
Orient parts per minimitzar les estructures de suport
Utilitzeu transicions graduals entre seccions gruixudes i primes
Penseu en la direcció d'impressió quan es dissenya per a la força
Incorporar els angles autoportants (> 45 °) quan sigui possible
Dissenyar peces buides amb forats de desguàs per a l'eliminació de la resina
A través de seguir aquestes directrius, podeu dissenyar efectivament peces de plàstic de PC per a diverses aplicacions, a partir de béns de consum a dispositius mèdics.
El rendiment del plàstic de policarbonat (PC) es pot millorar molt afegint diversos additius, barrejant -se amb altres materials i aplicant tractaments de superfície. Aquests mètodes amplien la vida útil del material i el fan adequat per a aplicacions més exigents.
Els additius poden augmentar significativament les propietats del PC. Això és com:
Protegiu el PC de la degradació de la llum ultraviolada
Els estabilitzadors basats en benzotriazol s'utilitzen habitualment
Millora la longevitat en aplicacions a l'aire lliure
Millorar la resistència al foc sense comprometre altres propietats
Els tipus inclouen:
Halogenat
Basat en fòsfor
Basat de silicona
Ajudeu a aconseguir el rendiment de la UL requerit i augmenteu LOI
Millora les propietats mecàniques
Millora el mòdul de tracció, la força de flexió i la resistència a la tracció
Pot augmentar la resistència del fluix fins a 28 MPa a 210 ° F
Blending PC amb altres materials crea combinacions potents:
Combina la duresa del PC amb la processabilitat de l’ABS
Oferiu un excel·lent equilibri de propietats
Àmpliament utilitzat en indústries de l’automoció i l’electrònica
Proporcionar una resistència química més elevada que les barreges de PC/PET
Oferiu una resistència a la calor superior
Ideal per a aplicacions que requereixen estabilitat química i tèrmica
PC/PET Blends: Bo per a aplicacions que necessiten resistència química
PC/PMMA MIBLES: Millora la resistència a les ratllades mantenint la transparència
Aquests combinen optimitzen les propietats del PC per a aplicacions específiques, ampliant la seva versatilitat.
Les modificacions superficials poden abordar les limitacions del PC:
Millorar la durabilitat de les superfícies de PC
Particularment útil en aplicacions òptiques
Millora la resistència a Mar en ambients de gran desgast
Eviteu la condensació a les superfícies de PC
Útil en aplicacions d'equips d'automoció i seguretat
Mantenir la claredat en el canvi de les condicions de temperatura
Afegiu l’aspecte metàl·lic a les parts del PC
Millorar les propietats de blindatge electromagnètic
Millorar l’atractiu estètic en productes de consum
Aquests tractaments amplien la funcionalitat de PC, cosa que la fa adequada per a aplicacions encara més.
Quan seleccioneu PC Plastic per a un projecte, hi ha diversos factors clau a considerar. Des del rendiment del cost i del processament fins a la disponibilitat i la comparació amb materials alternatius, comprendre aquests elements us ajudarà a prendre la millor decisió per a la vostra sol·licitud.
El plàstic de PC pot ser més preuat que algunes alternatives:
Generalment més car que ABS o acrílic
Cost justificat per propietats superiors en moltes aplicacions
Considereu el valor a llarg termini i la inversió inicial
Consell: avalueu si les propietats úniques del PC són essencials perquè el vostre projecte justifiqui el cost.
Les característiques de processament del PC afecten la producció:
L’elevada viscositat requereix un control acurat de la temperatura
La sensibilitat a la humitat exigeix un assecat complet abans del processament
Apte per a tirades de producció petita i gran
Considereu el volum de producció i els equips disponibles quan escolliu PC.
Factors que afecten la disponibilitat de plàstic de PC:
Generalment àmpliament disponible de diversos proveïdors
Les notes personalitzades poden tenir temps de plom més llargs
Les interrupcions de la cadena de subministrament globals poden afectar la disponibilitat
Planifiqueu endavant i mantingueu bones relacions amb els proveïdors per assegurar el lliurament oportú.
Comparem el PC amb les alternatives comunes:
la propietat | PC | acrílica (PMMA) | ABS |
---|---|---|---|
Força d’impacte | Excel·lent | Bona | Molt bo |
Transparència | Alt | Excel·lent | Opac |
Resistència a la calor | Alt | Moderar -se | Moderar -se |
Resistència a la UV | Bona | Excel·lent | Pobre |
Costar | Més gran | Moderar -se | Baixar |
Avantatges de PC:
Força d’impacte superior
Resistència a la calor elevada
Bon equilibri de propietats
Contres de PC:
Cost més elevat
Susceptible a l'atac químic
Requereix un processament acurat
Considereu aquests factors a l’hora d’escollir entre PC i altres plàstics per a la vostra aplicació específica.
Quan s’utilitza plàstic de PC , és fonamental considerar tant la seva seguretat per als consumidors com el seu impacte ambiental. Des de l’aprovació de la FDA per al contacte d’aliments fins a la disponibilitat d’ opcions sense BPA , hi ha diversos factors que asseguren que el plàstic de PC és segur i ecològic.
El plàstic de PC s’utilitza habitualment en productes relacionats amb els aliments, com ara d’aigua , ampolles i contenidors d’emmagatzematge d’aliments . Ha rebut l’aprovació de la FDA per a moltes sol·licituds de contacte d’aliments. Aquesta aprovació garanteix que el PC Plastic compleixi uns estàndards de seguretat estrictes per als envasos i la manipulació d’aliments, cosa que el converteix en un material de confiança en la indústria alimentària. Tanmateix, és fonamental comprovar si el grau específic de plàstic de PC que s’utilitza compleix tots els requisits reguladors, sobretot quan es treballa amb aliments o begudes.
Una de les preocupacions que sovint es planteja amb el plàstic de PC és la presència de bisfenol A (BPA) , una substància química que s’ha examinat pels seus possibles riscos per a la salut. Alguns estudis suggereixen que la BPA pot filtrar -se en aliments o begudes de contenidors de plàstic. Per solucionar-ho, molts fabricants ofereixen ara sense BPA . de plàstic de PC opcions Aquestes alternatives proporcionen la mateixa durabilitat i claredat que el plàstic de PC tradicional , però elimina el risc associat a la BPA . Per a productes com ara ampolles per a nadons o contenidors d’aigua , l’elecció de materials sense BPA és una elecció més segura i saludable per als consumidors.
El plàstic de PC és reciclable, cosa que redueix la seva petjada ambiental. Molts productes de PC es poden recollir, processar i reformar en nous materials, ajudant a conservar recursos. El reciclatge de policarbonat sovint implica processos químics, on el material es desglossa en monòmers per a una polimerització posterior. A més, el plàstic de PC està marcat amb el codi de reciclatge '7, ' que indica que és reciclable però requereix instal·lacions especialitzades.
Malgrat la seva reciclabilitat, hi ha reptes per assegurar que el plàstic de PC es recicla correctament, ja que no tots els centres de reciclatge poden processar -lo. La investigació en curs té com a objectiu millorar els mètodes de reciclatge i fins i tot crear policarbonats basats en bio , que redueixen encara més l’impacte ambiental. Aquesta innovació ofereix el potencial d’ opcions de plàstic de PC més sostenibles en el futur.
de la propietat | Detalls |
---|---|
Aprovació de la FDA | Aprovat per a sol·licituds de contacte d'aliments |
Opcions sense BPA | Disponible per a contenidors d'aliments més segurs |
Reciclabilitat | Es pot reciclar amb mètodes especialitzats |
Impacte ambiental | Investigació sobre alternatives basades en bio |
PC Plastic ofereix una resistència a l’impacte excepcional, la transparència i l’estabilitat de la calor, cosa que el fa ideal per a diverses indústries. Comprendre les seves propietats ajuda a maximitzar el seu potencial en aplicacions com l’automoció, l’electrònica i els dispositius mèdics. Amb els avenços continuats en opcions lliures de BPA i policarbonats basats en bio , el futur del plàstic de PC promet encara més sostenibilitat i versatilitat en mercats nous i emergents.
Consells: potser us interessa tots els plàstics
Animal domèstic | Psu | Pe | Pair | Ferk | Pp |
Pom | PPO | TPU | Tpe | San | PVC |
Ap | PC | PPS | ) | PBT | Pmma |
Team MFG és una empresa de fabricació ràpida especialitzada en ODM i OEM comença el 2015.