Пластик полікарбонату (ПК) є скрізь, від фари автомобіля до медичних пристроїв. Чому цей матеріал такий популярний? Його довговічність, прозорість та тепловідповідальність роблять його в незліченну кількість галузей. У цій публікації ви дізнаєтесь, що таке пластиковий ПК , його ключові властивості, і чому він так широко використовується в автомобільній, електроніці тощо.
Що таке ПК Пластики?
Пластик полікарбонату (ПК) -це прозорий, високоефективний термопластичний, відомий своєю міцністю та довговічністю. Він широко використовується в різних галузях через свої виняткові властивості, такі як стійкість до удару та стабільність тепла. ПК часто вибирають над склом, оскільки він легший і рідше зламається. Крім того, він підтримує свою чіткість навіть після тривалого впливу суворих умов.
Хімічна структура полікарбонату (ПК)
Хімічний склад та структура пластику ПК
По суті, PC Plastic - це полімер, виготовлений з карбонатних груп, пов'язаних між собою органічними функціональними групами. Його хімічна структура включає повторювані одиниці наступної форми: –O– (C = O) –O–. Ця структура надає їй високу міцність і гнучкість, навіть при екстремальних температурах. Ключова сировина, що використовується на виробничому ПК.
Нижче наведено спрощене зображення хімічної структури:
| компонентна | формула |
| Бісфенол a | C₁₅h₁₆o₂ |
| Фосген | Кокл₂ |
Ці компоненти проходять процес полімеризації, створюючи сильний і універсальний матеріал, який ми знаємо як пластиковий ПК.
Реакція між бісфенолом А і фосфеном виробляє полікарбонат
Відкриття та розвиток пластику ПК
Відкриття полікарбонатного пластику можна простежити ще до 1950 -х років. Двоє хіміків, доктор Герман Шнелл з Байєра АГ у Німеччині та доктор Даніель У. Фокс з General Electric у США, незалежно розробили ПК приблизно в той же час. Їх робота революціонізувала матеріалознавство, пропонуючи термопластику, що поєднує прозорість, силу та універсальність.
З моменту свого відкриття полікарбонат перетворився на матеріал, який використовується у всьому - від оптичних лінз до автомобільних деталей . Виробники люблять його за його здатність легко формуватися у складні форми, не втрачаючи жодної його довговічності чи оптичної ясності. ПКС часто використовується в Процеси лиття під тиском завдяки його універсальності та простоті формування. Його сила та довговічність роблять це чудовим вибором для Автомобільні деталі та компоненти виробництва , тоді як його оптична ясність робить його ідеальною для Компоненти медичних пристроїв , такі як лінзи та захисне обладнання.
Властивості пластику ПК
PC Plastic може похвалитися вражаючим масивом властивостей. Це робить його матеріалом для різних застосувань.
Прозорість та оптична ясність
ПКС відомі своєю винятковою ясністю. Це настільки прозоро, як скло, що дозволяє:
Понад 90% передачі світла
Відмінні оптичні властивості завдяки його аморфній структурі
Індекс заломлення 1,584 для прозорого полікарбонату
Ці якості роблять ПК ідеальним для лінз, вікон та екранів.
Висока ударність та довговічність
Жорсткість - це середнє ім'я ПК Пластика. Він пропонує:
Вплив сили в 250 разів більше, ніж у склі
Практично нерозривна природа
Здатність підтримувати міцність від -20 ° C до 140 ° C
Це робить ПК ідеальним для обладнання безпеки та додатків з високим стресом.
Теплостійкість та розмірна стабільність
Пластик ПК може зайняти тепло. Це забезпечує:
Термічна стабільність до 135 ° C
Температура з високою теплотою (145 ° С при 264 фунт / кв.дюйм)
Відмінна розмірна стабільність у широкому діапазоні температури
Ці властивості роблять ПК придатним для високотемпературних середовищ.
Полум'яна затримка
PC Plastic не легко піднімається полум'ям. Він пропонує:
Це робить ПК безпечним вибором для електроніки та будівельних матеріалів.
Хімічна стійкість
ПК Пластик може витримати різні хімічні речовини:
Хороша стійкість до розведених кислот та спирту
Середня стійкість до лугів та мастила
Погана стійкість до ароматичних вуглеводнів та концентрованих кислот
Цей профіль опору робить ПК придатним для багатьох промислових програм.
Детальні властивості пластику ПК
Фізичні властивості
| Фізична | вартість властивості/Опис |
| Щільність | 1200 кг/м⊃3; |
| Прозорість | Понад 90% передачі світла |
| Індекс заломлення | 1.584 (для прозорого полікарбонату) |
| УФ -блокування | Забезпечує захист від УФ -випромінювання |
| Поглинання вологи | Низьке поглинання води |
| Обмеження індексу кисню | Високе (точне значення не вказано) |
| Вага | Приблизно половина ваги скла |
| Теплове розширення | 0,065 мм на метр на ступінь Цельсія |
Хімічні властивості
| Хімічна властивість | Опис |
| Фаза в STP | Суцільний |
| Стійкість до спиртів | Висока опір |
| Резистентність до ароматичних вуглеводнів | Хороший опір |
| Резистентність до мастила та масел | Підтримує цілісність при опроміненні |
| Опір до лугів | Середній опір |
| Опір кетонів | Сильний опір |
| Резистентність до розведених кислот | Ефективно витримує експозицію |
| Стійкість до розчинників | Висока опір |
| Резистентність до концентрованих кислот | Поганий опір |
| Опір галогенам | Поганий опір |
Електричні властивості Значення
| електричної властивості | /Опис |
| Діелектрична сила | Високе (точне значення не вказано) |
| Діелектрична константа @ 1 кГц | Ефективна електрична ізоляція (точне значення не вказано) |
| Коефіцієнт розсіювання @ 1 кГц | Низьке (точне значення не вказано) |
| Об'ємний опір | Надзвичайно високе (точне значення не вказано) |
| Електрична ізоляція | Відмінний |
| Продуктивність як діелектрик | Добре у конденсаторів високої стабільності |
Примітка. Стаття не надає конкретних чисельних значень для більшості цих властивостей, натомість описуючи їх якісно. Якщо потрібні більш точні дані, можуть знадобитися подальше дослідження або тестування.
Механічні властивості
| Механічна | цінність властивості/Опис |
| Кінцева міцність на розрив | 60 МПа |
| Похідна сила | Недоступний |
| Модуль еластичності Янга | 2,3 GPA |
| Брінелл твердість | 80 BHN |
| Вплив сили | В 250 разів більше скла |
| Міцність | Підтримує міцність від -20 ° С до 140 ° C |
| Розмірна стабільність | Відмінно в широкому температурному діапазоні |
| Сила згинання | Високе (точне значення не вказано) |
| Стійкість до стирання | Добрий |
| Втома витривалість | Низький |
Теплові властивості
| теплової цінності | властивості/опису |
| Точка плавлення | 297 ° C |
| Температура переходу скла | 150 ° C |
| Теплопровідність | 0,2 Вт/Мк |
| Конкретна теплоємність | 1200 j/g k |
| Температура відхилення тепла | 145 ° C при 264 фунт / кв.дюйм |
| Термічна стабільність | До 135 ° C |
| Діапазон температури для міцності | -20 ° C до 140 ° C |
| Температура розплаву (для обробки) | 280-320 ° C (ліплення ін'єкції) |
| Температура цвілі (для обробки) | 80-100 ° C (ліплення ін'єкції) |
| Температура екструзії | 230-260 ° C |
| Температура 3D -друку | 260-300 ° C |
| Температура ліжка (для 3D -друку) | 90 ° С або вище |
Застосування пластику ПК
Пластик полікарбонату (ПК) використовується в широкому діапазоні галузей через його довговічність, прозорість та стійкість до тепла та впливу. Його універсальність робить її необхідною для автомобільної, електроніки, будівництва та навіть медичних полів.
Автомобільна промисловість
PC Plastic відіграє вирішальну роль у автомобільному секторі, особливо для його легких та довговічних властивостей. Його використання підвищує продуктивність транспортного засобу, забезпечуючи безпеку.
Об'єктиви фари : Чіткість та міцність ПК роблять його ідеальним для фарм для автомобілів, пропонуючи кращу стійкість до удару порівняно зі склом.
Внутрішні компоненти : Від інформаційних панелей до панелей PC Plastic забезпечує міцність і довговічність, навіть при високих температурах.
Сунали та панелі : Легкий характер ПК допомагає зменшити загальну вагу транспортних засобів, підвищення ефективності та продуктивності палива.
Побутова електроніка
PC Plastic широко використовується в галузі електроніки, завдяки чудовій електричній ізоляції та стійкості до удару.
Смартфон та корпуси ноутбуків : опір впливу ПК гарантує, що ці пристрої залишаються захищеними від крапель та пошкоджень.
Виробництво CD та DVD : його оптична чіткість та довговічність роблять його ідеальним для виробництва оптичних дисків, які потребують точного зберігання даних.
Електричні ізолятори : ПК -пластик забезпечує чудову ізоляцію в електронних компонентах, зменшуючи ризик електричних збоїв.
Будівельне та безпечне обладнання
У галузі будівництва та безпеки PC Plastic виділяється своєю стійкістю до удару та прозорості.
Куленепроникні вікна : Жистка ПК робить його ідеальним для куленепроникних застосувань, де міцність є критичною.
Окуляри безпеки та екрани для обличчя : його поєднання чіткості та захисту забезпечує максимальну видимість та безпеку в небезпечних умовах.
Паличкові панелі : УФ -стійкість та прозорість ПК ПК роблять його ідеальним для парникових панелей, забезпечуючи рослинам оптимальне сонячне світло, захищаючи від пошкодження навколишнього середовища.
Медична та харчова промисловість
Завдяки своїй чіткості та довговічності пластик ПК зазвичай використовується в медичних та продуктах харчування.
Медичні пристрої : Він може витримати процеси стерилізації, що робить його придатним для інкубаторів, хірургічних інструментів та діалізних машин.
Контейнери для харчових продуктів : ПК часто використовується для зберігання їжі завдяки своїй стійкості до удару та термостійкості.
Дитячі пляшки (варіанти без BPA) : ПК без BPA забезпечує безпеку для немовлят, зберігаючи при цьому прозорість та довговічність.
Оптичні програми
PC Plastic сяє в оптичних додатках, завдяки своїй чудовій чіткості та стійкості до удару.
Об'єктиви окулярів : лінзи ПК легкі, високо міцні та стійкі до розбиття, що робить їх більш безпечними, ніж традиційне скло.
Об'єктиви камери : ПК використовується для лінз камери, де оптична ясність і міцність є критичними для високоякісних зображень.
Оптичні диски : компакт-диски, DVD та Blu-ray диски покладаються на пластик ПК для точності та довгострокової довговічності.
Методи обробки для ПК пластику
Пластик полікарбонату (ПК) обробляється за допомогою різноманітних методів, кожен з них, розроблений для задоволення конкретних потреб у застосуванні. Від ліплення ін'єкцій до 3D -друку, вибір техніки залежить від вимог кінцевого продукту.
Підприємство для ін'єкцій
Мовдання ін'єкцій - популярний метод вироблення деталей ПК.
Огляд процесу:
Розтопіть пластик ПК
Введіть його у форму під високим тиском
Прохолодно і зміцнюйте матеріал
Основні параметри для лиття введення ПК:
Температура розплаву: 280-320 ° C
Температура цвілі: 80-100 ° C
Усадка ліплення: 0,5-0,8%
Переваги:
Ідеально підходить для складних форм
Високі показники виробництва
Відмінна розмірна точність
Виклики:
Екструзія
Екструзія широко використовується для створення безперервних профілів ПК.
Типи продуктів екструзії ПК:
Простирадла
Профілі
Довгі труби
Температура екструзії та налаштування:
Застосування екструдованого ПК:
Покрівля
Склопакет
Компактні диски
Екструзія дозволяє створювати довгі, безперервні форми з послідовними перерізами.
Термоформування та підписання
Ці методи ідеально підходять для створення порожнистих частин ПК.
Опис процесу:
Термоформування: нагрівайте лист ПК, утворюйте над формою
Міністрування: Формуйте розплавлений ПК у порожнисту трубку, надутуйте, щоб пристосувати цвіль
Підходящі додатки для ПК:
Пляшки
Контейнери
Великі, порожні частини
Поради щодо успішного термоформування/підписання:
Забезпечте належне висихання ПК перед обробкою
Контролювати нагрівання, щоб уникнути перегріву або нерівномірного нагріву
Використовуйте відповідні агенти вивільнення цвілі
Ці методи чудово підходять для отримання великих, порожнистих частин зі складними формами.
3D -друк з пластиком ПК
3D -друк відкриває нові можливості для ПК -пластику.
3D -методи друку для ПК:
Оптимальні параметри принтера:
Температура друку: 260-300 ° C
Температура ліжка: 90 ° С або вище
Швидкість друку: 30-60 мм/с
Міркування дизайну для 3D -друкованих деталей ПК:
Товщина стінки: мінімум 1 мм для невеликих деталей, 1,2 мм для більших частин
Структури підтримки: необхідні для навичок або кутів, вужчих, ніж 45 °
Анізотропія: Розгляньте орієнтацію друку для оптимальної сили
3D -друк дозволяє Швидке прототипування та невелике виробництво складних частин ПК.
Дизайн за допомогою пластику ПК
Проектування за допомогою пластику ПК пропонує велику гнучкість завдяки своїй міцності та прозорості. Однак для оптимізації продуктивності дизайнерам потрібно враховувати кілька факторів, таких як товщина стінок, орієнтація на друк та структури підтримки. Нижче наведені ключові вказівки, які допоможуть вам розробити ефективні деталі за допомогою пластику ПК.
Настанови про товщину стіни
Правильна товщина стіни має вирішальне значення для частин ПК:
Невеликі деталі (<250 х 250 х 300 мм): мінімум 1 мм товщина
Більші деталі: мінімум товщиною 1,2 мм
Уникайте надмірно товстих стін, щоб запобігти відходам матеріалу та деформації
Ці вказівки особливо важливі, коли Проектування для лиття ін'єкції.
Якість поверхні та орієнтація на друк
Орієнтація на друк впливає на якість поверхні та міцність:
Вертикальний друк: краща якість поверхні
Горизонтальний друк: може показати 'ефект сходи '
Розгляньте, які поверхні потрібно найкраще обробити при виборі орієнтації
Анізотропія та слабкі моменти
Частини ПК можуть мати силу спрямованості через друк шару за шаром:
Уникайте особливостей, що потребують міцності, паралельної базовій площині
Проектувати деталі для розподілу напруги через шари, коли це можливо
Розмірна точність
ПК пропонує високу розмірну точність у 3D -друку:
Стандартна точність: 0,15% (нижня межа ± 0,2 мм)
Розглянемо допуски при проектуванні замикаючих деталей
Ця точність робить ПК придатним для точне виробництво.
Підтримуйте структури
Структури підтримки є важливими для певних особливостей:
Необхідні для навичок або кутів вужче, ніж 45 °
Вручну знятий після друку
Проектувати деталі, щоб мінімізувати потребу в підтримках, де це можливо
Тиснення та гравіровані деталі
Керівні принципи для оптимальних рельєфних та гравірованих особливостей:
| функції | Мінімальна глибина товщини | Мінімальна товщина |
| Гравірований текст | 1 мм | 0,3 мм |
| Рельєфний текст | 2,5 мм | 0,5 мм |
Переплетення та рухомих деталей
ПК дозволяє друкувати комплексні, рухомі збірки:
Мінімальний зазор: 0,4 мм між рухомими частинами
Подумайте про використання водорозчинних матеріалів для підтримуючих для складних конструкцій
Вимоги до формату файлу
Використовуйте сумісні формати файлів для плавного виробництва:
Прийняті формати: STL, 3DS, OBJ, Крок
Надішліть лише одну модель на частину
Приклади дизайну
Баланс сили, вартість та зовнішній вигляд у ваших проектах:
Стороні конструкції для легких, але сильних деталей
Ребристі конструкції для поліпшення жорсткості без зайвого матеріалу
Округлі кути для зменшення концентрації стресу
Ці міркування дизайну мають вирішальне значення для Автомобільні деталі та компоненти Виробництво.
Поради щодо проектування деталей ПК для 3D -друку
Оптимізуйте свої конструкції для 3D -друк :
Орієнтуйте частини, щоб мінімізувати структури підтримки
Використовуйте поступові переходи між товстими та тонкими секціями
Розгляньте напрямок друку при проектуванні на міцність
Включіть кути самопідтримування (> 45 °), де це можливо
Розробіть порожнисті деталі зі зливними отворами для видалення смоли
Дотримуючись цих вказівок, ви можете ефективно розробити пластикові деталі ПК для різних застосувань, від споживчі товари до Медичні пристрої.
Покращення пластикових продуктів ПК
Продуктивність полікарбонату (ПК) може бути значно вдосконалена, додавши різні добавки, змішування з іншими матеріалами та застосовуючи обробку на поверхню. Ці методи розширюють тривалість життя матеріалу і роблять його придатним для більш вимогливих додатків.
Добавки та підкріплення
Добавки можуть значно підвищити властивості ПК. Ось як:
УФ -стабілізатори
Захистіть ПК від деградації УФ -світла
Зазвичай використовуються стабілізатори на основі бензотріазолу
Посилити довговічність у зовнішніх додатках
Полум'яні затримки
Підсилення скловолокна
Посилює механічні властивості
Покращує модуль розтягування, міцність на згинання та міцність на розрив
Може підвищити стійкість до повзучості до 28 МПа при 210 ° F
ПК -суміші та сплави
Змішування ПК з іншими матеріалами створює потужні комбінації:
ПК/ABS суміші
Поєднайте жорсткість ПК з процесамністю ABS
Запропонуйте відмінний баланс нерухомості
Широко використовується в автомобільній та електронічній галузі
ПК/PBT суміші
Забезпечити більш високу хімічну стійкість, ніж суміші ПК/ПЕТ
Пропонують чудову теплову стійкість
Ідеально підходить для застосувань, що потребують хімічної та термічної стабільності
Інші поширені сплави ПК
ПК/ПЕТ -суміші: добре для додатків, що потребують хімічної стійкості
Суміші ПК/PMMA: підвищення опору подряпин, зберігаючи прозорість
Ці суміші оптимізують властивості ПК для конкретних додатків, розширюючи його універсальність.
Поверхневі обробки та покриття
Модифікації поверхні можуть вирішити обмеження ПК:
Тверді покриття для подряпини
Поліпшити міцність поверхонь ПК
Особливо корисно в оптичних додатках
Посилити опір MAR у середовищах з високим одягом
Лікування проти туману
Запобігти конденсації на поверхнях ПК
Корисно в програмах автомобільного та безпечного обладнання
Підтримуйте ясність у зміні температурних умов
Металізація поверхонь ПК
Додайте металевий вигляд до частин ПК
Поліпшення електромагнітних екранувальних властивостей
Посилити естетичну привабливість у споживчих продуктах
Ці методи лікування розширюють функціональність ПК, що робить його придатним для ще більшої кількості додатків.
Міркування щодо вибору пластику ПК
Вибираючи пластик ПК для проекту, слід врахувати кілька ключових факторів. Від ефективності витрат та обробки до наявності та порівняння з альтернативними матеріалами, розуміння цих елементів допоможе вам прийняти найкраще рішення для вашої програми.
Вартість та бюджет
ПК Пластики може бути більш цінним, ніж деякі альтернативи:
Як правило, дорожче, ніж ABS або акрил
Вартість виправдана вищими властивостями у багатьох програмах
Розглянемо довгострокову вартість проти початкових інвестицій
Порада.
Продуктивність обробки та розмір партії
Характеристики обробки ПК впливають на виробництво:
Висока в'язкість вимагає ретельного контролю температури
Чутливість до вологи вимагає ретельного висихання перед обробкою
Підходить як для малих, так і для великих виробничих пробіжок
Розгляньте обсяг виробництва та доступне обладнання при виборі ПК.
Час і доступність
Фактори, що впливають на наявність пластику ПК:
Як правило, широко доступний у різних постачальників
Спеціальні оцінки можуть мати довші часи відведення
Глобальні порушення ланцюгів поставок можуть вплинути на доступність
Плануйте заздалегідь і підтримуйте добрі стосунки з постачальниками, щоб забезпечити своєчасну доставку.
Порівняння з іншими інженерними пластмасами
Давайте порівнюємо ПК із загальними альтернативами:
| властивість | ПК | акрил (PMMA) | ABS |
| Вплив сили | Відмінний | Добрий | Дуже добре |
| Прозорість | Високий | Відмінний | Непрозорий |
| Теплостійкість | Високий | Помірний | Помірний |
| УФ -опір | Добрий | Відмінний | Бідний |
| Вартість | Вищий | Помірний | Опускатися |
Плюси ПК:
Мінуси ПК:
Розглянемо ці фактори при виборі між ПК та іншими пластмасами для вашого конкретного застосування.
Безпека та екологічні міркування
Використовуючи пластик ПК , важливо враховувати як його безпеку для споживачів, так і вплив на навколишнє середовище. Від схвалення FDA для контакту з до наявності варіантів без BPA , є кілька факторів, які забезпечують їжею безпечне та екологічне.
Затвердження FDA для заявки на контакт з продуктами харчування
Пластичний пластик зазвичай використовується в продуктах, пов'язаних з їжею, таких як пляшки з водою , дитячі пляшки та контейнери для зберігання їжі . Він отримав схвалення FDA для багатьох заявок на контакт з продуктами харчування. Це схвалення гарантує, що пластик ПК відповідає суворим стандартам безпеки для упаковки та обробки продуктів харчування, що робить його надійним матеріалом у харчовій промисловості. Однак важливо перевірити, чи пластику ПК , відповідає всім регуляторним вимогам, особливо при роботі з їжею чи напоями. відповідає конкретна ступінь
Пластичні параметри без BPA ПК
Одне занепокоєння, яке часто піднімається на ПК -пластику, - це наявність бісфенолу A (BPA) , хімічної речовини, яка була ретельно вивчена для його потенційних ризиків для здоров'я. Деякі дослідження свідчать про те, що BPA може переживати їжу або напої з пластикових контейнерів. Щоб вирішити це, багато виробників тепер пропонують без BPA . пластикові варіанти ПК Ці альтернативи забезпечують таку ж довговічність та чіткість, що і традиційний пластик ПК, але усувають ризик, пов’язаний з BPA . Для таких продуктів, як дитячі пляшки або контейнери для води , вибір матеріалів , що не містять BPA, є більш безпечним, здоровим вибором для споживачів.
Переробка та вплив на навколишнє середовище пластику ПК
PC Plastic підлягає переробці, що зменшує його екологічний слід. Багато продуктів ПК можна збирати, обробляти та реформувати в нові матеріали, що допомагає зберегти ресурси. Переробка полікарбонату часто включає хімічні процеси, де матеріал розбивається на мономери для подальшої полімеризації. Крім того, пластик ПК позначається кодом переробки '7, ', що вказує, що він підлягає переробці, але вимагає спеціалізованих засобів.
Незважаючи на свою переробку, існують проблеми в забезпеченні пластику ПК , оскільки не всі центри переробки можуть його обробити. належної переробки Постійні дослідження мають на меті покращити методи переробки та навіть створити полікарбонатів на основі біо-на основі , що ще більше зменшує вплив навколишнього середовища. Ця інновація пропонує потенціал для більш стійких варіантів пластикових ПК у майбутньому.
| власності | Деталі |
| Затвердження FDA | Затверджено для заявок на контакт з продуктами харчування |
| Параметри без BPA | Доступні для безпечніших контейнерів для їжі |
| Переробка | Можна переробити спеціалізованими методами |
| Вплив на навколишнє середовище | Дослідження альтернатив на основі біо |
Висновок
PC Plastic пропонує виняткову стійкість до удару, прозорість та стабільність тепла, що робить його ідеальним для різних галузей. Розуміння його властивостей допомагає максимізувати свій потенціал у таких програмах, як автомобільна, електроніка та медичні пристрої. Завдяки постійному просуванню в без BPA та опціонах полікарбонатів на основі біо-на основі біологічного на основі , майбутнє пластичного ПК обіцяє ще більшу стійкість та універсальність на нових та нових ринках.
Поради: Ви, можливо, зацікавлені в All Plastics
