聚碳酸酯塑膠

聚碳酸酯塑膠

聚碳酸酯塑膠, 以聚碳酸酯為主要成分的塑膠。聚碳酸酯是非晶態聚合物,在熔化和冷卻後變成透明的玻璃狀物,具有優良的光學和力學性能。熔點較高,也能耐低溫,吸水性小,其耐衝擊性、絕緣性和抗老化性均較好,還能耐受無機及有機稀酸等。 可製作標牌、儀器外殼、家具、汽車車燈、電器零件、儀器儀錶盤等。聚碳酸酯作為光碟基片的用量有較大增長。

簡介

聚碳酸酪雖然有很好的韌度和力學性能,但耐環境應力開裂性差,缺口敏感性高,因而成型帶金屬嵌件的製件比較困難。

聚碳酸酯塑膠的結晶傾向較小,無準確熔點,一般被認為是非結晶形塑膠。其玻璃化溫度較高,為149~150℃,熔融溫度為215~225℃,成型溫度可控制在250~310℃。

聚碳酸酯的熱穩定性和力學強度隨相對分子質量的增加而提高,熔融黏度也隨相對分子質量的增加而明顯地加大。用於注射成型的聚碳酸酯相對分子質量一般為2萬~4萬。

聚碳酸酯的熔融黏度較尼龍,聚苯乙烯、聚乙烯大得多,這對注射充模有影響,因為流動長度隨黏度增大而縮短。其流動特性接近於牛頓流體,熔融黏度受剪下速率的影響較小,對溫度的變化則十分敏感。因此,在注射成型過程中,通過提高溫度來降低黏度比增大壓力更有效。

成型工藝

1.原料的預熱乾燥

為了保證製件質量,成型前,必須對原料充分乾燥。乾燥方法可採用沸騰床乾燥(溫度120~130℃,時間1~2h);真空乾燥[溫度110℃,真空度0.96MPa(720mmHg)以上,時間10~25 h];普通烘箱乾燥(溫度110~120℃,時間25~48 h)。乾燥時間不能過長,否則樹脂顏色加深,容易造成性能下降。於燥後水分應不大於0.03%。注射時,料斗應是封閉的,而且其中可加設加熱裝置(紅外線燈或電加熱),料溫允許達到120℃,藉以防止乾燥後的樹脂再吸濕。料斗的加料量應不超過0.5~1 h的用量。已乾燥好的物料如不立即使用,應在密閉容器內保存。使用時,應在120℃溫度下再千燥4 h以上。濕含量是否合格,快的檢驗方法是在注射機上米用“對空注射”法,如果從噴嘴緩慢流出的物料是均勻無色、光亮無銀絲和氣泡的細條,即為合格。

2.成型溫度

成型溫度的選擇與樹脂相對分子質量及其分布,製件的形狀及壁厚、注射成型機的類型等有關,一般控制在250~310℃範圍內。注射成型宜選用相對分子質量稍低的樹脂,但其韌度不免有所降低。選用的樹脂,其K值以在52~54較為適宜。薄壁製件,成型溫度應偏高,以在285~305℃為好;厚壁(厚度大於10 mm)的製件的成型溫度可略低,以250~280℃為宜。由於厚壁製件成型周期長,塑膠在料筒內塑化較好;再者,厚壁製件所用澆口及型腔尺寸較大,所以塑膠熔體流動阻力小,在稍低溫度下亦能成型。如溫度超過290℃,注射周期加長,過熱分解的傾向就會增大,對製件的綜合性能有損。不同類型的注射機,成型溫度也不一樣,螺桿式為260~285℃,柱塞式則為270~310℃。兩類注射機上的噴嘴均應加熱,溫度為260~310℃。加料口一端的料筒溫度應在聚碳酸酯的軟化溫度以上,一般要求大於230℃,以減少料塞的阻力和注射壓力損失。

3.注射壓力

聚碳酸酯的熔融黏度較高,成型薄壁或形狀複雜的製件需要較大的注射壓力。使用柱塞式注射機,一般注射壓力為100~160 MPa,而螺桿式注射機為80~130 MPa。保壓時間對製件內應力影響較大。為獲得各項性能良好的製件,選用高料溫和低壓力是適宜的,這將減少製品的殘餘壓力。保壓時間過長,不僅內應力大,製件易開裂使強度降低,同時會延長成型周期。通常注射速度約在8~10 m/s之間。

4.模具溫度

製件中的內應力,通常與冷卻時的料溫和模溫之間的差值大致成正比關係。因此,模溫應儘量高。聚碳酸酯塑膠製件能在140℃模溫的情況下順利脫模,所以模溫一般可保持為85~140℃。模溫過高時,製件冷卻慢,成型周期長,且易發生黏模,使製件在脫模過程中產生變形。

5.製件的熱處理

聚碳酸酯製件的內應力可通過熱處理來消除,熱處理溫度應選擇在玻璃化溫度以下16~20℃。一般控制為125~135℃。處理時間視製件厚度和形狀而定。製件越厚,時間越長。

聚碳酸酯的性能與特徵

聚碳酸酯(PC)是在大分子主鏈中含有碳酸酯鏈節的高分子化合物的總稱。PC是聚碳酸酯的縮寫代號。聚碳酸酯的生產方法有酯交換法和光氣化法。目前套用量最大、用途較廣的是雙酚A型芳香族聚碳酸酯和工程塑膠玻璃纖維增強聚碳酸酯。

聚碳酸酯是一種透明、白色或微黃色聚合物,無定形,無味、無毒;製品剛硬,耐衝擊,有良好的韌性,吸水率較低;力學性能優良。但耐疲勞強度低,容易產生開裂;耐熱性和耐寒性較好,套用溫度範圍為-60~120℃,熱變形溫度為135℃左右,溫度在220~230℃呈熔融態,分解溫度>310℃;熔融體黏度大,流動性差,成型加工難度較大,但著色性好;有較好的電絕緣性,不易燃,有白熄性;耐酸、鹽類和油、脂肪烴及醇,不耐氯烴、鹼、胺、酮等介質,易溶於二氯甲烷、二氯乙烷等氯代烴類溶劑中。

製品成型方法

聚碳酸酯在成型製品前,應先將原料在120~130℃的熱風循環烘箱中乾燥處理10h左右,使原料的含水量小於0.03%。

乾燥處理後的原料,可採用擠出、注塑、吹塑和真空成型等方法。成型塑膠各種板、管、容器和薄膜等製品。

聚碳酸酯成型加工時,機筒的加料段溫度在230℃左右,塑化段溫度在250℃左右,均化段溫度在270℃左右,注射壓力在40~120MPa範圍內,模具溫度在100℃左右。為了消除製件的內應力,製品成型後要在120℃左右的溫度中進行熱處理。可採用油浴法,也可在烘箱中進行熱處理。

用途

聚碳酸酯是一種綜合性能優良的工程塑膠,其製品廣泛套用在機械、電子電器工業、交通運輸和紡織工業、醫療和生活日用品中。

①機械方面,各種工作負荷不大的齒輪、齒條、凸輪、蝸桿、螺釘、螺母、管件、葉輪、閥門用零件、照相器材用零件及鐘錶用零件等。

②電子電器工業,作電子計算機、電視機、收音機、音響設備和家用電器等的絕緣接外掛程式、線圈框架、墊片等,儀表外殼,手電鑽外殼,吹風機,燈具和控制器等。

③生活日用品,太陽眼鏡、打火機、菸具、洗澡盆、頭盔、燈片、餐具、信號燈體及啤酒瓶等。

④軍工方面,飛機、汽車和船用風擋玻璃,反坦克地雷,槍械握把,潛望鏡等。

⑤其他方面,如紡織工業用各種緯紗管、紗管、毛紡管等,建築業和農業中用作高衝擊強度的玻璃窗和玻璃暖房具,具有很高的安全性和裝飾性。

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