聚碳酸酯
聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機械性能較低,從而限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲的了工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性,現(xiàn)已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。
目 錄1簡介2成分3性質(zhì)3.1 化學(xué)3.2 物理3.3 分類3.4 主要性能3.5 PC塑料的粘接4應(yīng)用4.1 建材行業(yè)4.2 汽車制造業(yè)4.3 醫(yī)療器械
1簡介中文名:聚碳酸酯[1]聚碳酸酯管別名:聚碳酸脂 2,2-雙(4-羥基苯基) 丙烷聚碳[2]酸酯 聚碳酸酯(阻燃) 聚碳酸酯(著色)英文名:Polycarbonate常用縮寫:PC化學(xué)名:2,2'-雙(4-羥基苯基)丙烷聚碳酸酯CAS編號:25037-45-02成分聚碳酸酯是一種強韌的熱塑性樹脂,其名稱來源于其內(nèi)[1]部的CO3基團??捎呻p酚A和氧氯化碳(COCl2)合成?,F(xiàn)較多使用的方法為熔融酯交換法(雙酚A和碳酸二苯酯通過酯交換和縮聚反應(yīng)合成)。雙酚A和碳酸二苯酯反應(yīng)原理:3性質(zhì)化學(xué)聚碳酸酯(PC)是碳酸的聚酯類,碳酸本身并不穩(wěn)定,但其衍生物(如光氣,尿素,碳酸鹽,碳酸酯)都有一定穩(wěn)定性。按醇結(jié)構(gòu)的不同,可將聚碳酸酯分成脂族和芳族兩類。脂族聚碳酸酯。如聚亞乙基碳酸酯,聚三亞甲基碳酸酯及其共聚物,熔點和玻璃化溫度低,強度差,不能用作結(jié)構(gòu)材料;但利用其生物相容性和生物可降解的特性,可在藥物緩釋放載體,手術(shù)縫合線,骨骼支撐材料等方面獲得應(yīng)用。聚碳酸酯耐弱酸,耐弱堿,耐中性油。聚碳酸酯不耐紫外光,不耐強堿。PC是一種線型碳酸聚酯,分子中碳酸基團與另一些基團交替排列,這些基團可以是芳香族,可以是脂肪族,也可兩者皆有。雙酚A型PC是最重要的工業(yè)產(chǎn)品。PC是幾乎無色的玻璃態(tài)的無定形聚合物,有很好的光學(xué)性。PC高分子量樹脂有很高的韌性,懸臂梁缺口沖擊強度為600~900J/m,未填充牌號的熱變形溫度大約為130°C ,玻璃纖維增強后可使這個數(shù)值增加10°C。PC的彎曲模量可達2400MPa以上,樹脂可加工制成大的剛性制品。低于100°C 時,在負載下的蠕變率很低。PC耐水解性差,不能用于重復(fù)經(jīng)受高壓蒸汽的制品。PC主要性能缺陷是耐水解穩(wěn)定性不夠高,對缺口敏感,耐有機化學(xué)品性,耐刮痕性較差,長期暴露于紫外線中會發(fā)黃。和其他樹脂一樣,PC容易受某些有機溶劑的浸濁。PC材料具有阻燃性,耐磨。抗氧化性。物理密度:1.18-1.22 g/cm^3 線膨脹率:3.8×10^-5 cm/°C 熱變形溫度:135°C 低溫-45°C聚碳酸酯無色透明,耐熱,抗沖擊,阻燃BI級,在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐沖擊性能好,折射率高,加工性能好,不需要添加劑就具有UL94 V-0級阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價格較低,并可通過本體聚合的方法生產(chǎn)大型的器件。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。聚碳酸酯分類防靜電PC,導(dǎo)電PC,加纖防火PC,抗紫外線耐候PC,食品級PC,抗化學(xué)性PC。主要性能a、機械性能:強度高、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定、蠕變也?。ǜ邷貤l件下也極少有變化);b、耐熱老化性:增強后的UL溫度指數(shù)達120~140℃(戶外長期老化性也很好);c、耐溶劑性:無應(yīng)力開裂;d、對水穩(wěn)定性:遇水易分解(高溫、高濕環(huán)境下使用需謹慎);e、電氣性能:1、絕緣性能:優(yōu)良(潮濕、高溫也能保持電性能穩(wěn)定,是制造電子、電氣零件的理想材料);2、介電系數(shù):3.0-3.2;3、耐電弧性:120s;f、成型加工性:普通設(shè)備注塑或擠塑。由于結(jié)晶速度快,流動性好,模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時,僅需幾秒鐘,對大部件也只要40-60s即可。PC塑料的粘接根據(jù)不同需要,可以選擇以下粘合劑:1.G-933:單組分常溫固化軟彈性防震粘合劑,耐高低溫,不同粘度粘接速度幾秒至幾個小時固化完畢。2. KD-833瞬間粘接劑,可以數(shù)秒鐘或數(shù)十秒鐘快速粘合PC塑料,但膠層硬脆,不耐60度以上熱水浸泡。3. QN-505,雙組分膠,膠層柔軟,適合PC塑料大面積粘接或復(fù)合。但耐高溫性能較差。4.QN-906:雙組分膠,耐高溫。5.G-988:單組份室溫硫化膠,固化后是彈性體具有優(yōu)秀的防水,防震粘合劑,耐高低溫, 1-2mm厚度的話,10分鐘左右初固,5-6小時基本固化,有一定的強度。完全固化的話需要至少24小時。單組份,不需要混合,擠出后涂抹靜置即可,無需加溫。6.KD-5606:UV紫外線固化膠,粘合透明PS片材及板材,可達無痕跡效果,需要用紫外線燈照射固化。粘后效果美觀。但耐高溫性能較差。4應(yīng)用PC工程塑料的三大應(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)機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。PC可用作門窗玻璃,PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗,用于飛機艙罩,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、點式滑動指示器, PC樹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,帶加強筋汽車前后檔板,反光鏡框,門框套、操作桿護套、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、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、真空吸塵器,洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄,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合金可做計算機架,外殼及輔機,打印機零件。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,防護面罩,墨鏡和運動護眼罩。 PC薄膜廣泛用于印刷圖表,醫(yī)藥包裝,膜式換向器[3]。聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復(fù)合、高功能、專用化、系列化方向發(fā)展,已推出了光盤、汽車、辦公設(shè)備、箱體、包裝、醫(yī)藥、照明、薄膜等多種產(chǎn)品各自專用的品級牌號。建材行業(yè)聚碳酸酯板材具有良好的透光性,抗沖擊性,耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩(wěn)定性和良好的成型加工性能,使其比建筑業(yè)傳統(tǒng)使用的無機玻璃具有明顯的技術(shù)性能優(yōu)勢。中國建有聚碳酸酯建材中空板生產(chǎn)線20余條,年需用聚碳酸酯7萬t左右,到2005年達到14萬t。汽車制造業(yè)聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能,而且耐候性好、硬度高,因此適用于生產(chǎn)轎車和輕型卡車的各種零部件,其主要集中在照明系統(tǒng)、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。根據(jù)發(fā)達國家數(shù)據(jù),聚碳酸酯在電子電氣、汽車制造業(yè)中使用比例在40%~50%,中國在該領(lǐng)域的使用比例只占10%左右,電子電氣和汽車制造業(yè)是中國迅速發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),未來這些領(lǐng)域?qū)厶妓狨サ男枨罅繉⑹蔷薮蟮摹nA(yù)計2005年中國汽車總量達300多萬輛,需求量達到3萬t,因而聚碳酸酯在這一領(lǐng)域的應(yīng)用是極有拓展?jié)摿Φ?。醫(yī)療器械由于聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒,且不發(fā)生變黃和物理性能下降,因而被廣泛應(yīng)用于人工腎血液透析設(shè)備和其他需要在透明、直觀條件下操作并需反復(fù)消毒的醫(yī)療設(shè)備中。如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)面罩、一次性牙科用具、血液分離器等。醫(yī)療級PC料 制作成的注射器航空、航天隨著航空、航天技術(shù)的迅速發(fā)展,對飛機和航天器中各部件的要求不斷提高,使得PC在該領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨增加。據(jù)統(tǒng)計,僅一架波音型飛機上所用聚碳酸酯部件就達2500個,單機耗用聚碳酸酯約2噸。而在宇宙飛船上則采用了數(shù)百個不同構(gòu)型并由玻璃纖維增強的聚碳酸酯部件及宇航員的防護用品等。包裝領(lǐng)域在包裝領(lǐng)域出現(xiàn)的新增長點是可重復(fù)消毒和使用的各種型號的儲水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質(zhì)量輕,抗沖擊和透明性好,用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且保持透明的優(yōu)點,一些領(lǐng)域PC瓶已完全取代玻璃瓶。據(jù)預(yù)測,隨著人們對飲用水質(zhì)量重視程度的不斷提高,聚碳酸酯在這方面的用量增長速度將保持在10%以上,預(yù)計到2005年將達到6萬t。電子電器由于聚碳酸酯在較寬的溫、濕度范圍內(nèi)具有良好而恒定的電絕緣性,是優(yōu)良的絕緣材料。同時,其良好的難燃性和尺寸穩(wěn)定性,使其在電子電器行業(yè)形成了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。聚碳酸酯樹脂主要用于生產(chǎn)各種食品加工機械,電動工具外殼、機體、支架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。而且對于零件精度要求較高的計算機、視頻錄像機和彩色電視機中的重要零部件方面,聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價值。光學(xué)透鏡聚碳酸酯以其獨特的高透光率、高折射率、高抗沖性、尺寸穩(wěn)定性及易加工成型等特點,在該領(lǐng)域占有極其重要的位置。采用光學(xué)級聚碳酸配制作的光學(xué)透鏡不僅可用于照相機、顯微鏡、望遠鏡及光學(xué)測試儀器等,還可用于電影投影機透鏡、復(fù)印機透鏡、紅外自動調(diào)焦投影儀透鏡、激光束打印機透鏡,以及各種棱鏡、多面反射鏡等諸多辦公設(shè)備和家電領(lǐng)域,其應(yīng)用市場極為廣闊。聚碳酸酯在光學(xué)透鏡方面的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域便是作為兒童眼鏡、太陽鏡和安全鏡和成人眼鏡的鏡片材料。世界眼鏡業(yè)聚碳酸酯消費量年均增長率一直保持在20%以上,顯示出極大的市場活力。光盤隨著信息產(chǎn)業(yè)的倔起,由光學(xué)級聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲介質(zhì),正在以極快的速度迅猛發(fā)展。聚碳酸酯以其優(yōu)良的性能特點因而成為世界光盤制造業(yè)的主要原料。世界光盤制造業(yè)所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費量的20%,其年均增長速度超過10%。中國光盤產(chǎn)量增長迅速,據(jù)國家新聞出版總署公布的數(shù)字,2002年全國共有光盤生產(chǎn)線748條,年耗光學(xué)級聚碳酸酯約8萬噸,且全部進口。因而聚碳酸酯在光盤制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景是極為廣闊的。PC 料制作成的光盤5改性及用途改性PC的目的是為了增韌,改良成型加工性能,減少殘余變形,增加阻燃性等,具體能改性PC的品種有:PC/ABS可提高彎曲模量、耐熱性、電鍍性能等。PC/PET、PBT工可改善耐藥品性,耐溶劑料性等。PC/PMMA加入有機玻璃可提高外觀珠光色彩。PC/PA、 HIPS可提高沖擊韌性、表面光潔度。PC/HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐氣候性,而LDPE效果較差。PC用玻纖或談纖維進行增強改性,提高機械強度。并用溴類阻燃劑和三氧化二銻,可制成阻燃級PC。其他和聚砜、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以進行共混改性,達到經(jīng)濟性和性能之間的平衡。用途光學(xué)照明用于制造大型燈罩、防護玻璃、光學(xué)儀器的左右目鏡筒等,還可廣泛用于飛機上的透明材料。電子電器聚碳酸酯是優(yōu)良的E(120℃)級絕緣材料,用于制造絕緣接插件、線圈框架、管座、絕緣套管、電話機殼體及零件、礦燈的電池殼等。也可用于制作尺寸精度很高的零件,如光盤、電話、電子計算機、視頻錄象機、電話交換器、信號繼電器等通訊器材。聚碳酸酯薄摸還被廣泛用作電容器、絕緣皮包、錄音帶、彩色錄象磁帶等。機械設(shè)備用于制造各種齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿、軸承、凸輪、螺栓、杠桿、曲軸、棘輪,也可作一些機械設(shè)備殼體、罩蓋和框架等零件。醫(yī)療器材可作醫(yī)療用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、藥品容器和手術(shù)器械,甚至還可用作人工腎、人工肺等人工臟器。其它方面建筑上用作中空筋雙壁板、暖房玻璃等;在紡織行業(yè)用作紡織紗管、紡織機軸瓦等;日用方面作奶瓶、餐具、玩具、模型、LED燈外殼和手機外殼等。6制備聚碳酸酯紡織紗管的生產(chǎn),選用光氣法生產(chǎn)的PC為原料,其中新料為80%,再生料為20%。其生產(chǎn)工藝流程如下:配料→干燥→注射→修整→拋光→熱處理→制品。烘箱干燥溫度115-120℃, 16-20小時,物料在料盤上厚度為30毫米以下,使樹脂含水量在0.03%以下。料筒三區(qū)溫度為200-220、 250-280、 260-290℃,噴咀溫度比料筒稍低些,低5-10℃。注射壓力4-6兆帕,成型周期25秒,熱處理溫度115-120℃, 1小時,要采用倒懸式進行熱處理。該紗管比木質(zhì)紗管使用壽命長3倍、尺寸穩(wěn)定、耐候性好,不起毛、光潔度好,能提供各種顏色的紗管,便于搞好班組經(jīng)濟核算。對子廢舊再生PC料,還可以進行增韌處理,頂替新料使用。可在再生PC料中,共混少量的尼龍樹脂,或高抗沖聚苯乙烯樹脂,可使制品的沖擊強度提高1倍以上,彎曲強度也有改善,對樹脂的加工性能、表面光鐸均有所提高了很多。此外,由于尼龍在熔融時粘度極低,能對共混體系中的顏料有優(yōu)良的浸潤包復(fù)作用,破壞了顏料較子的聚集給構(gòu),增加了顏料分散性,為此可降低顏料用最的20%。擠出板PC料一定要干燥,使之含水量降到0.02%以下。PC板原料的分子量應(yīng)選在3.5萬為好。擠出機螺桿長徑比為20:1,桿中的加料段和計量段長度各占全長的25%,而且螺槽深度一定,壓縮段長度為全長的一半。螺桿壓縮比為2.5-3;螺槽深度一般應(yīng)小于4毫米;用銷釘螺桿混煉效果更好。過遮網(wǎng)組可采用80/120/200/120/80目型式。衣架式機頭比較常用,但造價較貴。壓延方法片材的壓延方法有水平方向擠出壓延片,傾斜方向擠出壓延片,向下或向上擠出壓延片。但目前最好的是輥筒傾斜壓延法。典型的PC板擠出條件:機簡溫度260、 280、300℃,機頭溫度2801C、壓延輥筒溫度:上輥121-135℃、中輥129-139℃、下輥132--150℃,螺桿轉(zhuǎn)速12-24轉(zhuǎn)/分,過濾網(wǎng)組40/60/100目。PC板可用于汽車,飛機風(fēng)擋玻璃,波紋板,折板,建筑窗玻璃,體育設(shè)施天棚玻璃等。其他:PC可和ABS共混,提高沖擊強度,ABS添加量為50%時,提高幅度最大。ABS含量過少時如3%,沖擊強度反而下降。PC可和HDPE共混,共中HDPE含量為30%時共混效采較好,可改善沖擊強度,加工流動性能提高,易于充模。LDPE共餛效果很差,出現(xiàn)分層,不能使用。薄膜PC還可做成薄膜,其抗穿刺強度高,適合于焊接,熱封。PC膜表面張力大,在印刷前不需進行電暈處理,電鍍性能也好??捎糜卺t(yī)藥,食品包裝,與紙板復(fù)合作裝飾板等。影響超過100 項研究探索了聚碳酸酯纖維的bisphenol A leachates 在生態(tài)的反應(yīng)。Howdeshell 等發(fā)現(xiàn)在室溫 一種內(nèi)分泌干擾素Bisphenol A(C15H16O2)(雙酚A) 看來從聚碳酸酯纖維動物籠子被滲入水,而它也許是引至對雌鼠生殖器官的發(fā)達的原因。由vom Saal 和休斯在2005 年8月出版在對分析bisphenol A leachate 低藥量影響的文件,似乎發(fā)現(xiàn)了暗示在財政的資助和得出結(jié)論之間有關(guān)系: 工業(yè)界資助的研究看上去傾向于沒有發(fā)現(xiàn)重大作影響; 政府資助的研究傾向于發(fā)現(xiàn)有重大影響。易和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用在聚碳酸酯纖維不應(yīng)使用氧化鈉和其它堿性清潔劑否則導(dǎo)致泄出Bisphenol-A(C15H16O2),一種已知的內(nèi)分泌干擾素 (影響生殖系統(tǒng))。特性:為非結(jié)晶性熱塑性塑料,優(yōu)質(zhì)的耐熱性能、良好的透明度和極高的耐沖擊強度等物理機械性能。優(yōu)點:1、具高強度及彈性系數(shù)、高沖擊強度、使用溫度范圍廣;2、高度透明性及自由染色性;3、H.D.T.高;4、耐疲勞性佳;5、耐候性佳;6、電氣特性優(yōu);7、無味無臭對人體無害符合衛(wèi)生安全;8、成形收縮率低、尺寸安定性良好。物性表1.18g/cm³ASTM D792, ISO 1183熔流率 (260°C/2.16 kg)22g/10 minASTM D1238溶化體積流率(MVR) (260°C/2.16 kg)23.5cm³/10minISO 1133收縮率 - 流動0.40 到 0.60%ASTM D955吸水率 (23°C, 24 hr)0.40%ASTM D570螺旋流長度 3 (260°C)額定值單位測試方法比重1.14g/cm³ASTM D792, ISO 1183熔流率 (260°C/5.0 kg)20g/10 minASTM D1238溶化體積流率(MVR) (260°C/3.8 kg)13.0cm³/10minISO 1133合成工業(yè)上應(yīng)用的聚碳酸酯主要由雙酚A和光氣來合成,其主鏈含有苯環(huán)和四取代的季碳原子,剛性和耐熱性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃,可在15-130℃內(nèi)保持良好地力學(xué)性能,抗沖性能和透明性特好,尺寸穩(wěn)定,耐蠕變,性能優(yōu)于滌綸聚酯,是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易應(yīng)力開裂,受熱時易水解,加工前應(yīng)充分干燥。聚碳酸酯的制法有酯交換法和光氣直接法。(1)酯交換法原理與生產(chǎn)滌綸聚酯的酯交換法相似。雙酚A與碳酸二苯酯熔融縮聚,進行酯交換,在高溫減壓條件下不斷排除苯酚,提高反應(yīng)程度和分子量。酯交換法需用催化劑,分兩個階段進行:第一階段,溫度180-200℃,壓力270-400Pa,反應(yīng)1-3h,轉(zhuǎn)化率為80%-90%;第二階段,290-300℃,130Pa以下,加深反應(yīng)程度。起始碳酸二苯酯應(yīng)過量,經(jīng)酯交換反應(yīng),排出苯酚,由苯酚排出量來調(diào)節(jié)兩基團數(shù)比,控制分子量。苯酚沸點高,從高粘熔體中脫除并不容易。與滌綸聚酯相比,聚碳酸酯的熔體粘度要高得多,例如分子量3萬,300℃時的粘度達600Pa·s,對反應(yīng)設(shè)備的攪拌混合和傳熱有著更高的要求。因此,酯交換法聚碳酸酯的分子量受到了限制,多不超出3萬。(2)光氣直接法光氣屬于酰氯,活性高,可以與羥基化合物直接酯化。光氣法合成聚碳酸酯多采用界面縮聚技術(shù)。雙酚A和氫氧化鈉配成雙酚鈉水溶液作為水相,光氣的有機溶液(如二氯甲烷)為另一相,以胺類(如四丁基溴化銨)作催化劑,在50℃下反映。反映主要在水相一側(cè),反應(yīng)器內(nèi)的攪拌要保證有機相中的光氣及時地擴散至界面,以供反映。光氣直接法比酯交換法經(jīng)濟,所得分子量也較高。界面縮聚是不可逆反應(yīng),并不嚴格要求兩基團數(shù)相等,一般光氣稍過量,以彌補水解損失??杉由倭繂喂倌軋F苯酚進行端基封鎖,控制分子量。聚碳酸酯用雙酚A的純度要求高,有特定的規(guī)格,不宜含有單酚和三酚,否則,得不到高分子量的聚碳酸酯,或產(chǎn)生交聯(lián)。加工PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機加工,最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)大的強迫高彈形變能力。沖擊韌性高,因此可進行冷壓,冷拉,冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應(yīng)大于3萬,要采用漸變壓縮型螺桿,長徑比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PC熔體粘度大(加工性)和制品易應(yīng)力開裂等缺陷, 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,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要貢獻高耐熱性,較好的韌性和沖擊強度,高強度、阻燃性, ABS則能改進可成型性,表觀質(zhì)量,降低密度。聚碳酸酯的性能以及成型參數(shù)見表:(僅供參考)密度1.18~1.20模具溫度50~80收縮率0.5~0.8注射壓力80~130預(yù)熱溫度/°C110~120工藝參數(shù)注射時間20~90時間/h8~10高壓時間0~5料桶溫度/°C后段210~240冷卻時間20~90中段230~280總周期40~190前段240~285螺桿轉(zhuǎn)數(shù)28噴嘴溫度240~250使用注射機類型螺桿式一、原料的干燥1、原料烘干:普通烘干箱溫度110—130,時間2—4小時,機頂料斗烘干箱溫度100—120,要求水分含量低于0.03%。2、判斷水含量是否合格:看空注射的料條情況,物料通過塑化后由噴嘴流出來的料條應(yīng)是均勻無色、無銀絲和無氣泡的細條;否則則是烘干不徹底。二、注射工藝1、注塑機調(diào)整成型參數(shù)(視原料分子量高低調(diào)整):料筒溫度:前部250—310,中部240—280,后部230—250。噴嘴溫度:比后部低10。模具溫度:70—120。注射壓力:70—140MPa。螺桿轉(zhuǎn)速:30—120r/min。成型周期:注射1—25s,冷卻5—40s。三、注意事項1、注射溫度視原料的分子量、制品的形狀和尺寸、注塑機的類型而相應(yīng)調(diào)整。2、注射速度最好采取多級注射,采用慢-快-慢的方法。3、注射壓力視制品的形狀和尺寸而定,柱塞式注塑機一般為100—160MPa,螺桿式注塑機為70—140MPa。4、成型周期視制品壁厚和注射量而定,一般情況下充模時間較短,保壓時間較長,冷卻時間以脫模時不引起制品變形為原則。5、模具溫度視制品的形狀、厚薄而定,適當(dāng)提高模具溫度有利于脫模,提高產(chǎn)品質(zhì)量。6、制品后處理:對于形狀復(fù)雜、帶有金屬嵌件、使用溫度極低或很高的制品有必要進行后處理——消除或減少內(nèi)應(yīng)力。方法:制品置于烘干箱后開始升溫,由室溫升至100—105時保溫10—20min,繼續(xù)升溫至120—125時保溫30—40min,然后緩慢冷卻至60以下取出。7注意事項成型過程問題產(chǎn)生原因 及解決辦法1、銀絲a、原材料受潮————干燥原料b、樹脂過熱分解————減低成型溫度c、螺桿壓縮比小,背壓不足————增加背壓d、模溫過低————加熱模具e、排氣不良————模具分型面開排氣槽2、氣泡a、原材料受潮————干燥原料b、排氣不良————改進模具設(shè)計3、樹脂變色、黑點a、料筒、噴嘴積料————清理料筒和噴嘴b、成型溫度過高————降低成型溫度4、制品未充滿a、物料塑化不夠————提高料筒溫度b、模具溫度過低————提高模具溫度c、噴嘴溢料————調(diào)整模具位置d、注射壓力過低————提高注射壓力e、加料量過少————調(diào)整加料量5、收縮真空泡a、保壓不足————延長保壓時間b、模溫過低————提高模具溫度c、注射壓力過低————提高注射壓力d、模具設(shè)計不合理————增加流道和澆口尺寸e、成型溫度較低————提高料筒溫度6、透明度降低a、原材料受潮————干燥原料b、模具溫度過低————提高模具溫度c、物料過熱分解————降低成型溫度7、熔接痕a、模具設(shè)計不合理————采用環(huán)形澆口和多點澆口b、模具溫度過低————提高模具溫度c、脫模劑過多————減少脫模劑用量d、成型溫度較低————提高料筒溫度8、制品開裂a、模溫過低————提高模具溫度b、成型溫度較低————提高料筒溫度c、物料的相對分子量過小————重新選擇物料d、成型過程中相對分子量下降過多————嚴格干燥,縮短成型周期e、強行脫?!哟笮颓恍倍龋倪M模具結(jié)構(gòu)9、脫模困難a、模內(nèi)冷卻不充分————降低成型溫度,延長成型周期b、型腔斜度太小————增加型腔斜度c、頂出裝置不良————改進頂出裝置d、模具表面粗糙————修整模具,使用脫模劑10、翹曲a、模內(nèi)冷卻不充分————降低成型溫度,延長成型周期b、凸模、凹模溫差較大————減少凸模、凹模溫差c、澆口位置和尺寸不合理————改進澆口結(jié)構(gòu)11、溢邊a、注射壓力過大————降低注射壓力b、成型溫度過高————降低料筒溫度c、鎖模力不足————提高鎖模力d、模具加工精度不足————提高模具加工精度安全性的爭議由于制造聚碳酸酯中需要添加雙酚A,而雙酚A作為一種化工原料,2008年4月18日已經(jīng)被加拿大聯(lián)邦政府正式認定為有毒物質(zhì),并嚴禁在食品包裝中添加,所以,聚碳酸酯的安全性是值得注意的問題。歐盟認為含雙酚A奶瓶會誘發(fā)性早熟,從2011年3月2日起,禁止含生產(chǎn)化學(xué)物質(zhì)雙酚A(BPA)的嬰兒奶瓶。中國衛(wèi)生部等部門發(fā)布公告稱,2011年9月1日起禁止進口和銷售聚碳酸酯嬰幼兒奶瓶和其他含雙酚A的嬰幼兒奶瓶,由生產(chǎn)企業(yè)或進口商負責(zé)召回。包裝運輸聚碳酸酯(PC)產(chǎn)品一般采用普通編織袋包裝,存放于干燥處,按普通物品貯運。儲運條件密閉,陰涼,通風(fēng)干燥處,并平整存放。IMD/IML工藝專用低溫注塑PC塑料主要解決以下問題:1、沖墨 2、流動性不好 3、產(chǎn)品發(fā)黃 4、跟片材相溶性不好等相關(guān)問題低溫注塑PC產(chǎn)品特點:1、產(chǎn)品超高韌性 2、產(chǎn)品高透明度 3、超高流動性 4、耐化學(xué)性好5、與片材相溶性好注塑溫度:低溫注塑PC塑料A類 注塑溫度220℃到240℃ ;低溫注塑PC塑料B類注塑溫度230℃到260℃。以下是IMD/IML工藝專用低溫注塑PC塑料A類部分物性表;[1]性能項目測試方法數(shù)值/描述單位機械性能拉伸強度(引張強度)ASTM D638/ISO 52780kg/cm2(MPa)[Lb/in2]斷裂伸長率ASTM D638/ISO 52780%拉伸模量ASTM D638/ISO 5272450kg/cm2(MPa)[Lb/in2]拉伸屈服伸長率(延伸率)ASTM D638/ISO 5279%拉伸斷裂伸長率(延伸率)ASTM D638/ISO 52740%彎曲模量(彎曲彈性率)ASTM D790/ISO 1786450kg/cm2(MPa)[Lb/in2]彎曲強度ASTM D790/ISO 178128kg/cm2(MPa)[Lb/in2]洛氏硬度ASTM D785122注塑性能注塑溫度ASTM D648/ISO 75220-240℃(℉)
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參考資料1.低溫注塑PC塑料 .京華塑膠 [引用日期2013-07-3] .2.2013-2017年中國聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)競爭態(tài)勢及發(fā)展前景研究報告 .中企顧問網(wǎng) [引用日期2013-07-4] .3.PC工程塑料(聚碳酸酯)資料 .PC塑膠技術(shù)交流 .2012-5-21 [引用日期2013-08-23] .相關(guān)文獻聚碳酸酯的生產(chǎn)、應(yīng)用及前景展望-河南化工-2011年 第1期聚碳酸酯板材高-低溫拉伸力學(xué)行為-現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用-2011年 第1期 (23)組合干燥技術(shù)在聚碳酸酯干燥中的應(yīng)用-干燥技術(shù)與設(shè)備-2011年 第1期
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