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。

基本介紹

• 中文名：聚碳酸酯塑膠
• 外文名：Polycarbonate Plastic
• 簡述： 以聚碳酸酯為主要成分的塑膠
• 性能：較好的耐熱、耐寒性、電性能優良
• 玻璃化溫度：149～150℃
• 套用：機械、電子電器工業、交通運輸等

簡介

聚碳酸酯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。