Il policarbonato (PC in breve), noto anche come plastica PC, è un polimero ad alto peso molecolare contenente gruppi carbonato nella catena molecolare. In base alla struttura del gruppo estere, può essere suddiviso in alifatico, aromatico, alifatico-aromatico e altri tipi. Tra questi, le proprietà meccaniche dei policarbonati alifatici e alifatico-aromatici sono relativamente basse, il che limita la loro applicazione in ingegneria delle materie plastiche.

Solo il policarbonato aromatico è stato industrializzato. Grazie alla speciale struttura del policarbonato, è diventato la plastica ingegneristica generale in più rapida crescita tra le cinque principali plastiche ingegneristiche.

Numero CAS: 25037-45-0

Punto di fusione: da 220 a 230 °C

Solubilità dell'acqua: Insolubile

Descrizione della sicurezza: Non commestibile

Temperatura disponibile: da −40°C a +135°C

Temperatura di deflessione del calore: 135

Indice di rifrazione: 1.585 ± 0.001

Trasmissione della luce: 90% ± 1%

Conduttività termica: 0.19 W/mK

Tasso di espansione lineare: 3.8×10-5 cm/cm℃

elemento

Il policarbonato è un materiale resistente termoplastico resina, e il suo nome deriva dal gruppo -OC(=O)-O- al suo interno. Può essere sintetizzato da bisfenolo A e fosgene (COCl 2 ). Il metodo più comunemente utilizzato è il metodo di transesterificazione a fusione (bisfenolo A e difenilcarbonato sono sintetizzati tramite transesterificazione e policondensazione).

Nature

Chemical

Il policarbonato (PC) è un poliestere dell'acido carbonico. L'acido carbonico in sé non è stabile, ma i suoi derivati ​​(come fosgene, urea, carbonati ed esteri carbonatici) hanno un certo grado di stabilità.

In base alle diverse strutture degli alcolici, i policarbonati possono essere suddivisi in due categorie: alifatici e aromatici.

Policarbonati alifatici, come polietilene carbonato, politrimetilencarbonato e i loro copolimeri hanno punti di fusione e temperature di transizione vetrosa bassi, scarsa resistenza e non possono essere utilizzati come materiali strutturali; tuttavia, grazie alla loro biocompatibilità e biodegradabilità, possono essere utilizzati nei vettori a rilascio prolungato di farmaci, suture chirurgiche, materiali di supporto osseo, ecc.

Il policarbonato è resistente agli acidi deboli, agli alcali deboli e agli oli neutri.

Il policarbonato non è resistente ai raggi UV e agli alcali forti.

Il PC è un poliestere carbonato lineare in cui i gruppi carbonato sono disposti alternativamente con altri gruppi, che possono essere aromatici, alifatici o entrambi. Il bisfenolo A PC è il prodotto industriale più importante.

Il PC è un polimero amorfo vetroso quasi incolore con buone proprietà ottiche. La resina PC ad alto peso molecolare ha un'elevata tenacità, una resistenza all'impatto con intaglio Izod di 600~900J/m e la temperatura di deformazione termica dei gradi non riempiti è di circa 130°C. Il rinforzo in fibra di vetro può aumentare questo valore di 10°C. Il modulo di flessione del PC può raggiungere più di 2400MPa e la resina può essere lavorata in grandi prodotti rigidi. Quando è inferiore a 100°C, la velocità di scorrimento sotto carico è molto bassa. Il PC ha una scarsa resistenza all'idrolisi e non può essere utilizzato per prodotti che sono ripetutamente sottoposti a vapore ad alta pressione.

I principali difetti di prestazione del PC sono che non è abbastanza stabile nella resistenza all'idrolisi, è sensibile alle tacche, ha una scarsa resistenza alle sostanze chimiche organiche e ai graffi e diventa giallo se esposto ai raggi ultravioletti per lungo tempo. Come altre resine, il PC è facilmente corroso da alcuni solventi organici.

Il materiale PC è ignifugo e antiossidante.

Fisica

Densità: 1.18-1.22 g/cm³ Tasso di espansione lineare: 3.8×10-5 cm /°C Temperatura di deformazione termica: 135°C Bassa temperatura -45°C

Il policarbonato è incolore e trasparente, resistente al calore, agli urti, ignifugo di grado BI e ha buone proprietà meccaniche entro la normale temperatura di utilizzo. Rispetto al polimetilmetacrilato, che ha prestazioni simili, il policarbonato ha una buona resistenza agli urti, un elevato indice di rifrazione, buone prestazioni di lavorazione e ha prestazioni ignifughe UL94 V-2 senza additivi. Tuttavia, il polimetilmetacrilato è più economico del policarbonato e i dispositivi di grandi dimensioni possono essere prodotti tramite polimerizzazione in massa.

La resistenza all'usura dei materiali è relativa. Se confrontiamo ABS materiali con materiali PC, i materiali PC hanno una migliore resistenza all'usura. Tuttavia, rispetto alla maggior parte dei materiali plastici, la resistenza all'usura del policarbonato è relativamente scarsa, a un livello medio-basso, quindi alcuni dispositivi in ​​policarbonato utilizzati per applicazioni di facile usura richiedono uno speciale trattamento superficiale.

Classificazione

PC antistatico, PC conduttivo, PC ignifugo rinforzato con fibre, PC resistente ai raggi UV e alle intemperie, PC per uso alimentare e PC resistente agli agenti chimici.

Vantaggi principali

Vantaggio	Descrizione dettagliata
Proprietà meccaniche	Presenta elevata resistenza e modulo elastico, elevata resistenza all'impatto, buona resistenza alla fatica, buona stabilità dimensionale, ridotto creep (variazioni minime in condizioni di alta temperatura), elevata trasparenza e libera tintura;
Resistenza all'invecchiamento termico	Ampio intervallo di temperature di esercizio, l'indice di temperatura UL migliorato raggiunge 120~140℃ (anche la resistenza all'invecchiamento a lungo termine all'esterno è molto buona);
Resistenza ai solventi	Nessuna rottura da stress
Stabilità dell'acqua	Si decompone facilmente se esposto all'acqua ad alta temperatura (usare con cautela in ambienti ad alta temperatura e alta umidità)
Proprietà di isolamento	Eccellente (può mantenere proprietà elettriche stabili anche in condizioni di umidità e alte temperature ed è un materiale ideale per la produzione di componenti elettronici ed elettrici)
Costante dielettrica	3.0-3.2
Resistenza all'arco	120 secondi
Formabilità della lavorabilità	Attrezzatura ordinaria per stampaggio a iniezione o estrusione.

Legatura plastica PC

In base alle diverse esigenze è possibile scegliere i seguenti adesivi:

Adesivi	Caratteristiche
G-933	Adesivo monocomponente antiurto morbido ed elastico che polimerizza a temperatura ambiente, resistente alle alte e basse temperature, diverse viscosità, polimerizza in pochi secondi o ore
KD-833	Adesivo istantaneo, può legare rapidamente la plastica del PC in pochi secondi o decine di secondi, ma lo strato adesivo è duro e fragile e non può resistere all'immersione in acqua calda sopra i 60 gradi
QN-505	Adesivo bicomponente, strato adesivo morbido, adatto per incollaggi su grandi superfici o laminazione di plastiche PC, scarsa resistenza alle alte temperature
QN-906	Adesivo bicomponente, resistente alle alte temperature
G-988	Gomma vulcanizzata a temperatura ambiente monocomponente, dopo la polimerizzazione, è un elastomero con eccellente adesivo impermeabile e antiurto, resistenza alle alte e basse temperature. Se lo spessore è di 1-2 mm, inizialmente polimerizzerà in circa 10 minuti e sostanzialmente polimerizzerà in 5-6 ore, con una certa resistenza. Ci vogliono almeno 24 ore per polimerizzare completamente. Monocomponente, non è richiesta alcuna miscelazione, basta applicarlo dopo l'estrusione e lasciarlo riposare, non è richiesto alcun riscaldamento.
KD-5606	La colla a polimerizzazione UV può legare in modo trasparente PS fogli e lastre senza lasciare tracce. Deve essere polimerizzato con luce UV. L'effetto dopo l'incollaggio è bellissimo. Tuttavia, la resistenza alle alte temperature è scarsa.

Applicazioni

Industria dello sviluppo

I tre principali campi di applicazione delle materie plastiche ingegneristiche PC sono l'industria di assemblaggio del vetro, l'industria automobilistica e l'industria elettrica ed elettronica, seguiti da parti di macchinari industriali, dischi ottici, imballaggi, apparecchiature per ufficio come computer, assistenza medica e sanitaria, pellicole, attrezzature per il tempo libero e di protezione, ecc. Il PC può essere utilizzato come vetro per porte e finestre e i laminati in PC sono ampiamente utilizzati nelle finestre protettive di banche, ambasciate, centri di detenzione e luoghi pubblici, coperture per cabine di aeromobili, apparecchiature di illuminazione, deflettori di sicurezza industriali e vetri antiproiettile.

I fogli di PC possono essere utilizzati per realizzare vari tipi di segnaletica, come quadranti di pompe di benzina, cruscotti di automobili, cartelli commerciali per magazzini e all'aperto, indicatori di scorrimento, la resina PC è utilizzata nei sistemi di illuminazione per autoveicoli, nei sistemi di cruscotti e nei sistemi di decorazione d'interni, utilizzata come coperture per fari, parafanghi anteriori e posteriori con nervature rinforzate, telai di riflettori, coperture per telai di porte, coperture per leve di comando, spoiler, il PC è utilizzato come scatole di giunzione, prese, spine e manicotti, guarnizioni, dispositivi di conversione TV, connettori per cavi di comunicazione sotto staffe per linee telefoniche, scatole di commutazione, centralini telefonici, componenti di centralini, alloggiamenti per relè. Il PC può essere utilizzato come parti a basso carico per motori di elettrodomestici, aspirapolvere, shampoo, macchine per il caffè, tostapane, impugnature di utensili elettrici, vari ingranaggi, ingranaggi a vite senza fine, boccole, guide e ripiani per frigoriferi. Il PC è un materiale ideale per supporti di memorizzazione CD.

Le bottiglie (contenitori) in PC sono trasparenti, leggere e hanno una buona resistenza agli urti. Possono sopportare determinate temperature elevate e lavaggi con soluzioni corrosive e possono essere utilizzate come bottiglie (contenitori) riciclabili. Il PC e le leghe di PC possono essere utilizzati per realizzare rack per computer, gusci, macchine ausiliarie e parti di stampanti. Il PC modificato è resistente alla sterilizzazione con radiazioni ad alta energia, alla disinfezione tramite bollitura e cottura e può essere utilizzato per strumenti di raccolta di campioni di sangue, ossigenatori del sangue, strumenti chirurgici, dializzatori renali, ecc. Il PC può essere utilizzato per realizzare caschi e caschi di sicurezza, maschere protettive, occhiali da sole e occhiali sportivi. Le pellicole in PC sono ampiamente utilizzate in grafici stampati, imballaggi medici e commutatori a membrana.

Lo sviluppo applicativo del policarbonato si sta muovendo verso un alto livello di composito, alta funzionalità, specializzazione e serializzazione. Sono stati lanciati gradi e marchi speciali per una varietà di prodotti come dischi ottici, automobili, apparecchiature per ufficio, scatole, imballaggi, medicinali, illuminazione, pellicole, ecc.

Industria dei materiali da costruzione

Le lastre in policarbonato hanno una buona trasmissione della luce, resistenza all'impatto, resistenza alle radiazioni UV e la stabilità dimensionale e le buone proprietà di stampaggio e lavorazione dei loro prodotti conferiscono loro evidenti vantaggi in termini di prestazioni tecniche rispetto al tradizionale vetro inorganico utilizzato nell'industria edile. La Cina ha costruito più di 20 linee di produzione di lastre cave in policarbonato per materiali da costruzione, con una domanda annuale di circa 70,000 tonnellate di policarbonato, che raggiungerà le 140,000 tonnellate entro il 2005.

Produzione automobilistica

Il policarbonato ha una buona resistenza agli urti, alla distorsione termica, agli agenti atmosferici e un'elevata durezza, per cui è adatto alla produzione di varie parti per automobili e camion leggeri, principalmente nei sistemi di illuminazione, cruscotti, piastre riscaldanti, sbrinatori e paraurti realizzati in leghe di policarbonato.

Secondo i dati dei paesi sviluppati, la percentuale di policarbonato utilizzata nei settori della produzione elettrica, elettronica e automobilistica è del 40-50%, mentre l'uso del policarbonato in questo campo da parte della Cina è solo del 10%. La produzione elettrica, elettronica e automobilistica sono i settori pilastro della Cina in rapido sviluppo e la domanda di policarbonato in questi settori sarà enorme in futuro. La Cina ha un numero totale elevato di auto e una grande domanda, quindi l'applicazione del policarbonato in questo campo ha un grande potenziale di espansione.

Dispositivi medicali

Poiché i prodotti in policarbonato possono resistere al vapore, ai detergenti, al calore e alla sterilizzazione con radiazioni ad alto dosaggio senza ingiallire o degradare le proprietà fisiche, sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature per emodialisi renale artificiale e in altre apparecchiature mediche che devono essere utilizzate in condizioni trasparenti e intuitive e devono essere sterilizzate ripetutamente, come la produzione di siringhe ad alta pressione, mascherine chirurgiche, apparecchi dentali monouso, separatori di sangue, ecc.

Aeronautico

Con il rapido sviluppo della tecnologia aeronautica e aerospaziale, i requisiti per vari componenti in aeromobili e veicoli spaziali sono in costante aumento, il che ha portato a una crescente applicazione del PC in questo campo. Secondo le statistiche, ci sono 2,500 parti in policarbonato utilizzate solo in un aereo Boeing e un singolo aereo consuma circa 2 tonnellate di policarbonato. Sui veicoli spaziali, vengono utilizzate centinaia di parti in policarbonato con diverse configurazioni e rinforzate con fibra di vetro e equipaggiamento protettivo per gli astronauti.

Campo di imballaggio

Un nuovo punto di crescita nel campo dell'imballaggio è rappresentato da vari tipi di bottiglie d'acqua che possono essere ripetutamente sterilizzate e utilizzate. Poiché i prodotti in policarbonato sono leggeri, resistenti agli urti e trasparenti, e non si deformano e rimangono trasparenti se lavati con acqua calda e soluzioni corrosive, le bottiglie in PC hanno completamente sostituito le bottiglie di vetro in alcuni campi. Si prevede che, poiché le persone prestano maggiore attenzione alla qualità dell'acqua potabile, il tasso di crescita dell'uso del policarbonato in quest'area rimarrà superiore al 10% e si prevede che raggiungerà le 60,000 tonnellate entro il 2005.

Industria elettronica

Il policarbonato è un materiale isolante eccellente perché ha un isolamento elettrico buono e costante in un'ampia gamma di temperatura e umidità. Allo stesso tempo, la sua buona resistenza alla fiamma e la stabilità dimensionale lo rendono un ampio campo di applicazione nell'industria elettronica ed elettrica.

La resina in policarbonato viene utilizzata principalmente nella produzione di vari macchinari per la lavorazione alimentare, alloggiamenti per utensili elettrici, carrozzerie, staffe, cassetti per frigoriferi e congelatori e parti di aspirapolvere, ecc. Inoltre, i materiali in policarbonato mostrano anche un valore d'uso estremamente elevato in parti importanti di computer, videoregistratori e televisori a colori che richiedono parti di alta precisione.

Lenti ottiche

Il policarbonato occupa una posizione estremamente importante in questo campo grazie alle sue caratteristiche uniche di elevata trasmissione della luce, elevato indice di rifrazione, elevata resistenza agli urti, stabilità dimensionale e facile lavorazione e stampaggio. Le lenti ottiche realizzate in policarbonato di grado ottico possono essere utilizzate non solo in fotocamere, microscopi, telescopi e strumenti di prova ottici, ma anche in lenti per proiettori cinematografici, lenti per fotocopiatrici, lenti per proiettori a fuoco automatico a infrarossi, lenti per stampanti a raggio laser, vari prismi, riflettori multisfaccettati e molte altre apparecchiature per ufficio ed elettrodomestici. Il suo mercato di applicazione è estremamente ampio.

Un altro importante campo di applicazione del policarbonato nelle lenti ottiche è come materiale per lenti per occhiali per bambini, occhiali da sole, occhiali di sicurezza e occhiali per adulti. Il tasso di crescita medio annuo del consumo di policarbonato nell'industria globale dell'occhialeria è rimasto sopra il 20%, dimostrando una grande vitalità del mercato.

Produzione di dischi ottici

Con l'ascesa dell'industria dell'informazione, i dischi ottici realizzati in policarbonato di grado ottico si stanno sviluppando rapidamente come una nuova generazione di supporti di memorizzazione di informazioni audio e video. Il policarbonato è diventato la principale materia prima per l'industria manifatturiera mondiale di dischi ottici grazie alle sue eccellenti caratteristiche prestazionali. La quantità di policarbonato consumata dall'industria manifatturiera mondiale di dischi ottici ha superato il 20% del consumo complessivo di policarbonato e il suo tasso di crescita annuale medio supera il 10%. La produzione di dischi ottici in Cina è cresciuta rapidamente. Secondo i dati pubblicati dall'Amministrazione cinese della stampa e delle pubblicazioni, nel 748 nel paese c'erano 2002 linee di produzione di dischi ottici, con un consumo annuale di circa 80,000 tonnellate di policarbonato di grado ottico, tutte importate. Pertanto, le prospettive di applicazione del policarbonato nel campo della produzione di dischi ottici sono estremamente ampie.

Usa il

Illuminazione ottica

Viene utilizzato per realizzare grandi paralumi, vetri protettivi, tubi oculari sinistro e destro di strumenti ottici, ecc. Può anche essere ampiamente utilizzato come materiale trasparente sugli aerei.

Elettronica

Il policarbonato è un eccellente materiale isolante di grado E (120℃), utilizzato per produrre connettori isolanti, telai per bobine, prese per tubi, manicotti isolanti, alloggiamenti e parti per telefoni, alloggiamenti per batterie per lampade da miniera, ecc. Può anche essere utilizzato per realizzare parti con elevata precisione dimensionale, come CD, telefoni, computer, videoregistratori, centrali telefoniche, relè di segnale e altre apparecchiature di comunicazione. La pellicola in policarbonato è anche ampiamente utilizzata come condensatori, borse in pelle isolanti, nastri audio, nastri video a colori, ecc.

Apparecchiatura meccanica

Viene utilizzato per produrre vari ingranaggi, cremagliere, ruote elicoidali, viti senza fine, cuscinetti, camme, bulloni, leve, alberi motore, cricchetti e può anche essere utilizzato per realizzare parti come alloggiamenti, coperture e telai di alcune apparecchiature meccaniche.

Dispositivi medicali

Può essere utilizzato come tazze, tubi, bottiglie per scopi medici, nonché come strumenti odontoiatrici, contenitori per medicinali e strumenti chirurgici, e può persino essere utilizzato come organi artificiali, come reni e polmoni artificiali.

Altri aspetti

Nell'edilizia, viene utilizzato come pannelli a doppia parete con nervature cave, vetro per serre, ecc.; nell'industria tessile, viene utilizzato come tubi per filati tessili, cuscinetti per macchine tessili, ecc.; nell'uso quotidiano, viene utilizzato per bottiglie per il latte, stoviglie, giocattoli, modelli, gusci di lampade a LED e gusci di telefoni cellulari, ecc.

Uso modificato

Lo scopo della modifica del PC è di aumentare la tenacità, migliorare le prestazioni di stampaggio e lavorazione, ridurre la deformazione residua, aumentare la resistenza alla fiamma, ecc. I tipi specifici di PC che possono essere modificati sono:

Il PC/ABS può migliorare il modulo di flessione, la resistenza al calore, le prestazioni galvaniche, ecc.

PC/PET e PBT i processi possono migliorare la resistenza chimica, la resistenza ai solventi, ecc.

L'aggiunta di plexiglass al PC/PMMA può migliorare l'aspetto del colore perlato.

PC/PA e HIPS possono migliorare la tenacità all'impatto e la levigatezza della superficie.

PC / HDPE può migliorare la resistenza all'acqua bollente, la resistenza all'invecchiamento e la resistenza agli agenti atmosferici, mentre LDPE ha un effetto più scarso.

Il PC è rinforzato con fibra di vetro o fibra di carbonio per migliorarne la resistenza meccanica.

Utilizzando ritardanti di fiamma al bromo e triossido di antimonio è possibile realizzare PC di grado ignifugo.

Altri possono essere miscelati e modificati con polisulfone, policarbonato aromatico, poliossimetilene, polipropilene and polistirolo per raggiungere un equilibrio tra economicità e prestazioni.

Preparazione

Processo

La produzione di tubi di filato tessile in policarbonato utilizza come materia prima il PC prodotto con il metodo del fosgene, di cui l'80% è materiale nuovo e il 20% è materiale riciclato. Il processo di produzione è il seguente:

Dosaggio→essiccazione→iniezione→rifilatura→lucidatura→trattamento termico→prodotto.

La temperatura di essiccazione in forno è di 115-120 ℃, 16-20 ore, lo spessore del materiale sul vassoio è inferiore a 30 mm e il contenuto di umidità della resina è inferiore allo 0.03%.

La temperatura delle tre zone della canna è 200-220, 250-280, 260-290℃ e la temperatura dell'ugello è leggermente inferiore a quella della canna, 5-10℃ inferiore. La pressione di iniezione è 60-100MPa, il ciclo di stampaggio è di 25 secondi, la temperatura del trattamento termico è 115-120℃, 1 ora e il trattamento termico deve essere eseguito in modo sospeso invertito.

Il tubo di filato ha una durata di servizio tre volte superiore a quella dei tubi di filato di legno, è dimensionalmente stabile, ha una buona resistenza alle intemperie, è privo di lanugine e ha una buona scorrevolezza. I tubi di filato possono essere forniti in vari colori, il che facilita la contabilità economica del team.

Per i materiali PC riciclati di scarto, può essere eseguito anche un trattamento di tempra per sostituire i nuovi materiali. Una piccola quantità di nylon La resina o la resina di polistirene antiurto possono essere miscelate nei materiali in PC riciclato per aumentare la resistenza all'impatto dei prodotti di oltre 1 volta, migliorando anche la resistenza alla flessione e migliorando notevolmente le prestazioni di lavorazione e la finitura superficiale della resina.

Inoltre, poiché il nylon ha una viscosità estremamente bassa quando fuso, può avere un eccellente effetto bagnante e incapsulante sui pigmenti nella mescolanza sistema, distruggendo la struttura di aggregazione delle particelle di pigmento e aumentando la dispersione del pigmento, riducendo così la quantità di pigmento del 20%.

Pannello estruso

Il materiale PC deve essere essiccato per ridurre il contenuto di acqua a meno dello 0.02%. Il peso molecolare della materia prima del pannello PC deve essere 35,000.

La vite dell'estrusore ha un rapporto lunghezza-diametro di 20:1, la sezione di alimentazione e la sezione di dosaggio nell'asta rappresentano ciascuna il 25% della lunghezza totale e la profondità della scanalatura della vite è costante e la lunghezza della sezione di compressione è la metà della lunghezza totale. Il rapporto di compressione della vite è 2.5-3, la profondità della scanalatura della vite dovrebbe essere generalmente inferiore a 4 mm e l'effetto di miscelazione è migliore con una vite a perno.

Il gruppo di maglie sopra lo schermo può adottare tipologie di maglie 80/120/200/120/80.

La meccanica con meccanismo a gancio è quella più comunemente utilizzata, ma è più costosa.

Metodo di calandratura

I metodi di calandratura del foglio includono la calandratura per estrusione orizzontale, la calandratura per estrusione inclinata, la calandratura per estrusione verso il basso o verso l'alto. Tuttavia, il migliore al momento è il metodo di calandratura inclinata a rulli.

Condizioni tipiche di estrusione delle schede PC:

La temperatura del cilindro della macchina è 260, 280, 300℃, la temperatura della testa della filiera è 2801℃, la temperatura dei rulli di calandratura: rullo superiore 121-135℃, rullo intermedio 129-139℃, rullo inferiore 132-150℃, la velocità della vite è 12-24 giri/min e il gruppo filtro è da 40/60/100 mesh.

I fogli di PC possono essere utilizzati nelle automobili, nei parabrezza degli aerei, nei fogli ondulati, nei fogli pieghevoli, nei vetri delle finestre degli edifici, nei vetri dei soffitti degli impianti sportivi, ecc.

Altri: il PC può essere miscelato con l'ABS per migliorare la resistenza all'impatto. Quando il contenuto di ABS è del 50%, il miglioramento è maggiore. Quando il contenuto di ABS è troppo basso, come il 3%, la resistenza all'impatto diminuisce.

Il PC può essere miscelato con HDPE. Quando il contenuto di HDPE è del 30%, l'effetto di miscelazione è migliore, il che può migliorare la resistenza all'impatto, migliorare la fluidità di lavorazione e facilitare il riempimento dello stampo. L'effetto di miscelazione dell'LDPE è molto scarso, si verifica una stratificazione e non può essere utilizzato.

Film

Il PC può anche essere trasformato in pellicole sottili, che hanno un'elevata resistenza alla perforazione e sono adatte per la saldatura e la termosaldatura. La pellicola in PC ha un'elevata tensione superficiale e non richiede il trattamento corona prima della stampa, e ha buone prestazioni di elettrodeposizione. Può essere utilizzata per medicinali, imballaggi alimentari e pannelli decorativi compositi con cartone, ecc.

Impatto principale

Oltre 100 studi hanno esplorato gli effetti ecologici delle lisciviazioni di bisfenolo A nel policarbonato. Howdeshell et al. hanno scoperto che un disruptor endocrino, il bisfenolo A (C 15 H 16 O 2 ) (bisfenolo A), sembra lisciviare nell'acqua dalle gabbie per animali in policarbonato a temperatura ambiente e che potrebbe essere responsabile dello sviluppo degli organi riproduttivi; gli studi finanziati dal governo tendono a trovare effetti significativi.

Facile da reagire chimicamente con altre sostanze

L'idrossido di sodio e altri detergenti alcalini non devono essere utilizzati sul policarbonato poiché potrebbero rilasciare bisfenolo A (C 15 H 16 O 2 ), un noto interferente endocrino (che colpisce l'apparato riproduttivo).

Caratteristica:

Si tratta di un materiale termoplastico non cristallino con eccellente resistenza al calore, buona trasparenza, elevata resistenza agli urti e altre proprietà fisiche e meccaniche.

Caratteristiche:

1. Elevata resistenza ed elasticità, elevata resistenza agli urti e ampio intervallo di temperature di esercizio;

2. Elevata trasparenza e libera tintura;

3. HDT elevato;

4. Scarsa resistenza alla fatica;

5. Buona resistenza agli agenti atmosferici;

6. Eccellenti caratteristiche elettriche;

7. Insapore e inodore, innocuo per il corpo umano e conforme alle norme igieniche e di sicurezza;

8. Basso ritiro da stampaggio e buona stabilità dimensionale.

Proprietà fisiche

Densità	1.18	g / cm³	ASTM D792, ISO 1183
Indice di fluidità (260°C/2.16 kg)	ventidue	g/10 minuti	ASTM D1238
Tasso di volume di fusione (MVR) (260°C/2.16 kg)	23.5	cm³10min	ISO 1133
Restringimento – Flusso	0.40 a 0.60	%	ASTM D955
Assorbimento d'acqua (23°C, 24 ore)	0.40	%	ASTM D570

-	Valutazione	unità	Metodo di prova
proporzione	1.14	g / cm³	ASTM D792, ISO 1183
Indice di fluidità (260°C/5.0 kg)	20	g/10 minuti	ASTM D1238
Tasso di volume di fusione (MVR) (260°C/3.8 kg)	13.0	cm³/10min	ISO 1133

Sintesi

Il policarbonato utilizzato nell'industria è sintetizzato principalmente da bisfenolo A e fosgene. La sua catena principale contiene un anello benzenico e un atomo di carbonio quaternario tetrasostituito, che aumenta la rigidità e la resistenza al calore. Tm=265-270℃, Tg=149℃ e può mantenere buone proprietà meccaniche entro 15-130℃. Ha un'eccellente resistenza all'impatto e trasparenza, dimensioni stabili, resistenza allo scorrimento e prestazioni migliori del poliestere. È un'importante plastica ingegneristica. Tuttavia, il policarbonato è soggetto a cricche da stress e idrolisi quando riscaldato, quindi dovrebbe essere completamente essiccato prima della lavorazione.

Esistono due metodi per preparare il policarbonato: il metodo della transesterificazione e il metodo del fosgene diretto.

(1) Metodo di transesterificazione

Il principio è simile al metodo di transesterificazione per la produzione di poliestere. Il bisfenolo A e il difenilcarbonato vengono condensati a fusione e transesterificati, e il fenolo viene continuamente rimosso in condizioni di alta temperatura e pressione ridotta per aumentare il grado di reazione e il peso molecolare.

Il metodo di transesterificazione richiede un catalizzatore e viene eseguito in due fasi: la prima fase, la temperatura è 180-200℃, la pressione è 270-400Pa, il tempo di reazione è 1-3h e il tasso di conversione è 80%-90%; la seconda fase, 290-300℃, al di sotto di 130Pa, approfondisce la reazione. Il carbonato di difenile iniziale dovrebbe essere eccessivo e il fenolo viene scaricato attraverso la reazione di transesterificazione. La quantità di fenolo scaricata viene utilizzata per regolare il rapporto dei due gruppi e controllare il peso molecolare.

Il fenolo ha un punto di ebollizione elevato e non è facile da rimuovere da una fusione ad alta viscosità. Rispetto al poliestere, la viscosità della fusione del policarbonato è molto più elevata. Ad esempio, con un peso molecolare di 30,000, la viscosità a 300 °C è di 600 Pa·s, il che pone requisiti più elevati per l'agitazione, la miscelazione e il trasferimento di calore dell'attrezzatura di reazione. Pertanto, il peso molecolare del policarbonato prodotto dal processo di transesterificazione è limitato e non supera i 30,000.

(2) Metodo diretto del fosgene

Il fosgene è un cloruro acilico ad alta attività e può essere esterificato direttamente con composti idrossilici. Il metodo del fosgene per la sintesi del policarbonato adotta principalmente la tecnologia di policondensazione interfacciale. Il bisfenolo A e l'idrossido di sodio vengono preparati in una soluzione acquosa di bisfenolato di sodio come fase acquosa e una soluzione organica di fosgene (come il diclorometano) è l'altra fase. Le ammine (come il bromuro di tetrabutilammonio) vengono utilizzate come catalizzatori per reagire a 50 °C. La reazione avviene principalmente sul lato della fase acquosa e l'agitazione nel reattore deve garantire che il fosgene nella fase organica si diffonda all'interfaccia in tempo per la reazione. Il metodo diretto del fosgene è più economico del metodo di scambio di esteri e anche il peso molecolare risultante è più elevato.

La policondensazione interfacciale è una reazione irreversibile e non richiede strettamente che il numero di due gruppi sia uguale. In genere, il fosgene è leggermente eccessivo per compensare la perdita di idrolisi. Una piccola quantità di fenolo monofunzionale può essere aggiunta per bloccare i gruppi terminali e controllare il peso molecolare. La purezza del bisfenolo A utilizzato nel policarbonato è elevata e ha specifiche specifiche. Non è adatto a contenere monofenolo e trifenolo, altrimenti non è possibile ottenere policarbonato ad alto peso molecolare o si verificherà una reticolazione.

Metodi di elaborazione

Il PC può essere stampato a iniezione, estruso, stampato, soffiato, termoformato, stampato, incollato, rivestito e lavorato meccanicamente. Il metodo di lavorazione più importante è lo stampaggio a iniezione. È necessaria una pre-essiccazione prima dello stampaggio. Il contenuto di umidità deve essere inferiore allo 0.02%. La lavorazione ad alta temperatura con umidità relativa minima causerà la comparsa di un colore biancastro, fili argentati e bolle nel prodotto. Il PC ha una notevole capacità di deformazione elastica forzata a temperatura ambiente. Presenta un'elevata tenacità, quindi può essere pressato a freddo, trafilato a freddo, laminato a freddo e sottoposto ad altri processi di formatura a freddo. Il peso molecolare del PC per l'estrusione deve essere superiore a 30,000. È necessario utilizzare una vite a compressione graduale con un rapporto lunghezza/diametro di 1:18-24 e un rapporto di compressione di 1:2.5. Lo stampaggio per estrusione-soffiaggio, lo stampaggio a iniezione-soffiaggio, lo stampaggio a iniezione-imbutitura-soffiaggio e lo stampaggio a iniezione-imbutitura-soffiaggio possono essere utilizzati per produrre bottiglie di alta qualità e ad alta trasparenza. Esistono molti tipi di leghe di PC. Per migliorare i difetti dovuti all'elevata viscosità del fuso di PC (processabilità) e alla facile fessurazione da stress dei prodotti, il PC forma leghe o miscele con diversi polimeri per migliorare le proprietà del materiale.

Nello specifico, ci sono leghe PC/ABS, leghe PC/ASA, leghe PC/PBT, leghe PC/PET, miscele PC/PET/elastomero, miscele PC/MBS, leghe PC/ PTFE leghe, leghe PC/PA, ecc., che sfruttano i vantaggi prestazionali di due materiali e riducono i costi. Ad esempio, nelle leghe PC/ABS, il PC contribuisce principalmente all'elevata resistenza al calore, alla buona tenacità e resistenza all'impatto, all'elevata resistenza e alla ritardanza di fiamma, mentre l'ABS può migliorare la formabilità, la qualità della superficie e ridurre la densità.

densità	1.18 ~ 1.20	Temperatura della muffa	50 ~ 80	-
Ritiro	0.5 ~ 0.8	Pressione di iniezione	80 ~ 130
Preriscaldare	Temperatura/°C	110 ~ 120	workartGinsengnumero	Tempo di iniezione	20 ~ 90
Tempo / h	8 ~ 10	Tempo di alta pressione	0 ~ 5	-	-
Temperatura della canna/°C	Di ritorno	210 ~ 240	Tempo di raffreddamento	20 ~ 90
In mezzo	230 ~ 280	Ciclo totale	40 ~ 190	-
Anteriore	240 ~ 285	Giri della vite	28
Temperatura dell'ugello	240 ~ 250	Tipo di macchina per iniezione utilizzata	Tipo di vite

1. Essiccazione delle materie prime

• Essiccazione delle materie prime: la temperatura della normale scatola di essiccazione è 110-130, il tempo è 2-4 ore, la temperatura della scatola di essiccazione della tramoggia superiore è 100-120 e il contenuto di umidità deve essere inferiore allo 0.03%.
• Determinare se il contenuto di acqua è qualificato: guardare le strisce di materiale dell'iniezione vuota. Le strisce di materiale che fuoriescono dall'ugello dopo la plastificazione devono essere uniformi, incolori, senza fili d'argento e bolle; altrimenti, l'asciugatura non è completa.

2. Processo di iniezione

Regolare i parametri di stampaggio della macchina per stampaggio a iniezione (a seconda del peso molecolare della materia prima):

Temperatura del barile	Anteriore 250-310, centrale 240-280, posteriore 230-250.
Temperatura dell'ugello	10 più in basso rispetto al posteriore.
Temperatura della muffa	70-120.
Pressione di iniezione	70-140 MPa.
Velocità della vite	30-120r / min.
Ciclo di stampaggio	Iniezione 1-25 s, raffreddamento 5-40 s.

3. Note

• La temperatura di iniezione deve essere regolata di conseguenza, a seconda del peso molecolare della materia prima, della forma e delle dimensioni del prodotto e del tipo di macchina per stampaggio a iniezione.
• È meglio adottare una velocità di iniezione multistadio, utilizzando il metodo lento-veloce-lento.
• La pressione di iniezione dipende dalla forma e dalle dimensioni del prodotto. La macchina per stampaggio a iniezione a stantuffo è generalmente 100-160 MPa, e la macchina per stampaggio a iniezione a vite è 70-140 MPa.
• Il ciclo di stampaggio dipende dallo spessore della parete del prodotto e dal volume di iniezione. Generalmente, il tempo di riempimento è breve, il tempo di mantenimento è lungo e il tempo di raffreddamento si basa sul principio di non causare deformazioni del prodotto durante la sformatura.
• La temperatura dello stampo dipende dalla forma e dallo spessore del prodotto. Aumentare correttamente la temperatura dello stampo favorisce la sformatura e migliora la qualità del prodotto.
• Post-elaborazione del prodotto: per prodotti con forme complesse, inserti metallici e temperature di esercizio estremamente basse o alte, è necessario eseguire una post-elaborazione per eliminare o ridurre le sollecitazioni interne.

Metodo: Dopo che il prodotto è stato inserito nel forno di essiccazione, la temperatura inizia a salire dalla temperatura ambiente a 100-105 e poi viene mantenuto caldo per 10-20 minuti. Quando la temperatura continua a salire a 120-125, viene mantenuto caldo per 30-40 minuti, quindi viene lentamente raffreddato a meno di 60 e tolto.

Problemi di legame

In base alle diverse esigenze è possibile scegliere i seguenti adesivi:

1.G-933: Adesivo monocomponente morbido elastico antiurto che polimerizza a temperatura ambiente, resistente alle alte e basse temperature, con diverse viscosità e velocità di incollaggio che polimerizzano in pochi secondi o ore. Dopo la polimerizzazione, lo strato adesivo è trasparente e non presenta tracce;

2. L'adesivo istantaneo KD-833 può incollare rapidamente la plastica PC in pochi secondi o decine di secondi, ma lo strato adesivo è duro e fragile e non resiste all'immersione in acqua calda sopra i 60 gradi;

3. QN-505, adesivo bicomponente, strato adesivo morbido, adatto per l'incollaggio o la laminazione di grandi aree di plastica PC. Ma la resistenza alle alte temperature è scarsa;

4.QN-906: adesivo bicomponente, resistente alle alte temperature;

5. G-988: Adesivo monocomponente a temperatura ambiente. Dopo l'indurimento, è un elastomero con eccellente adesivo impermeabile e antiurto, resistenza alle alte e basse temperature. Per uno spessore di 1-2 mm, ci vogliono circa 15 minuti per l'indurimento iniziale e 5-6 ore per l'indurimento di base. Ha una certa resistenza. Ci vogliono almeno 24 ore per l'indurimento completo. Monocomponente, non è richiesta alcuna miscelazione, basta applicare dopo l'estrusione e lasciarlo riposare, non è richiesto alcun riscaldamento.

Precauzioni

Problemi del processo di stampaggio

1. Filo d'argento

a. Le materie prime sono umide — le materie prime sono asciutte

b. Surriscaldamento e decomposizione della resina – ridurre la temperatura di stampaggio

c. Il rapporto di compressione della vite è piccolo e la contropressione è insufficiente——Aumentare la contropressione

d. La temperatura dello stampo è troppo bassa: riscaldare lo stampo

e. Scarsa evacuazione: le scanalature di evacuazione sono aperte sulla superficie di separazione dello stampo

2. Bolle

a. Le materie prime sono umide — le materie prime sono asciutte

b. Scarsa emissione di gas di scarico——Migliorare la progettazione dello stampo

3. Scolorimento della resina e macchie nere

a. Accumulo di materiale nella canna e nell'ugello ——Pulire la canna e l'ugello

b. La temperatura di stampaggio è troppo alta————abbassare la temperatura di stampaggio

4. Il prodotto non è completo

a. Il materiale non è sufficientemente plastificato————Aumentare la temperatura della canna

b. La temperatura dello stampo è troppo bassa————Aumentare la temperatura dello stampo

c. Traboccamento dell'ugello————Regolare la posizione dello stampo

d. La pressione di iniezione è troppo bassa————Aumentare la pressione di iniezione

e. Quantità di alimentazione insufficiente————regolare la quantità di alimentazione

5. Bolla di vuoto di restringimento

a. Mantenimento della pressione insufficiente——Estendere il tempo di mantenimento della pressione

b. La temperatura dello stampo è troppo bassa————Aumentare la temperatura dello stampo

c. La pressione di iniezione è troppo bassa————Aumentare la pressione di iniezione

d. Progettazione dello stampo irragionevole: aumentare le dimensioni del canale e della porta

e. La temperatura di stampaggio è bassa————Aumentare la temperatura della canna

6. Trasparenza ridotta

a. Le materie prime sono umide — le materie prime sono asciutte

b. La temperatura dello stampo è troppo bassa————Aumentare la temperatura dello stampo

c. Surriscaldamento e decomposizione dei materiali – abbassamento della temperatura di stampaggio

7. Segno di saldatura

a. Progettazione dello stampo irragionevole: utilizzo di un cancello ad anello e di un cancello multi-punto

b. La temperatura dello stampo è troppo bassa————Aumentare la temperatura dello stampo

c. Troppo agente distaccante ——Ridurre la quantità di agente distaccante

d. Bassa temperatura di stampaggio————Aumentare la temperatura della canna

8. Crepe del prodotto

a. La temperatura dello stampo è troppo bassa————Aumentare la temperatura dello stampo

b. La temperatura di stampaggio è bassa————Aumentare la temperatura della canna

c. Il peso molecolare relativo del materiale è troppo piccolo————Riselezionare il materiale

d. Il peso molecolare relativo diminuisce troppo durante il processo di stampaggio: asciugare rigorosamente e abbreviare il ciclo di stampaggio

e. Sformatura forzata: aumenta la pendenza della cavità e migliora la struttura dello stampo

9. Difficoltà di sformatura

a. Raffreddamento insufficiente nello stampo: abbassare la temperatura di stampaggio e prolungare il ciclo di stampaggio

b. La pendenza della cavità è troppo piccola——Aumentare la pendenza della cavità

c. Il dispositivo di espulsione è difettoso————Migliorare il dispositivo di espulsione

d. Superficie dello stampo ruvida——Fissare lo stampo e utilizzare l'agente distaccante

10. Deformazione

a. Raffreddamento insufficiente nello stampo: abbassare la temperatura di stampaggio e prolungare il ciclo di stampaggio

b. La differenza di temperatura tra il punzone e la matrice è grande: ridurre la differenza di temperatura tra il punzone e la matrice

c. La posizione e le dimensioni del cancello sono irragionevoli————Migliorare la struttura del cancello

11. Traboccamento

a. La pressione di iniezione è troppo alta——Ridurre la pressione di iniezione

b. La temperatura di stampaggio è troppo alta————abbassare la temperatura del cilindro

c. Forza di serraggio insufficiente ——Aumentare la forza di serraggio

d. Precisione insufficiente nella lavorazione dello stampo ————Migliorare la precisione nella lavorazione dello stampo

Controversia sulla sicurezza

Poiché il bisfenolo A deve essere aggiunto nella produzione del policarbonato, e il bisfenolo A, come materia prima chimica, è stato ufficialmente identificato come sostanza tossica dal governo federale canadese il 18 aprile 2008, ed è severamente vietato aggiungerlo alle confezioni alimentari, la sicurezza del policarbonato è un problema degno di attenzione. L'Unione Europea ritiene che i biberon contenenti bisfenolo A possano indurre una pubertà precoce, e dal 2 marzo 2011, i biberon contenenti la sostanza chimica di produzione bisfenolo A (BPA) sono vietati. Il Ministero della Salute della Cina e altri dipartimenti hanno emesso un annuncio in cui si afferma che l'importazione e la vendita di biberon in policarbonato e di altri biberon contenenti bisfenolo A saranno vietate dal 1° settembre 2011, e i produttori o gli importatori saranno responsabili del loro ritiro.

Imballaggio e trasporto

I prodotti in policarbonato (PC) sono generalmente confezionati in normali sacchetti intrecciati, conservati in un luogo asciutto e trasportati come articoli ordinari.

Condizioni di trasporto e immagazzinamento

Conservare in luogo sigillato, fresco, ventilato, asciutto e piatto.

Stampaggio a iniezione a bassa temperatura di plastica PC per processo IMD/IML

Risolvono principalmente i seguenti problemi: 1. Scarico dell'inchiostro 2. Scarsa fluidità 3. Ingiallimento dei prodotti 4. Scarsa compatibilità con i materiali in fogli e altri problemi correlati

Caratteristiche del prodotto PC per stampaggio a iniezione a bassa temperatura: 1. Elevata tenacità 2. Elevata trasparenza 3. Fluidità ultra elevata 4. Buona resistenza chimica 5. Buona compatibilità con i materiali in fogli

Temperatura di iniezione: la temperatura di iniezione della plastica PC di tipo A per stampaggio a iniezione a bassa temperatura è compresa tra 220℃ e 240℃; la temperatura di iniezione della plastica PC di tipo B per stampaggio a iniezione a bassa temperatura è compresa tra 230℃ e 260℃.

Di seguito è riportata una tabella di alcune proprietà fisiche delle plastiche PC di Classe A per lo stampaggio a iniezione a bassa temperatura per i processi IMD/IML.

Progetto di prestazione		Metodo di prova	Valore/Descrizione	unità
Proprietà meccaniche	Resistenza alla trazione (resistenza alla trazione)	ASTM D638/ISO 527	65	kg/cm²(MPa)[Lb/pollice2]
	Allungamento a rottura	ASTM D638/ISO 527	120	%
	Modulo di tensione	ASTM D638/ISO 527	2450	kg/cm²(MPa)[Lb/pollice2]
	Allungamento a trazione allo snervamento (allungamento)	ASTM D638/ISO 527	9	%
	Allungamento a rottura (trazione)	ASTM D638/ISO 527	40	%
	Modulo di flessione (elasticità flessionale)	ASTM D790/ISO 178	2450	kg/cm²(MPa)[Lb/pollice2]
	resistenza alla flessione	ASTM D790/ISO 178	105	kg/cm²(MPa)[Lb/pollice2]
	Durezza Rockwell	ASTM D785	122	-
Prestazioni di stampaggio a iniezione	Temperatura di iniezione	ASTM D648/ISO 75	270-310	Temperatura