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如果你想制作一件透明的产品

发布时间:2018-06-13 09:24:04  浏览次数:

如果你想制作一件透明的产品,而且还要求这种产品具有很好的耐热性以及高的抗冲击强度,那么使用聚碳酸酯(PC)材料是一个理想的选择。


      早在1859年,俄罗斯化学家Butlerov首次合成出了聚碳酸酯材料,19世纪初这一材料又被Einhorn再次合成出来,但当时均未引起重视。直到Butlerov发现聚碳酸酯一百年后,该发现才受到了美国GE公司和德国拜耳公司的特别关注。1956年,这两家公司同时宣布建立工厂生产聚碳酸酯。1959年,拜耳公司生产出了商业化的产品,命名为Makrolon;第二年GE公司推出了名为Lexan的聚碳酸酯。另外,陶氏公司也在1984年生产出了自己的聚碳酸酯产品,称之为Calibre。


      这种高性能的材料具有广阔的市场。1970年,全世界的的聚碳酸酯消费量即达到了4000万磅,1980年则达到了2亿1千8百万磅,而今天,聚碳酸酯已经成为继尼龙之后第二大工程,并且目前仍保持着较高的增长速度。 PC的性能及其改性 聚碳酸酯是一种无定型的热塑性,它具有透明、高的热变形温度以及良好的抗冲击强度的特性,到目前为止还没有其他的工程能够同时拥有这么多优点。聚碳酸酯的拉伸强度约为9000 psi(1psi=6894.76Pa),弯曲模量为340000psi,264 psi载荷下热变形温度为270°F。若在其中添加填充物或者增强剂后,它的热变形温度和强度会得到进一步地提高。 大多数聚碳酸酯在低温时的缺口冲击强度为12~ 17 ft-lb/in(1ft-lb/in=53.4J/m),虽然它们具有较高的缺陷敏感性,然而在制品的设计时只要做些改进,就会获得比标准试验所得到的数据高得多的实际缺口冲击强度。例如,一个0.125in(1in=25.4mm)厚,内圆角半径为0.1in的直角型样条,其缺口冲击强度为2.5 ft-lb/in;如果内圆角半径为0.2in,其缺口冲击强度将达到20.2ft-lb。换句话说,若把内圆角半径增加一倍,其缺口冲击强度就能够增加8倍。这就是为什么聚碳酸酯制品的设计者总是将制品的内圆角半径大小作为首要考虑的设计参数。


      聚碳酸酯的透光率为86%~89%, 这要比聚甲基丙烯酸酯91%~92% 的透光率和通常的聚苯乙烯88%~ 91%的透光率要低。 尽管聚碳酸酯的各种物理性能比较均衡,但是它耐化学品的性能较差,因此需要特别注意聚碳酸酯应用的化学环境。 聚碳酸酯也能够同ABS、PMMA、聚苯醚、聚醚(酰)亚胺、硫化聚醚(酰)亚胺、聚砜、和液晶聚合物、聚氨酯、PET、PBT等共混等形成合金,以改善材料的性能或降低成本;通过加入添加剂或者纤维填料对其进行改性,可以获得具有某种特定功能的聚合物材料。


      PC的应用领域 GE公司当初之所以极力开发聚碳酸酯材料,主要是因为它具有良好的电性能,可用作电气绝缘材料。另外,它还具有良好的阻燃性、低烟性以及低的腐蚀气体排放性。目前,聚碳酸酯已广泛应用于电话、打印机、复印机、商用设备、实验室分析仪器等电子设备中。 具有透明性、耐候性以及良好的抗冲击性使聚碳酸酯能够用于制作防弹窗、机器防护罩、照明设备以及用在其他一些需要防护的场合;还有诸如温室、光学镜头防护罩、太阳能收集器、汽车灯等一些需要透明材料的场合也会看到聚碳酸酯的身影。如今,人们正在努力开发它在一些新领域的应用,如汽车车窗等。 聚碳酸酯是美国食品及药品管理局批准的能够应用在食品工业领域的材料。因为PC材料的透明性和耐高温性,使它在食品行业中可用于制造杯子、餐具、水壶、婴儿奶瓶和冷水瓶乃至微波炉容器等;聚碳酸酯在建筑行业上的应用仅次于PVC而处在第二位;此外,聚碳酸酯还用在其他一些产品如:医疗器械、眼镜、储物柜、玩具、便携式工具、照相器材和运动装备,特别是在低温条件下,要求抗冲击强度比较高的场合更是聚碳酸酯大显身手的领域。 PC制件及模具的设计提示 为了得到既美观又能达到使用性能的制件,设计人员应在聚碳酸酯制件的设计及其模具的设计中注意以下几点:


● 聚碳酸酯制件的壁厚可以为0.012in~1in,但是最好是其最大壁厚不超过0.375in,最小壁厚不低于0.050in,当然0.125in的壁厚是最理想的。


● 使制品的棱角圆化,即增大内圆


角半径将显著降低聚碳酸酯的缺陷敏感性。


● 除了一些特殊情况,每边0.5°或1°的拔模角度对于PC制件来说已足够了。


● 对于所有聚碳酸酯制品的设计,为避免凹陷和过高的注射压力,其挤出厚度最大不能超过制件壁厚的60%。


● 只要在模具设计中注意凹痕、气孔、熔合缝的设计是否合理,再加上正确的成型工艺,就能够得到合格的制品。选用玻纤增强的聚碳酸酯材料能够减少35%~40%的融合缝的强度损失。


● PC在水平或者垂直方向上能够均匀收缩,例如,1in长、0.125in厚的PC制件公差为±0.0025。同样条件下其他材料的制件公差可能达到0.004。因此PC材料在成型时的收缩问题可不必特别考虑,这也是它适合制造精密部件的原因。