聚碳酸酯塑料

以聚碳酸酯为主要成分的塑料

聚碳酸酯塑料，以聚碳酸酯为主要成分的塑料。聚碳酸酯是非晶态聚合物，在熔化和冷却后变成透明的玻璃状物，具有优良的光学和力学性能。熔点较高，也能耐低温，吸水性小，其耐冲击性、绝缘性和抗老化性均较好，还能耐受无机及有机稀酸等。

简介

聚碳酸酯虽然有很好的韧度和力学性能，但耐环境应力开裂性差，缺口敏感性高，因而成型带金属嵌件的制件比较困难。

聚碳酸酯塑料的结晶倾向较小，无准确熔点，一般被认为是非结晶形塑料。其玻璃化温度较高，为149～150℃，熔融温度为215～225℃，成型温度可控制在250～310℃。

聚碳酸酯的热稳定性和力学强度随相对分子质量的增加而提高，熔融黏度也随相对分子质量的增加而明显地加大。用于注射成型的聚碳酸酯相对分子质量一般为2万～4万。

聚碳酸酯的熔融黏度较尼龙，聚苯乙烯、聚乙烯大得多，这对注射充模有影响，因为流动长度随黏度增大而缩短。其流动特性接近于牛顿流体，熔融黏度受剪切速率的影响较小，对温度的变化则十分敏感。因此，在注射成型过程中，通过提高温度来降低黏度比增大压力更有效。

成型工艺

1．原料的预热干燥

为了保证制件质量，成型前，必须对原料充分干燥。干燥方法可采用沸腾床干燥（温度120～130℃，时间1～2h）；真空干燥[温度110℃，真空度0.96MPa（720mmHg）以上，时间10～25 h]；普通烘箱干燥（温度110～120℃，时间25～48 h）。干燥时间不能过长，否则树脂颜色加深，容易造成性能下降。于燥后水分应不大于0.03%。注射时，料斗应是封闭的，而且其中可加设加热装置（红外线灯或电加热），料温允许达到120℃，借以防止干燥后的树脂再吸湿。料斗的加料量应不超过0.5～1 h的用量。已干燥好的物料如不立即使用，应在密闭容器内保存。使用时，应在120℃温度下再千燥4 h以上。湿含量是否合格，快的检验方法是在注射机上米用“对空注射”法，如果从喷嘴缓慢流出的物料是均匀无色、光亮无银丝和气泡的细条，即为合格。

2．成型温度

成型温度的选择与树脂相对分子质量及其分布，制件的形状及壁厚、注射成型机的类型等有关，一般控制在250～310℃范围内。注射成型宜选用相对分子质量稍低的树脂，但其韧度不免有所降低。选用的树脂，其K值以在52～54较为适宜。薄壁制件，成型温度应偏高，以在285～305℃为好；厚壁（厚度大于10 mm）的制件的成型温度可略低，以250～280℃为宜。由于厚壁制件成型周期长，塑料在料筒内塑化较好；再者，厚壁制件所用浇口及型腔尺寸较大，所以塑料熔体流动阻力小，在稍低温度下亦能成型。如温度超过290℃，注射周期加长，过热分解的倾向就会增大，对制件的综合性能有损。不同类型的注射机，成型温度也不一样，螺杆式为260～285℃，柱塞式则为270～310℃。两类注射机上的喷嘴均应加热，温度为260～310℃。加料口一端的料筒温度应在聚碳酸酯的软化温度以上，一般要求大于230℃，以减少料塞的阻力和注射压力损失。

3．注射压力

聚碳酸酯的熔融黏度较高，成型薄壁或形状复杂的制件需要较大的注射压力。使用柱塞式注射机，一般注射压力为100～160 MPa，而螺杆式注射机为80～130 MPa。保压时间对制件内应力影响较大。为获得各项性能良好的制件，选用高料温和低压力是适宜的，这将减少制品的残余压力。保压时间过长，不仅内应力大，制件易开裂使强度降低，同时会延长成型周期。通常注射速度约在8～10 m/s之间。

4．模具温度

制件中的内应力，通常与冷却时的料温和模温之间的差值大致成正比关系。因此，模温应尽量高。聚碳酸酯塑料制件能在140℃模温的情况下顺利脱模，所以模温一般可保持为85～140℃。模温过高时，制件冷却慢，成型周期长，且易发生黏模，使制件在脱模过程中产生变形。

5．制件的热处理

聚碳酸酯制件的内应力可通过热处理来消除，热处理温度应选择在玻璃化温度以下16～20℃。一般控制为125～135℃。处理时间视制件厚度和形状而定。制件越厚，时间越长。

聚碳酸酯的性能与特征

聚碳酸酯（PC）是在大分子主链中含有碳酸酯链节的高分子化合物的总称。PC是聚碳酸酯的缩写代号。聚碳酸酯的生产方法有酯交换法和光气化法。目前应用量最大、用途较广的是双酚A型芳香族聚碳酸酯和工程塑料玻璃纤维增强聚碳酸酯。

聚碳酸酯是一种透明、白色或微黄色聚合物，无定形，无味、无毒；制品刚硬，耐冲击，有良好的韧性，吸水率较低；力学性能优良。但耐疲劳强度低，容易产生开裂；耐热性和耐寒性较好，应用温度范围为-60～120℃，热变形温度为135℃左右，温度在220～230℃呈熔融态，分解温度>310℃；熔融体黏度大，流动性差，成型加工难度较大，但着色性好；有较好的电绝缘性，不易燃，有白熄性；耐酸、盐类和油、脂肪烃及醇，不耐氯烃、碱、胺、酮等介质，易溶于二氯甲烷、二氯乙烷等氯代烃类溶剂中。

制品成型方法

聚碳酸酯在成型制品前，应先将原料在120～130℃的热风循环烘箱中干燥处理10h左右，使原料的含水量小于0.03%。

干燥处理后的原料，可采用挤出、注塑、吹塑和真空成型等方法。成型塑料各种板、管、容器和薄膜等制品。

聚碳酸酯成型加工时，机筒的加料段温度在230℃左右，塑化段温度在250℃左右，均化段温度在270℃左右，注射压力在40～120MPa范围内，模具温度在100℃左右。为了消除制件的内应力，制品成型后要在120℃左右的温度中进行热处理。可采用油浴法，也可在烘箱中进行热处理。

用途

聚碳酸酯是一种综合性能优良的工程塑料，其制品广泛应用在机械、电子电器工业、交通运输和纺织工业、医疗和生活日用品中。

①机械方面，各种工作负荷不大的齿轮、齿条、凸轮、蜗杆、螺钉、螺母、管件、叶轮、阀门用零件、照相器材用零件及钟表用零件等。

②电子电器工业，作电子计算机、电视机、收音机、音响设备和家用电器等的绝缘接插件、线圈框架、垫片等，仪表外壳，手电钻外壳，吹风机，灯具和控制器等。

③生活日用品，太阳眼镜、打火机、烟具、洗澡盆、头盔、灯片、餐具、信号灯体及啤酒瓶等。

④军工方面，飞机、汽车和船用风挡玻璃，反坦克地雷，枪械握把，潜望镜等。

⑤其他方面，如纺织工业用各种纬纱管、纱管、毛纺管等，建筑业和农业中用作高冲击强度的玻璃窗和玻璃暖房具，具有很高的安全性和装饰性。

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