聚碳酸酯是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂,按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型,其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯,并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要,分子量通常为3-10万。
聚碳酸酯,英文名Polycarbonate, 简称PC。PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料,具有优良的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;蠕变性小,尺寸稳定;具有良好的耐热性和耐低温性,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阻燃性,可在 -60~120℃下长期使用;无明显熔点,在 220-230℃呈熔融状态;由于分子链刚性大,树脂熔体粘度大;吸水率小,收缩率小,尺寸精度高,尺寸稳定性好,薄膜透气性小;属自熄性材料;对光稳定,但不耐紫外光,耐候性好;耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,溶于氯化烃类和芳香族溶剂,长期在水中易引起水解和开裂,缺点是因抗疲劳强度差,容易产生应力开裂,抗溶剂性差,耐磨性欠佳。
PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。冲击韧性高,因此可进行冷压,冷拉,冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万,要采用渐变压缩型螺杆,长径比1:18~24,压缩比1:2.5,可采用挤出吹塑,注-吹、注-拉-吹法成型高质量,高透明瓶子。
PC合金种类繁多,改进PC熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂等缺陷, PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。具体有PC/ABS合金,PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等,利有两种材料性能优点,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要贡献高耐热性,较好的韧性和冲击强度,高强度、阻燃性, ABS则能改进可成型性,表观质量,降低密度。
PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃,PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗,用于飞机舱罩,照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。 PC板可做各种标牌,如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器, PC树脂用于汽车照相系统,仪表盘系统和内装饰系统,用作前灯罩,带加强筋汽车前后档板,反光镜框,门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置,电话线路支架下通讯电缆的连接件,电闸盒、电话总机、配电盘元件,继电器外壳, PC可做低载荷零件,用于家用电器马达、真空吸尘器,洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄,各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质理想的材料。PC瓶(容器)透明、重量轻、抗冲性好,耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤,作为可回收利用瓶(容器)。PC及PC合金可做计算机架,外壳及辅机,打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌,耐蒸煮和烘烤消毒,可用于采血标本器具,血液充氧器,外科手术器械,肾透析器等,PC可做头盔和安全帽,防护面罩,墨镜和运动护眼罩。 PC薄膜广泛用于印刷图表,医药包装,膜式换向器。
在成型加工上,水份控制及成型加工条件之选择是影响成型品质量最重要的两个因素,兹分述如下:
水份控制
PC类塑胶即使遇到非常低之水份亦会产生水解而断键、分子量降低和物性强度降低之现象。因此在成型加工前,应严格地控制聚碳酸酯之水份在0.02%以下,以避免成型品的机械强度降低或表面产生气泡、银和气泡纹等之异常外观,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。为避免水份所产生异常之情况,聚碳酸酯在加工前,应先经热风干燥机干燥三至五小时以上,温度设定为120℃,或者经除温干燥机来处理水份,但除湿空气在漏斗入口处应有-30℃之露点。
注塑成型
为满足各种注塑成型工艺的需求,聚碳酸酯有不同熔融指数的规格。通常熔融指数介于5至25g/10min皆可适用于注塑成型。但是其最佳加工条件因注塑机种类、成型品之形状以及聚碳酸酯规格之不同,而有相当之差异,应依据实际情形加以调整。
注塑机选择要点
锁模压力:
以成品投影面积每平方公分乘0.47至0.78吨(或每平方寸乘3至5吨)。
机台大小:
成品重量约为注塑机容量的40至60%为最佳,如机台以聚苯乙烯来表示其容量(盎斯)时,需减少10%,始为使用GUANG DA之容量。1盎斯=28.3公克。
螺杆:
螺杆长度最少应有15个直径长,其L/D为20:1最佳。压缩比宜为1.5:1至30:1。螺杆前端之止流阀应采用滑动环式,其树脂可流动间隙最少应有3.2MM。
喷嘴:
尖端开口最少应有4.5MM(直径),若成品重量为5.5KG以上,则喷嘴直径应有9.5MM以上。另外,尖端开口需比浇口直径少0.5至1MM,且段道愈短愈好,约为5MM。
成型条件要点:
熔融温度与模温:
最佳的成型温度设定与很多因素有关,如注塑机大小、螺杆组态、模具及成型品的设计和成型周期时间等。一般而言,为了让塑料渐渐地熔融,在料管后段/进料区设定较低的温度,而在料管前段设定较高的温度。但若螺杆设计不当或L/D值过小,逆向式的温度设定亦可。
模温方面,高温模可提供较佳的表面外观,残留应力也会较小,且对较薄或较长的成型品也交易填满。而低模温则能缩短成型周期。
螺杆回转速度:
建议40至70rpm,但需视乎机台与螺杆设计而调整。
注塑压力:而最高为了尽速填满模具,注塑压力愈大愈好,一般约为850至1,400KG/CM2,可达2,400KG/CM2。
背压:
一般设定愈低愈好,但为求进料均匀,建议使用3至14KG/CM2。
注塑速度:
射速与浇口设计有很大关系,使用直接浇口或边缘浇口时,为防止日晖现象和波流痕现象,则应用较慢之射速。另外,如成品厚度在5MM以上,为避免气泡或凹陷,慢速射出会有帮助。一般而言,射速原则为薄者快,厚者慢。
从注塑切换为保压之保,保压要尽量低,以免成型品发生残留应力。而残留应力可用退火方式来去除或减轻;条件是120至130℃约三十分钟至一小时。
料筒清扫
(1) 在聚碳酸酯的成型温度下,加入清洗料(通用级聚苯乙烯或透苯),连续射出
二十至三十次。
(2) 将机台后退,续将清洗料空射,直至射出的清洗料开始膨胀起泡。
(3) 将料筒温度重新设定到200至230℃。
(4) 继续将清洗料空射,直到清洗料熔胶温度达260℃且外表看起来很干净透明。



