聚碳酸酯，英文名Polycarbonate, 簡稱PC。

 

PC是一種無定型、無臭、無毒、高度透明的無色或微黃色熱塑性工程塑料，具有優良的物理機械性能，尤其是耐沖擊性優異，拉伸強度、彎曲強度、壓縮強度高;蠕變性小，尺寸穩定。

 

具有良好的耐熱性和耐低溫性，在較寬的溫度范圍內具有穩定的力學性能，尺寸穩定性，電性能和阻燃性，可在 -60~120℃下長期使用；無明顯熔點，在 220-230℃呈熔融狀態；由于分子鏈剛性大，樹脂熔體粘度大；吸水率小，收縮率小，尺寸精度高，尺寸穩定性好，薄膜透氣性小；屬自熄性材料；對光穩定，但不耐紫外光，耐候性好。

耐油、耐酸、不耐強堿、氧化性酸及胺、酮類，溶于氯化烴類和芳香族溶劑，長期在水中易引起水解和開裂，缺點是因抗疲勞強度差，容易產生應力開裂，抗溶劑性差，耐磨性欠佳。

 

PC塑料的工藝特點如下：

 

①屬無定型塑料，Tg為149～150℃;Tf為215～225℃;成型溫度為250～310℃;相對平均分子質量為2～4萬。

 

②熱穩定性較好，并隨相對分子質量的增大而提高。

 

③流變特性接近牛頓液體，表觀粘度受溫度的影響較大，受剪切速率的影響較小，隨相對平均分子質量的增大而增大。無明顯的熔點，熔體粘度較高。PC分子鏈中有苯環，所以，分子鏈的剛性大。

 

④PC的抗蠕變性好，尺寸穩定性好;但內應力不易消除。

 

⑤PC高溫下遇水易降解，成型時要求水分含量在0.02%以下。

 

⑥制品易開裂。

 

聚碳酸酯的成型工藝

 

在成型前，PC樹脂必須進行充分干燥。干燥方法可采用沸騰床干燥(溫度120～130℃，時間1～2h)、真空干燥(溫度110℃，真空度96kPa以上、時間10～25h)、熱風循環干燥(溫度120～130℃，時間6h以上)。

 

為防止干燥后的樹脂重新吸濕，應將其置于90℃的保溫箱內，隨用隨取，不宜久存。成型時料斗必須是密閉的，料斗中應設有加熱裝置，溫度不低于100℃、對無保溫裝置的料斗，一次加料量最好少于半小時的用量，并要加蓋蓋嚴。

 

判斷干燥效果的快速檢驗法，是在注塑機上采用“對空注射”。如果從噴嘴緩慢流出的物料是均勻透明、光亮無銀絲和氣泡的細條時，則為合格。此法對一般塑料均適用。

 

PC的熔體粘度比PA、PS、PE等大得多，流動性較差。熔體的流動特性接近于牛頓流體，熔體粘度受剪切速率影響較小，而對溫度的變化十分敏感，因此，成型時只要調節加工溫度，就能有效地控制PC的表現粘度。

 

成型溫度的選擇與樹脂的相對平均分子質量及其分布、制品的形狀與尺寸、注塑機的類型等有關，一般控制在250～310℃范圍內。注塑用料，宜選用相對平均分子質量稍低的樹脂，MFR為5～7g/10min;對形狀復雜或薄壁制品。成型溫度應偏高，為285～305℃;而厚壁制品，成型溫度稍低，為250～280℃。不同的注塑機，成型溫度也不一樣。

 

螺桿式為260～285℃，柱塞式為270～310℃。料筒溫度的設定是用前高后低的方式，靠近料斗一端的后料筒溫度要控制在PC的軟化溫度以上，即大于230℃，以減少物料阻力和注射壓力損失。

 

盡管提高成型溫度有利熔體充模。但不能超過230℃，否則，PC會發生降解，使制品顏色變深，表面出現銀絲、暗條、黑點、氣泡等缺陷，同時，物理力學性能也會顯著下降。

 

噴嘴溫度為260～310℃，兩種類型的注塑機噴嘴的溫度控制有所不同。

 

模具溫度對制品的力學性能影響很大。隨著模溫的提高.料溫與模溫間的溫差變小，剪切應力降低，熔體可在模腔內緩慢冷卻，分子鏈得以松弛，取向程度減小，從而減少了制品的內應力，但制品的沖擊強度、伸長率顯著下降，同時會出現制品脫模困難。

 

脫模時易變形，并延長了成型周期，降低生產效率;而模溫較低，又會使制品的內應力增加。因此，必須控制好模溫。通常，PC的模溫為80～120℃。普通制品控制在80～100℃，而對于形狀復雜、薄壁及要求較高的制品，則控制在100～120℃，不允許超過其熱變形溫度。

 

成型PC厚壁制品時，模具溫度的控制顯得特別重要。例如，在成型簡支梁沖擊試驗樣條(厚度為10mm)時，如果模具不進行控制溫度，則成型的樣條內部縮孔很多，也很大。

 

此時，模具如果沒有設置加熱裝置，則可采用簡易的方法將模具主流道加熱。該簡易的方法就是在一根鐵絲上系上棉花球，蘸上工業酒精，加熱主流道，這樣，雖不能消除縮孔，但縮孔的數量大為減少。程度大為減輕。當然.這是一種沒有辦法的辦法，是一種土辦法，不推薦使用。因為這樣，容易使模具主流道變形和氧化。

 

盡管注塑時注射壓力對熔體強度和流動性影響較小，但由于PC熔體粘度高、流動性較差，因此，注射壓力不能太低，一般控制在80～120MPa，采用柱塞式注塑機時，注射壓力應為100～150MPa;而對于薄壁長流距、形狀復雜、澆口尺寸較小的制品，為使熔體順利、及時充模，注射壓力要適當提高至120～150MPa。

 

保壓壓力大小和保壓時間長短直接影響制品的質量。保壓壓力過小，則補縮作用小，制品內部會因收縮而形成氣泡，制品表面也會出現凹痕；保壓壓力過大。

 

在澆口周圍易產生較大的內應力。

 

保壓時間長，制品尺寸精度高、收縮率低、表面質量良好，但增加了制品中的內應力，延長了成型周期。保壓壓力為80～100 MPa。如前所述方法??用火加熱主流道，延長澆口中熔體的凝固時間，以增加補縮作用。PC注射成型時，可提高背壓壓力。

 

注射速率對制品的性能影響不大。但從成型角度考慮，注射速率不宜太慢，否則進入模腔內的熔體易冷凝而導致充模不足，即使充滿了，制品表面包易出現波紋、料流痕等缺陷;注射速率也不宜太快，以防裹入空氣和出現熔體破裂現象。生產中，一般采用中速或慢速，最好采用多級注塑。注塑時，速度沒定為慢→快→慢，這樣可大大提高制品質量。

 

螺桿轉速不可太高，一般為30～60 r/min。嵌件需預熱到200℃，至少也要有120℃，一般為110～130℃。再生料的再生次數不超過3次，用量為20%左右。

 

PC是透明性塑料，成型時一般不推薦使用脫模劑，以免影響制品透明度。對脫模確有困難的制品，可使用硬脂酸或硅油類物質作脫模劑，但用量要嚴格控制。

 

PC制品中應盡量避免使用金屬嵌件。若確需使用金屬嵌件時，則必須先把金屬嵌件預熱至200℃左右后，再置人模腔中進行注塑，這樣可避免因膨脹系數的懸殊差別，在冷卻時發生收縮不一致而嚴生較大的內應力，使制品開裂。

 

減小內應力的方法，除了在制品造型設計時避免缺口、銳角、厚薄懸殊以及采用正確的成型工藝參數等外，最好是對制品進行熱處理，熱處理溫度控制在125～135℃(樹脂Tg以下10～20℃)，處理時間為2h左右，制品越厚處理時間越長。一般壁厚小于5mm的制品，時間為8h;大于20mm的制品、時間為24h。

 

制品的內應力大小可通過偏振光檢驗法和溶劑浸漬法。偏振光檢驗法適用各種透明制品，它是利用PC的透明性，把制品置于偏振光鏡片之間，從鏡上觀察制品表面彩色光帶面積，以彩色光帶面積的大小來確定制品內應力大小，如果觀察到的彩包光帶面積大，說明制品內應力大。

 

溶劑浸漬法是工廠中普遍采用的一種檢測手段，該法是將PC制品浸入某些溶劑(如苯、四氯化碳、環己烷、乙醇、甲醇等)之中，以制品發生開裂破壞所需的時間，來判斷應力的大小，時間越長則應力越小。如果浸漬5～15 s就開裂，說明內應力很大;如果浸漬1～2min不出現裂紋，說明內應力很小，這種制品在使用過程一般不會開裂。

 

聚碳酸酯的應用 

 

PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機加工，最重要的加工方法是注塑。

 

成型之前必須預干燥，水分含量應低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產生白濁色澤，銀絲和氣泡，PC在室溫下具有相當大的強迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進行冷壓，冷拉，冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應大于3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比1：18~24，壓縮比1：2.5，可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質量，高透明瓶子。

 

PC合金種類繁多，改進PC熔體粘度大(加工性)和制品易應力開裂等缺陷，PC與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。

 

具體有PC/ABS合金，PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有兩種材料性能優點，并降低成本，如PC/ABS合金中，PC主要貢獻高耐熱性，較好的韌性和沖擊強度，高強度、阻燃性， ABS則能改進可成型性，表觀質量，降低密度。

 

PC的三大應用領域是玻璃裝配業、汽車工業和電子、電器工業，其次還有工業機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設備、醫療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。

 

PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設備、工業安全檔板和防彈玻璃。 PC板可做各種標牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業標牌、點式滑動指。