Was ist PC und wofür wird es verwendet?

Polycarbonat (PC)-Kunststoffe sind ein natürlich transparenter amorpher Thermoplast. Obwohl sie im Handel in einer Vielzahl von Farben erhältlich sind (vielleicht durchscheinend und vielleicht nicht), ermöglicht das Rohmaterial die interne Übertragung von Licht fast in der gleichen Kapazität wie Glas. Polycarbonatpolymere werden zur Herstellung einer Vielzahl von Materialien verwendet und sind besonders nützlich, wenn Schlagzähigkeit und/oder Transparenz eine Produktanforderung sind (z. in kugelsicherem Glas). PC wird häufig für Kunststofflinsen in Brillen, in medizinischen Geräten, Automobilkomponenten, Schutzausrüstung, Gewächshäusern, digitalen Datenträgern (CDs, DVDs und Blu-ray) und Außenbeleuchtungsarmaturen verwendet. Polycarbonat hat auch sehr gute Hitzebeständigkeit und kann mit flammhemmenden Materialien ohne bedeutenden materiellen Abbau kombiniert werden. Polycarbonat-Kunststoffe sind technische Kunststoffe, da sie typischerweise für leistungsfähigere, robustere Materialien wie schlagfeste „glasartige“ Oberflächen verwendet werden.

Das folgende Diagramm zeigt die relative Schlagzähigkeit von Polycarbonat im Vergleich zur Schlagzähigkeit anderer häufig verwendeter Kunststoffe wie ABS, Polystyrol (PS) oder Nylon.

Bild Von ptsllc.com

Ein weiteres Merkmal von Polycarbonat ist, dass es sehr biegsam ist. Es kann typischerweise bei Raumtemperatur gebildet werden, ohne zu reißen oder zu brechen, ähnlich wie Aluminiumblech. Obwohl die Verformung unter Wärmeeinwirkung einfacher sein kann, sind auch kleine Winkelbiegungen ohne sie möglich. Diese Eigenschaft macht Polycarbonat-Plattenmaterial besonders nützlich für Prototyping-Anwendungen, bei denen Bleche nicht lebensfähig sind (z. B. wenn Transparenz erforderlich ist oder wenn ein nicht leitfähiges Material mit guten elektrischen Isolationseigenschaften erforderlich ist).

Was sind die Eigenschaften von Polycarbonat?

Nachdem wir nun wissen, wofür es verwendet wird, wollen wir einige der wichtigsten Eigenschaften von Polycarbonat untersuchen. PC wird als „Thermoplast“ klassifiziert (im Gegensatz zu „Duroplast“), und der Name hat mit der Art und Weise zu tun, wie der Kunststoff auf Wärme reagiert. Thermoplastische Materialien werden an ihrem Schmelzpunkt flüssig (155 Grad Celsius bei Polycarbonat). Ein wichtiges nützliches Merkmal von Thermoplasten ist, dass sie ohne signifikante Verschlechterung auf ihren Schmelzpunkt erhitzt, abgekühlt und wieder erwärmt werden können. Anstatt zu brennen, verflüssigen sich Thermoplaste wie Polycarbonat, wodurch sie leicht spritzgegossen und anschließend recycelt werden können.Im Gegensatz dazu können duroplastische Kunststoffe nur einmal erhitzt werden (typischerweise während des Spritzgießprozesses). Die erste Erwärmung bewirkt, dass duroplastische Materialien aushärten (ähnlich einem 2-teiligen Epoxid), was zu einer chemischen Veränderung führt, die nicht rückgängig gemacht werden kann. Wenn Sie ein zweites Mal versuchen würden, einen duroplastischen Kunststoff auf eine hohe Temperatur zu erhitzen, würde er einfach brennen. Diese Eigenschaft macht duroplastische Materialien zu schlechten Kandidaten für das Recycling.

Polycarbonat ist auch ein amorphes Material, was bedeutet, dass es nicht die geordneten Eigenschaften kristalliner Feststoffe aufweist. Typischerweise zeigen amorphe Kunststoffe eine Tendenz, allmählich zu erweichen (dh sie haben einen größeren Bereich zwischen ihrer Glasübergangstemperatur und ihrem Schmelzpunkt), anstatt einen scharfen Übergang von fest zu flüssig zu zeigen, wie dies bei kristallinen Polymeren der Fall ist.Schließlich ist Polycarbonat insofern ein Copolymer, als es aus mehreren verschiedenen Monomertypen in Kombination miteinander zusammengesetzt ist.

Warum wird Polycarbonat so oft verwendet?

Polycarbonat ist ein unglaublich nützlicher Kunststoff für Anwendungen, die Transparenz und hohe Schlagfestigkeit erfordern. Es ist eine leichtere Alternative zu Glas und ein natürlicher UV-Filter, daher wird es häufig in Brillen verwendet. Bei Creative Mechanisms haben wir Polycarbonat in einer Reihe von Anwendungen in einer Reihe von Branchen eingesetzt. Einige Beispiele sind die folgenden:

• klare Fenster an Prototypenmodellen

• farbig getönte transluzente Prototypen

• klare Rohre für Prototypen von Sportgeräten

• Diffusoren und Lichtrohre für LEDs

• klare Formen für Urethan- und Silikonguss

• 3D-gedruckte Modelle für Anwendungen mit hoher Hitze, wenn ABS verwendet wird keine Option

• Maschinenschutz

Wir haben getönten PC gesehen, der zur Reduzierung der Blendung verwendet wurde (z. B. um beleuchtete Schilder auf der Autobahn abzudecken). Unternehmen, die diese Art von Produkt herstellen, setzen häufig getöntes Polycarbonat auf die Vorderseite ihrer Schilder, um sowohl die LEDs zu schützen als auch die Blendung zu reduzieren.

Was sind die verschiedenen Arten von Polycarbonat?

Laut AZO Materials wurde Polycarbonat Mitte des 20.Jahrhunderts gleichzeitig von GE in den USA und Bayer in Deutschland entwickelt. In der Neuzeit wird es von einer großen Anzahl von Firmen hergestellt, von denen jede ihren eigenen Produktionsprozess und ihre eigene Formel hat. Zu den Handelsnamen gehören bekannte Varianten (oder „Harze“) wie Lexan® von SABIC oder Makrolon® von Bayer MaterialScience. Eine vollständige Liste der Materialhersteller finden Sie hier.

Es gibt verschiedene Industriegrade von Polycarbonat. Die meisten werden mit dem Gattungsnamen (Polycarbonat) bezeichnet und unterscheiden sich typischerweise durch die Menge an Glasfaserverstärkung, die sie enthalten, und die Varianz des Schmelzflusses zwischen ihnen. Einige Polycarbonate enthalten Additive wie „UV-Stabilisatoren“, die das Material vor langfristiger Sonneneinstrahlung schützen. Spritzgussfähiges Polycarbonat kann andere Additive wie Formtrennmittel enthalten, die das Material während der Verarbeitung schmieren. Fertiges Polycarbonat wird typischerweise in Zylindern, Stäben oder Platten verkauft.

Wie wird PC hergestellt?

Polycarbonat beginnt wie andere Kunststoffe mit der Destillation von Kohlenwasserstoffbrennstoffen in leichtere Gruppen, die als „Fraktionen“ bezeichnet werden, von denen einige mit anderen Katalysatoren kombiniert werden, um Kunststoffe herzustellen (typischerweise durch Polymerisation oder Polykondensation). Sie können hier ausführlicher über den Prozess lesen.

PC für die Prototypenentwicklung auf CNC-Maschinen und 3D-Druckern:

PC ist in Blech- und Rundmaterial erhältlich und eignet sich daher gut für subtraktive Bearbeitungsprozesse auf einer Mühle oder Drehmaschine. Farben sind normalerweise auf klar, Weiß und Schwarz beschränkt. Teile, die aus klarem Material bearbeitet werden, erfordern normalerweise eine Nachbearbeitung, um Werkzeugspuren zu entfernen und die Transparenz des Materials wiederherzustellen.Da Polycarbonat ein thermoplastisches Material ist, können bestimmte 3D-Drucker mit PC im FDM-Verfahren drucken. Das Material wird in Filamentform gekauft und der 3D-Drucker erwärmt und legt das Filament in die gewünschte 3D-Form ab. PC für 3D-Druck ist in der Regel auf eine weiße Farbe beschränkt. PC / ABS-Blends sind auch für den 3D-Druck auf einer FDM-Maschine erhältlich.

Ist PC giftig?

Es besteht die Möglichkeit, dass bestimmte Arten von Polycarbonat in Situationen mit Lebensmittelkontakt aufgrund der Freisetzung von Bisphenol A (BPA) während der Hydrolyse (Abbau durch Materialkontakt mit Wasser) gefährlich werden können1. Die am häufigsten hergestellten Arten von Polycarbonat werden durch die Kombination von BPA und COCl2 hergestellt, es gibt jedoch BPA-freie Polycarbonate, die besonders für Anwendungen mit verderblichen Lebensmitteln oder Wasser marktfähig geworden sind.

Es wurden rund 100 Studien zu BPA durchgeführt, und die Ergebnisse sind insofern umstritten, als gezeigt wurde, dass ein Zusammenhang zwischen Finanzierungsquelle und Risikobewertung besteht. Die meisten Studien mit staatlicher Finanzierung zeigten, dass BPA ein gefährliches Gesundheitsrisiko darstellt, während viele mit Industriefinanzierung geringere bis keine medizinischen Risiken aufwiesen. Unabhängig von den widersprüchlichen Studien zu den negativen Auswirkungen von BPA wurden bestimmte Arten von Polycarbonat mit seiner Freisetzung in Verbindung gebracht. Dies hat zum Aufkommen von „BPA-freien“ Polycarbonat-Produkten geführt (häufig auf Konsumgütern wie Einmachgläsern gezeigt).

Was sind die Nachteile von Polycarbonat?

Obwohl Polycarbonat für seine hohe Schlagzähigkeit bekannt ist, ist es sehr kratzanfällig. Aus diesem Grund werden klare Oberflächen wie Polycarbonatlinsen in einer Brille typischerweise mit einer kratzfesten Schicht zum Schutz beschichtet.

Was sind die Eigenschaften von Polycarbonat?