Qu’est-Ce que le PC et à Quoi sert-il?

Les plastiques en polycarbonate (PC) sont un thermoplastique amorphe naturellement transparent. Bien qu’ils soient disponibles dans le commerce dans une variété de couleurs (peut-être translucides et peut-être pas), la matière première permet la transmission interne de la lumière presque dans la même capacité que le verre. Les polymères de polycarbonate sont utilisés pour produire une variété de matériaux et sont particulièrement utiles lorsque la résistance aux chocs et / ou la transparence sont une exigence du produit (p. ex. en verre pare-balles). Le PC est couramment utilisé pour les lentilles en plastique dans les lunettes, les dispositifs médicaux, les composants automobiles, les équipements de protection, les serres, les disques numériques (CD, DVD et Blu-ray) et les appareils d’éclairage extérieurs. Le polycarbonate a également une très bonne résistance à la chaleur et peut être combiné avec des matériaux ignifuges sans dégradation significative du matériau. Les plastiques en polycarbonate sont des plastiques techniques en ce sens qu’ils sont généralement utilisés pour des matériaux plus performants et robustes, tels que les surfaces « ressemblant à du verre” résistantes aux chocs.

Le diagramme suivant montre la résistance aux chocs relative du polycarbonate par rapport à la résistance aux chocs d’autres plastiques couramment utilisés tels que l’ABS, le polystyrène (PS) ou le nylon.

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Une autre caractéristique du polycarbonate est qu’il est très souple. Il peut généralement être formé à température ambiante sans se fissurer ni se casser, similaire à la tôle d’aluminium. Bien que la déformation puisse être plus simple avec l’application de chaleur, même de petits virages en angle sont possibles sans elle. Cette caractéristique rend le stock de feuilles de polycarbonate particulièrement utile dans les applications de prototypage où la tôle manque de viabilité (par exemple lorsque la transparence est requise ou lorsqu’un matériau non conducteur avec de bonnes propriétés d’isolation électrique est requis).

Quelles sont les caractéristiques du polycarbonate?

Maintenant que nous savons à quoi il sert, examinons certaines des propriétés clés du polycarbonate. PC est classé comme un « thermoplastique » (par opposition à ”thermodurcissable »), et le nom a à voir avec la façon dont le plastique réagit à la chaleur. Les matériaux thermoplastiques deviennent liquides à leur point de fusion (155 degrés Celsius dans le cas du polycarbonat). Un attribut utile majeur des thermoplastiques est qu’ils peuvent être chauffés à leur point de fusion, refroidis et réchauffés à nouveau sans dégradation significative. Au lieu de brûler, les thermoplastiques comme le polycarbonate se liquéfient, ce qui leur permet d’être facilement moulés par injection puis recyclés.

En revanche, les plastiques thermodurcissables ne peuvent être chauffés qu’une seule fois (généralement pendant le processus de moulage par injection). Le premier chauffage provoque la prise de matériaux thermodurcissables (similaire à un époxy en 2 parties), ce qui entraîne un changement chimique qui ne peut pas être inversé. Si vous essayiez de chauffer une deuxième fois un plastique thermodurcissable à une température élevée, il brûlerait simplement. Cette caractéristique rend les matériaux thermodurcissables de mauvais candidats au recyclage.

Le polycarbonate est également un matériau amorphe, ce qui signifie qu’il ne présente pas les caractéristiques ordonnées des solides cristallins. Les plastiques généralement amorphes présentent une tendance à se ramollir progressivement (c’est-à-dire qu’ils ont une plage plus large entre leur température de transition vitreuse et leur point de fusion) plutôt que de présenter une transition brutale du solide au liquide comme c’est le cas dans les polymères cristallins.Enfin, le polycarbonate est un copolymère en ce qu’il est composé de plusieurs types de monomères différents en combinaison les uns avec les autres.

Pourquoi le polycarbonate est-il utilisé si souvent?

Le polycarbonate est un plastique incroyablement utile pour les applications nécessitant une transparence et une résistance élevée aux chocs. C’est une alternative plus légère au verre et à un filtre UV naturel, il est donc souvent utilisé dans les lunettes. Chez Creative Mechanisms, nous avons utilisé le polycarbonate dans un certain nombre d’applications dans un éventail d’industries. Voici quelques exemples ::

• fenêtres transparentes sur les prototypes

• prototypes translucides teintés en couleur

• tubes transparents pour prototypes d’équipements sportifs

• diffuseurs et tubes lumineux pour LED

• moules transparents pour moulage en uréthane et silicone

• Modèles imprimés en 3D pour applications à haute chaleur lorsque l’ABS est pas une option

• protections de machines

Nous avons vu des PC teintés utilisés dans le but de réduire l’éblouissement (par exemple pour couvrir les panneaux lumineux sur l’autoroute). Les entreprises qui fabriquent ce type de produit mettent souvent du polycarbonate teinté sur le devant de leurs enseignes pour à la fois protéger les LED et réduire l’éblouissement.

Quels Sont Les Différents Types de Polycarbonate ?

Selon les matériaux AZOÏQUES, le polycarbonate a été développé simultanément au milieu du 20e siècle par GE aux États-Unis et Bayer en Allemagne. Dans l’ère moderne, il est fabriqué par un grand nombre d’entreprises, chacune ayant généralement son propre processus de production et sa formule unique. Les noms commerciaux incluent des variantes (ou « résines”) bien connues comme Lexan® de SABIC, ou Makrolon® de Bayer MaterialScience. Vous pouvez consulter la liste complète des fabricants de matériaux ici.

Il existe différentes qualités industrielles de polycarbonate disponibles. La plupart sont appelés par le nom générique (polycarbonate) et se différencient généralement par la quantité de renfort en fibre de verre qu’ils contiennent et la variance du flux de fusion entre eux. Certains polycarbonates contiennent des additifs tels que des « stabilisants ultraviolets” qui protègent le matériau contre une exposition prolongée au soleil. Le polycarbonate moulable par injection peut inclure d’autres additifs tels que des agents de démoulage qui lubrifient le matériau pendant le traitement. Le polycarbonate fini est généralement vendu en cylindres, tiges ou feuilles.

Comment est fabriqué le PC?

Le polycarbonate, comme les autres plastiques, commence par la distillation des combustibles hydrocarbonés en groupes plus légers appelés « fractions” dont certaines sont combinées avec d’autres catalyseurs pour produire des plastiques (généralement par polymérisation ou polycondensation). Vous pouvez en savoir plus sur le processus ici.

PC pour le développement de prototypes sur machines CNC et imprimantes 3D:

PC est disponible en feuilles et en pièces rondes, ce qui en fait un bon candidat pour les processus d’usinage soustractif sur un moulin ou un tour. Les couleurs sont généralement limitées au clair, au blanc et au noir. Les pièces usinées à partir d’un stock transparent nécessitent généralement un post-traitement pour éliminer les marques d’outils et restaurer la nature transparente du matériau.

Parce que le polycarbonate est un matériau thermoplastique, certaines imprimantes 3D sont capables d’imprimer avec un PC en utilisant le procédé FDM. Le matériau est acheté sous forme de filament et l’imprimante 3D chauffe et dépose le filament dans la forme 3D souhaitée. Le PC pour l’impression 3D est généralement limité à une couleur blanche. Des mélanges PC / ABS sont également disponibles pour l’impression 3D sur une machine FDM.

Le PC est-il toxique ?

Il est possible que certains types de polycarbonate soient dangereux en cas de contact avec des aliments en raison de la libération de bisphénol A (BPA) lors de l’hydrolyse (dégradation due au contact du matériau avec l’eau)1. Les types de polycarbonate les plus couramment fabriqués sont créés par la combinaison de BPA et de COCl2, cependant, il existe des polycarbonates sans BPA qui sont devenus particulièrement commercialisables pour les applications impliquant des aliments périssables ou de l’eau.

Il y a eu environ 100 études menées sur le BPA et les résultats sont quelque peu controversés en ce sens qu’une corrélation entre la source de financement et l’évaluation des risques a été démontrée. La plupart des études financées par le gouvernement ont montré que le BPA représentait un risque dangereux pour la santé, tandis que de nombreuses études financées par l’industrie montraient des risques médicaux inférieurs ou nuls. Indépendamment des études contradictoires sur les effets négatifs du BPA, certains types de polycarbonate ont été associés à sa libération. Cela a conduit à l’avènement des produits en polycarbonate « sans BPA” (couramment présentés sur les produits de consommation tels que les pots de conserve).

Quels sont les inconvénients du polycarbonate?

Bien que le polycarbonate soit connu pour sa grande résistance aux chocs, il est très sensible aux rayures. Pour cette raison, les surfaces transparentes telles qu’une lentille en polycarbonate dans une paire de lunettes seront généralement recouvertes d’une couche résistante aux rayures pour la protection.

Quelles sont les propriétés du polycarbonate?