vad är PC, och vad används det för?

polykarbonatplast (PC) är en naturligt transparent amorf termoplast. Även om de görs kommersiellt tillgängliga i olika färger (kanske genomskinliga och kanske inte), möjliggör råmaterialet intern överföring av ljus nästan i samma kapacitet som glas. Polykarbonatpolymerer används för att producera en mängd olika material och är särskilt användbara när slagmotstånd och/eller transparens är ett produktkrav (t. ex. i skottsäkert glas). PC används ofta för plastlinser i glasögon, i medicintekniska produkter, fordonskomponenter, skyddsutrustning, växthus, digitala diskar (CD-skivor, DVD-skivor och Blu-ray) och yttre belysningsarmaturer. Polykarbonat har också mycket god värmebeständighet och kan kombineras med flamskyddsmedel utan betydande materialnedbrytning. Polykarbonatplast är ingenjörsplast genom att de vanligtvis används för mer kapabla, robusta material som i Slagtåliga ”glasliknande” ytor.

Följande diagram visar den relativa slaghållfastheten hos polykarbonat jämfört med slaghållfastheten hos andra vanliga plaster som ABS, polystyren (PS) eller Nylon.

bild från ptsllc.com

en annan egenskap hos polykarbonat är att den är mycket smidig. Det kan vanligtvis bildas vid rumstemperatur utan sprickbildning eller brytning, liknande aluminiumplåt. Även om deformation kan vara enklare med applicering av värme, är även små vinkelböjningar möjliga utan det. Denna egenskap gör polykarbonatplåtlager särskilt användbart vid prototyptillämpningar där plåt saknar livskraft (t.ex. när transparens krävs eller när ett icke-ledande material med goda elektriska isoleringsegenskaper krävs).

vilka egenskaper är polykarbonat?

Nu när vi vet vad det används för, låt oss undersöka några av de viktigaste egenskaperna hos polykarbonat. PC klassificeras som en” termoplast ”(i motsats till” termoset”), och namnet har att göra med hur plasten reagerar på värme. Termoplastiska material blir flytande vid smältpunkten (155 grader Celsius vid polykarbonat). Ett viktigt användbart attribut om termoplaster är att de kan värmas upp till smältpunkten, kylas och värmas upp igen utan signifikant nedbrytning. Istället för att bränna, termoplaster som polykarbonat flytande, vilket gör att de enkelt kan formsprutas och sedan återvinnas.

däremot kan härdplaster endast värmas upp en gång (vanligtvis under formsprutningsprocessen). Den första uppvärmningen får värmehärdade material att ställa in (liknar en 2-delig epoxi) vilket resulterar i en kemisk förändring som inte kan vändas. Om du försökte värma en härdplast till en hög temperatur en andra gång skulle det helt enkelt brinna. Denna egenskap gör värmehärdande material dåliga kandidater för återvinning.

polykarbonat är också ett amorft material, vilket innebär att det inte uppvisar de beställda egenskaperna hos kristallina fasta ämnen. Typiskt visar amorf plast en tendens att gradvis mjukna (dvs. de har ett bredare intervall mellan deras glasövergångstemperatur och deras smältpunkt) snarare än att uppvisa en skarp övergång från fast till flytande som är fallet i kristallina polymerer.Slutligen är polykarbonat en sampolymer genom att den består av flera olika monomertyper i kombination med varandra.

varför används polykarbonat så ofta?

polykarbonat är en otroligt användbar plast för applikationer som kräver transparens och hög slagmotstånd. Det är ett lättare alternativ till glas och ett naturligt UV-filter, så det används ofta i glasögon. På Creative Mechanisms har vi använt polykarbonat i ett antal applikationer inom en rad branscher. Några exempel inkluderar följande:

• rensa fönster på prototypmodeller

• färgtonade genomskinliga prototyper

• klara rör för sportutrustning prototyper

• diffusorer och ljusrör för lysdioder

• klara formar för uretan och silikongjutning

• 3D-tryckta modeller för hög värmeapplikationer när ABS inte är en alternativ

• maskinskydd

Vi har sett tonade PC används för att minska bländning (till exempel för att täcka upplysta skyltar på motorvägen). Företag som tillverkar denna typ av produkt lägger ofta tonat polykarbonat på framsidan av sina skyltar för att både skydda lysdioderna och minska bländningen.

vilka är de olika typerna av polykarbonat?

enligt AZO-material utvecklades polykarbonat samtidigt i mitten av 20-talet av GE i USA och Bayer i Tyskland. I modern tid tillverkas det av ett stort antal företag, var och en vanligtvis med sin egen produktionsprocess och unika formel. Varunamn inkluderar välkända varianter (eller” hartser”) som Lexan ozi av SABIC, eller Makrolon su av Bayer MaterialScience. Du kan se en fullständig lista över materialtillverkare här.

det finns olika branschkvaliteter av polykarbonat tillgängliga. De flesta kallas av det generiska namnet (polykarbonat) och differentieras vanligtvis av mängden glasfiberförstärkning de innehåller och variansen i smältflödet mellan dem. Vissa polykarbonater har tillsatser som” ultravioletta stabilisatorer ” som skyddar materialet från långvarig exponering för solen. Injektion formbar polykarbonat kan innehålla andra tillsatser såsom mögelfrisättningsmedel som smörjer materialet under bearbetningen. Färdig polykarbonat säljs vanligtvis i cylindrar, stavar eller ark.

Hur görs PC?

polykarbonat, liksom andra plaster, börjar med destillation av kolvätebränslen i lättare grupper som kallas ”fraktioner”, varav några kombineras med andra katalysatorer för att producera plast (vanligtvis via polymerisation eller polykondensation). Du kan läsa mer om processen här.

PC för prototyputveckling på CNC-maskiner och 3D-skrivare:

PC finns i ark och runt lager, vilket gör det till en bra kandidat för subtraktiva bearbetningsprocesser på en kvarn eller svarv. Färger är vanligtvis begränsade till klar, vit och svart. Delar som bearbetas från klart lager kräver vanligtvis viss Efterbehandling för att ta bort verktygsmärken och återställa materialets transparenta natur.

eftersom polykarbonat är ett termoplastiskt material kan vissa 3D-skrivare skriva ut med PC med FDM-processen. Materialet köps i filamentform och 3D-skrivaren värmer och sätter in filamentet i önskad 3D-form. PC för 3D-utskrift är vanligtvis begränsad till en vit färg. PC / ABS-blandningar finns också för 3D-utskrift på en FDM-maskin.

är PC giftigt?

det finns en potential att vissa typer av polykarbonat kan vara farliga i livsmedelskontaktssituationer på grund av frisättning av bisfenol A (BPA) under hydrolys (nedbrytning på grund av materialkontakt med vatten)1. De vanligaste typerna av polykarbonat skapas genom kombinationen av BPA och COCl2, men det finns BPA-fria polykarbonater som har blivit särskilt marknadsförbara för applikationer som involverar lättfördärvlig mat eller vatten.

det har gjorts ungefär 100 studier på BPA och resultaten är något kontroversiella eftersom det har visat sig att det finns ett samband mellan finansieringskälla och riskbedömning. De flesta studier med statlig finansiering visade att BPA var en farlig risk för hälsan medan många med branschfinansiering visade lägre eller inga medicinska risker. Oavsett de motsägelsefulla studierna om de negativa effekterna av BPA har vissa typer av polykarbonat associerats med dess frisättning. Detta har lett till tillkomsten av ”BPA-fria” polykarbonatprodukter (vanligtvis visas på konsumentprodukter som konserveringsburkar).

vilka är nackdelarna med polykarbonat?

Även om polykarbonat är känt för sitt höga slagmotstånd, är det mycket mottagligt för repor. Av denna anledning kommer klara ytor som polykarbonatlinser i ett par glasögon vanligtvis att beläggas med ett reptåligt lager för skydd.

vilka egenskaper har polykarbonat?