Piezas translúcidas PC110, moldeo por inyección de dos colores, amarilleamiento parcial
Policarbonato, denominado PC. La PC es un plástico de ingeniería termoplástico amorfo, inodoro, no tóxico, altamente transparente, incoloro o ligeramente amarillo con excelentes propiedades físicas y mecánicas, especialmente alta resistencia al impacto, resistencia a la tracción, resistencia a la flexión y resistencia a la compresión. Más pequeño, dimensionalmente estable; Resistencia al calor y resistencia a bajas temperaturas. Tiene propiedades mecánicas estables, estabilidad dimensional, propiedades eléctricas y retardo de llama en un amplio rango de temperaturas, y puede usarse durante mucho tiempo a -60 ~ 120 ℃; no tiene un punto de fusión obvio y se funde a 220 ~ 230 ℃; a la rigidez de la cadena molecular, alta viscosidad de la resina fundida; baja absorción de agua, pequeña contracción, alta precisión dimensional, buena estabilidad dimensional y baja permeabilidad de la película; es un material autoextinguible, estable a la luz, pero no resistente a los rayos ultravioleta; resistencia a la intemperie. No resistente a los rayos UV, buena resistencia a la intemperie, resistente al aceite y al ácido, no resistente a álcalis fuertes, ácidos oxidantes, aminas, cetonas, fácilmente soluble en hidrocarburos clorados y disolventes aromáticos, hidrólisis a largo plazo y craqueo en agua, la desventaja es Poca resistencia a la fatiga. Es propenso a agrietarse por tensión, tiene poca resistencia a los disolventes y poca resistencia al desgaste.
Propiedades físicas y químicas
Las características del proceso del plástico PC son las siguientes:
① Es un plástico amorfo con una Tg de 149~150 ℃; de 215~225℃ la temperatura de moldeo es 250~310℃ el peso molecular medio relativo es 20.000~40.000;
② La estabilidad térmica es buena y aumenta con el aumento de la masa molecular relativa.
③Las propiedades reológicas son cercanas a las de los líquidos newtonianos. La viscosidad aparente se ve muy afectada por la temperatura y menos afectada por la velocidad de corte, y aumenta con el aumento de la masa molecular promedio relativa. No hay un punto de fusión obvio y la viscosidad de la masa fundida es alta. Hay un anillo de benceno en la cadena molecular pc, por lo que la cadena molecular es más rígida.
④ La PC tiene buena resistencia a la fluencia y buena estabilidad dimensional, pero la tensión interna no es fácil de eliminar.
⑤ El PC se degrada fácilmente cuando se expone al agua a altas temperaturas y se requiere que el contenido de humedad sea inferior al 0,02 % durante el moldeo.
⑤ El PC se degrada fácilmente cuando se expone al agua a altas temperaturas y se requiere que el contenido de humedad sea inferior al 0,02 % durante el moldeo.
La resina de PC debe estar completamente seca antes de moldearla. Los métodos de secado pueden utilizar secado en lecho ebullente (temperatura 120-130 ℃, tiempo 1-2 h), secado al vacío (temperatura 110 ℃, grado de vacío superior a 96 kPa, tiempo 10-25 h), secado por circulación de aire caliente (temperatura 120-130 ℃, tiempo 6h) arriba). Para evitar que la resina seca vuelva a absorber humedad, debe colocarse en una caja aislada a 90 °C y sacarse según sea necesario. No es adecuado para un almacenamiento prolongado. La tolva de moldeo debe estar sellada y se debe instalar un dispositivo de calentamiento en la tolva. La temperatura no debe ser inferior a 100 °C. La tolva no tiene un dispositivo de conservación del calor. La cantidad de material agregado de una vez es preferiblemente inferior a la mitad. una hora y la tapa debe estar bien cerrada.
Un método de prueba rápido para juzgar el efecto de secado es utilizar "moldeo por inyección de aire" en la máquina de moldeo por inyección. Si el material que sale lentamente de la boquilla es uniforme, transparente, plateado y sin burbujas, está calificado. Este método es adecuado para plásticos en general.
La viscosidad fundida del PC es mucho mayor que la del PA, PS, PE, etc., y su fluidez es pobre. Las características de flujo de la masa fundida son cercanas a las del fluido newtoniano. La viscosidad de la masa fundida se ve menos afectada por la velocidad de corte y es muy sensible a los cambios de temperatura. Por lo tanto, siempre que se ajuste la temperatura de procesamiento durante el moldeo, las propiedades de viscosidad del PC pueden mejorarse. controlado efectivamente.
La selección de la temperatura de moldeo está relacionada con el peso molecular promedio relativo y la distribución de la resina, la forma y tamaño del producto, el tipo de máquina de moldeo por inyección, etc. Generalmente se controla dentro del rango de 250 ~ 310 ℃. Los materiales de moldeo por inyección deben usar resinas con un peso molecular promedio relativo ligeramente menor y un MFR de 5 a 7 g/10 min para productos con formas complejas o paredes delgadas; La temperatura de moldeo debe ser alta, 285-305 ℃; para productos de paredes gruesas, la temperatura de moldeo debe ser ligeramente inferior, 250-280 ℃. Las diferentes máquinas de moldeo por inyección tienen diferentes temperaturas de moldeo. El tipo de tornillo es de 260~285℃ y el tipo de émbolo es de 270~310℃.
La temperatura del barril se establece de manera delantera alta y trasera baja. La temperatura del barril trasero cerca del extremo de la tolva debe controlarse por encima de la temperatura de ablandamiento del PC, es decir, superior a 230 °C, para reducir la resistencia y la inyección del material. pérdida de presión. Aunque aumentar la temperatura del moldeo por inyección es beneficioso para el llenado por fusión. Pero no puede exceder los 230 °C, de lo contrario, la PC se degradará, provocando que el producto se oscurezca y que aparezcan defectos como hilos plateados, rayas oscuras, manchas negras y burbujas en la superficie. Las propiedades físicas y mecánicas también se reducirán significativamente.
La temperatura de la boquilla es de 260 ~ 310 ℃ y el control de temperatura de la boquilla de las dos máquinas de moldeo por inyección es diferente.
La temperatura del molde tiene una gran influencia en las propiedades mecánicas de los productos. A medida que aumenta la temperatura del molde. La diferencia de temperatura entre la temperatura del material y la temperatura del molde se reduce, la tensión de corte se reduce, la masa fundida se puede enfriar lentamente en la cavidad del molde, las cadenas moleculares se pueden relajar y el grado de orientación se reduce, reduciendo así la tensión interna. del producto, pero el impacto del producto La resistencia y el alargamiento se reducirán significativamente y será difícil desmoldar el producto. Es fácil deformarse durante el desmolde, prolongar el ciclo de moldeo y reducir la productividad; bajar la temperatura del molde aumentará la tensión interna del producto; Por tanto, se debe controlar la temperatura del molde. Normalmente, la temperatura del molde para PC es de 80 a 120°C. Los productos comunes se controlan a 80 ~ 100 ℃, mientras que para productos con formas complejas, paredes delgadas y altos requisitos, la temperatura se controla a 100 ~ 120 ℃ y no se permite exceder la temperatura de deformación por calor.
Al moldear productos de PC de paredes gruesas, el control de la temperatura del molde es particularmente importante. Por ejemplo, al moldear una muestra de prueba de impacto de viga simplemente soportada (espesor 10 mm), si no se controla la temperatura del molde, habrá muchos y grandes agujeros de contracción internos en la muestra moldeada. En este momento, si el molde no está equipado con un dispositivo de calentamiento, se puede utilizar un método sencillo para calentar el canal de flujo principal del molde. El método sencillo consiste en atar una bola de algodón a un alambre de hierro, sumergirla en alcohol industrial y calentar el canal principal. De esta forma, aunque no se pueden eliminar los agujeros de contracción, el número de agujeros de contracción se reduce considerablemente. ciertamente. Esta es una salida, un método tosco y no se recomienda. Debido a esto, es fácil deformar y oxidar el flujo principal del molde.
Aunque la presión de inyección durante el moldeo por inyección tiene poco efecto sobre la resistencia y fluidez de la masa fundida, debido a la alta viscosidad y la poca fluidez de la masa fundida de PC, la presión de inyección no puede ser demasiado baja y generalmente está controlada. entre 80 y 120 MPa, cuando se utiliza una máquina de moldeo por inyección de émbolo, la presión de inyección debe estar entre 100 y 150 MPa para productos con paredes delgadas, distancias de flujo largas, formas complejas y tamaños de puerta pequeños, para que la masa fundida fluya. es necesario tener paredes delgadas, distancias de flujo largas y formas. Para productos complejos con tamaños de puerta pequeños, para garantizar un flujo de fusión suave y un llenado oportuno del molde, la presión de inyección debe aumentarse adecuadamente a 120 ~ 150 MPa. Los principios generales del control del proceso de moldeo por inyección de PC son: alta temperatura del material, baja presión.
El tamaño de la presión de mantenimiento y la duración del tiempo de mantenimiento afectan directamente a la calidad del producto. Si la presión de retención es demasiado pequeña, el efecto de contracción es pequeño, el producto formará burbujas debido a la contracción y aparecerán abolladuras en la superficie del producto si la presión de retención es demasiado alta; Si la presión de retención es demasiado alta, fácilmente se producirá una gran tensión interna alrededor de la puerta. El tiempo de retención es largo, la precisión dimensional es alta, la contracción es baja y la calidad de la superficie es buena, pero aumenta la tensión interna del producto y prolonga el ciclo de moldeo. La presión de mantenimiento es de 80 ~ 100 MPa. Como se mencionó anteriormente, use fuego para calentar el canal principal para extender el tiempo de solidificación de la masa fundida en la puerta, aumentando así el efecto de alimentación.
La velocidad del moldeo por inyección tiene poco impacto en el rendimiento del producto. Sin embargo, desde la perspectiva del moldeo, la velocidad de inyección no debe ser demasiado lenta, de lo contrario la masa fundida se condensará fácilmente después de ingresar a la cavidad del molde, lo que provocará un llenado insuficiente del molde, incluso si está completamente lleno, defectos como ondulaciones y marcas de flujo. aparecerá fácilmente en la superficie del empaque del producto; la velocidad de inyección tampoco debe ser demasiado rápida para evitar la ruptura de la masa fundida causada por el aire atrapado. Durante la producción, generalmente se utiliza una velocidad media o lenta, preferiblemente moldeo por inyección de múltiples etapas. Al moldear por inyección, no establezca la velocidad en lento → rápido → lento, ya que esto puede mejorar en gran medida la calidad del producto.
La velocidad del tornillo no debe ser demasiado alta, generalmente 30 ~ 60 r/min. La hoja debe precalentarse a 200 ℃, al menos 120 ℃, generalmente 110 ~ 130 ℃. La cantidad de materiales reciclados no debe exceder de 3 veces y la dosis debe ser aproximadamente del 20%.
El PC es un plástico transparente. Generalmente no se recomienda utilizar un agente desmoldante durante el moldeo para evitar afectar la transparencia del producto. Para productos que son difíciles de desmoldar, se puede utilizar ácido esteárico o aceite de silicona como agente desmoldante, pero la cantidad debe controlarse estrictamente.
Los productos para PC deben intentar evitar el uso de inserciones metálicas.
Si realmente necesita utilizar inserciones de metal, primero debe precalentar las inserciones de metal a aproximadamente 200 °C y luego colocarlas en la cavidad del molde para el moldeo por inyección para evitar grandes diferencias en los coeficientes de expansión, inconsistencias durante el enfriamiento y la contracción, y grandes tensiones. provocando que el producto se agriete.
Para reducir la tensión interna, además de evitar espacios, esquinas afiladas, disparidades de espesor y adoptar parámetros correctos del proceso de moldeo al diseñar las formas del producto, es mejor tratar térmicamente el producto y controlar la temperatura del tratamiento térmico a 125ºC. ~ 135 ℃ (la Tg de la resina es inferior a 10 ~ 20 ℃), el tiempo de procesamiento es de aproximadamente 2 horas, cuanto más espeso es el producto, mayor es el tiempo de procesamiento. Generalmente, para productos con un espesor de pared inferior a 5 mm, el tiempo es de 8 h; para productos con un espesor de pared superior a 20 mm, el tiempo es de 24 h;
La tensión interna del producto se puede probar mediante el método de luz polarizada y el método de inmersión en disolvente. El método de detección de luz polarizada es adecuado para todo tipo de productos transparentes. Utiliza la transparencia de la PC para colocar el producto entre lentes polarizadas y observar el área de la banda de luz coloreada en la superficie del producto desde el espejo. el área de la banda de luz se utiliza para determinar Para juzgar la tensión interna del producto, si el área de la banda de luz observada en el paquete de color es grande, la tensión interna del producto es grande, el método de inmersión en solvente es un método de detección comúnmente utilizado; en fábricas.Este método consiste en sumergir productos de PC en productos de PC. Para ciertos disolventes (como benceno, tetracloruro de carbono, ciclohexano, etanol, metanol, etc.), cuanto más tiempo se tarda en agrietarse y dañar el producto, menor es la tensión. Si aparecen grietas después de la inmersión durante 5 a 15 segundos, significa que la tensión interna es muy grande, si no hay grietas después de la inmersión durante 1 a 2 minutos, significa que la tensión interna es muy pequeña y este tipo de producto lo hará; Generalmente no se agrieta durante el uso.
Proceso de moldeo por inyección
Tratamiento de secado: el material de PC es higroscópico y el secado antes del procesamiento es muy importante. Las condiciones de secado recomendadas son de 100 °C a 200 °C durante 3 a 4 horas. La humedad antes del procesamiento debe ser inferior al 0,02%.
Temperatura de fusión: 260~340℃.
Temperatura del molde: 70~120℃.
Presión de inyección: Intente utilizar una presión de inyección alta.
Velocidad de inyección: Las compuertas más pequeñas utilizan moldeo por inyección de baja velocidad y otros tipos de compuertas utilizan moldeo por inyección de alta velocidad.
Aplicaciones
El PC se puede moldear por inyección, extruir, moldear, moldear por soplado, termoformar, imprimir, unir, recubrir y mecanizar, siendo el proceso más importante el moldeo por inyección. Debe secarse previamente antes de moldearlo y el contenido de humedad debe ser inferior al 0,02%. El procesamiento a altas temperaturas con trazas de humedad provocará blanqueamiento, hilos de plata y burbujas en el producto. La PC tiene una capacidad de deformación elástica forzada muy alta. a temperatura ambiente. Tiene una alta tenacidad al impacto, por lo que se pueden utilizar procesos de conformado en frío como prensado en frío, estirado en frío y laminado en frío. El peso molecular del PC para extrusión debe ser superior a 30.000 y se debe utilizar un tornillo de compresión progresiva. La relación de longitud a diámetro es de 1:18 a 24 y la relación de compresión es de 1:2,5. moldeo por extrusión-soplado, moldeo por inyección-soplado y moldeo por inyección-estirado-soplado y otros métodos para formar botellas de alta calidad y alta transparencia. Existen muchos tipos de aleaciones de PC para mejorar la viscosidad en estado fundido (procesabilidad) del PC y la susceptibilidad de los productos a defectos como el agrietamiento por tensión, el PC se puede formar en aleaciones o mezclas con diferentes polímeros para mejorar las propiedades del material. Incluyendo específicamente aleación PC/ABS, aleación PC/ASA, aleación PC/PBT, aleación PC/PET, mezcla de PC/PET/elastómero****, mezcla de PC/MBS****, aleación de PC/PTFE, PC/PA aleación, etc. Estos dos tipos de materiales tienen sus propias ventajas en cuanto a rendimiento y pueden reducir costos, como la aleación de PC/ABS. La principal contribución de la PC es su alta resistencia al calor, mejor tenacidad y resistencia al impacto, alta resistencia y retardo de llama. El ABS puede mejorar la formabilidad, la calidad aparente y reducir la densidad. Las tres principales áreas de aplicación de las PC son la industria de ensamblaje de vidrio, la industria automotriz y la industria de aparatos electrónicos y eléctricos, seguidas por piezas de maquinaria industrial, discos ópticos, embalajes, computadoras y otros equipos de oficina, atención médica, películas, entretenimiento y equipos de protección. El PC se puede usar como vidrio para puertas y ventanas, y los laminados de PC se usan ampliamente en ventanas protectoras en bancos, embajadas, centros de detención y lugares públicos, y en marquesinas de aviones, equipos de iluminación, barreras de seguridad industrial y vidrios a prueba de balas.
La placa de PC se puede usar para diversos letreros, como diales de bombas de gasolina, tableros de automóviles, letreros comerciales de carga y al aire libre, indicadores deslizantes de puntos, la resina de PC se usa en sistemas de cámaras de automóviles, sistemas de tableros y sistemas de decoración de interiores como cubiertas de faros, frente reforzado y placas de engranajes traseras de automóviles, marcos de espejos reflectantes, marcos de puertas, cubiertas de palancas de operación, spoilers, PC utilizadas como cajas de conexiones, enchufes, enchufes y casquillos, espaciadores, unidades de conversión de TV, soportes de líneas telefónicas debajo de cables de comunicación, PC se utilizan como cajas de conexiones , enchufes, enchufes y casquillos, juntas, dispositivos de conmutación de TV, conectores de cables de comunicación debajo de soportes de líneas telefónicas, cajas de interruptores eléctricos, PC también se utiliza como motores de electrodomésticos, aspiradoras, champús, café. Piezas de baja carga para máquinas, tostadoras, herramientas eléctricas. manijas, engranajes diversos, engranajes helicoidales, casquillos, rieles guía, estantes de refrigeradores, etc. La PC es un material ideal para medios de almacenamiento en discos ópticos. Las botellas (contenedores) de PC son livianas, tienen buena resistencia al impacto, pueden soportar ciertas temperaturas altas y se lavan con soluciones corrosivas, y son botellas (contenedores) reciclables. El PC y las aleaciones de PC se utilizan en la fabricación de marcos de ordenadores, carcasas y máquinas auxiliares, y componentes de impresoras. La PC modificada es resistente a la esterilización por radiación de alta energía, la esterilización por ebullición y horneado, y puede usarse en instrumentos de recolección de muestras de sangre, oxigenadores de sangre, instrumentos quirúrgicos, dializadores de riñón, etc. La PC se puede convertir en cascos y cascos, caretas protectoras, gafas de sol y gafas deportivas. La película para PC se usa ampliamente en gráficos impresos, envases farmacéuticos y conmutadores de películas.