Polycarbonat (PC) ist ein transparenter, sehr robuster und langlebiger Kunststoff. Er ist schlagfest, temperaturbeständig und leicht. Aufgrund dieser Eigenschaften ist er in vielen Branchen beliebt.
In der modernen Fertigung kommt ein wichtiges Verfahren namens Spritzguss zum Einsatz. Dadurch können Unternehmen Teile in großer Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit in Massen produzieren. Es eignet sich perfekt für die Herstellung exakter und komplexer Formen.
I. Eigenschaften von Polycarbonat (PC)
Chemische Struktur
Das thermoplastische Polymer Polycarbonat (PC) wird hauptsächlich aus Bisphenol A (BPA) hergestellt. Der Typ BPA-PC ist eine der am häufigsten verwendeten Formen von BPA-Polymer. Das Material wird mithilfe von zwei Hauptmethoden synthetisiert: Grenzflächenpolymerisation und Schmelzpolymerisation.
Was ist Polycarbonat (PC)? Warum ist es ein so robuster, schlagfester Kunststoff, der gleichzeitig so transparent ist? Es ist stoßfest, hitzebeständig und leicht. All dies macht es in vielen Branchen zu einem sehr beliebten Produkt.
Spritzguss ist heute eine entscheidende Technologie in der Fertigungswelt. Damit können Unternehmen in kürzester Zeit große Mengen an Komponenten herstellen. Der Ansatz eignet sich perfekt für die Konstruktion komplexer, exakter Formen.
Bei der Schmelzpolymerisation werden Lösungsmittel durch die Mischung von BPA mit Diphenylcarbonat eliminiert. Dies ist ein nachhaltiger Prozess zur Herstellung von Hochleistungspolycarbonat.
Die Dichte des Polymers macht einen großen Unterschied. Ein höheres Molekulargewicht erhöht die
Haltbarkeit und Schlagfestigkeit. Dies macht Polycarbonat mit hohem Molekulargewicht zur besten Wahl für Anwendungen, die eine höhere Festigkeit erfordern, darunter Sicherheitsausrüstung und Barrieresysteme.
Physikalische Eigenschaften
Polycarbonat ist für seine bemerkenswerten mechanischen Eigenschaften bekannt. Es ist robust, transparent und hitzebeständig.
Schlagfestigkeit:
Die Izod-Schlagfestigkeit von Polycarbonat beträgt 600–800 J/m und die Charpy-Schlagfestigkeit 20–30 kJ/m2. Dank dieser überlegenen Zähigkeit zerbricht es bei einem Sturz nicht und kann daher in Helmen, Autoteilen und Panzerglas verwendet werden.
Lichtübertragung:
80-90 % des Lichts dringen hindurch, wodurch es fast so transparent wie Glas ist. Diese Eigenschaft macht Polycarbonat zum perfekten Material für Linsen, Lichtschutzschilde und Vitrinen.
Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT):
Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur des Polycarbonats beträgt 140 °C (264 °F) 1.8 MPa (264 psi). Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur steht für Wärmeformbeständigkeitstemperatur, wird in Grad Celsius gemessen und stellt die Temperatur dar, bei der eine Testprobe bei einer bestimmten Geschwindigkeit und Belastung eine Verformung von 0.25 Zoll erzeugt.
Daher weist es eine gleichbleibende Form und gute Leistung bei hohen Temperaturen auf – perfekt für elektrische Gehäuse und Autoinnenräume.
Spezifische Schwerkraft:
Die Dichte von Polycarbonat von 1.20 g/cm3 hat etwas für Sie. Was bedeutet das? Es bedeutet, dass es sowohl leicht als auch haltbar ist und dass die Berührung von Polycarbonat nicht brennt.
Brechungsindex:
Sie werden feststellen, dass es einen Brechungsindex von 1.58 hat, wodurch es für Produkte optischer Qualität geeignet ist. UV-Stabilisatoren erhöhen den Sonnenschutz und verlängern die Einsatzmöglichkeiten im Freien. Um die Sicherheit zu gewährleisten, minimieren Flammschutzmittel die Entflammbarkeit, was bei Elektronik- und Bauprojekten von entscheidender Bedeutung ist.
Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von Polycarbonat zeigen seine Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Umgebungen.
Zugmodul:
Sie sollten auch wissen, dass sein Zugmodul 2.5–3.5 GPa beträgt. Dadurch kann Polycarbonat hohen Kräften standhalten, ohne sich nennenswert zu verformen.
Bruchdehnung:
Der Stoff kann sich um 50-100 % dehnen, bevor er reißt – dadurch ist er elastisch und unempfindlich gegenüber plötzlichen Rissen. Diese Anpassungsfähigkeit ist für Anwendungsfälle wie Schnappverbindungen erforderlich.
Biegemodul:
Sie sollten wissen, dass ein Biegemodul von 2.5–3.5 GPa bedeutet, dass es Biegekräften erheblich standhält. Daher kann es in Bauelementen verwendet werden.
Ermüdungsfestigkeit:
Polycarbonat hat eine Dauerfestigkeit von 20-30 MPa, was bedeutet, dass es mehreren Belastungen auf lange Sicht standhält. Es eignet sich daher für bewegliche Komponenten wie Scharniere und Zahnräder.
Auch die mechanischen Eigenschaften von Polycarbonat variieren je nach Umgebungsbedingungen:
Bei höheren Temperaturen wird es flexibler, aber weniger starr und eignet sich daher gut für Anwendungen, bei denen sowohl Flexibilität als auch Hitzebeständigkeit erwünscht sind. Höhere Dehnungsraten erhöhen seine Zähigkeit, sodass es bei einem Aufprall Energie effizienter absorbieren kann.
Verwendung von Polycarbonat (PC) im Spritzguss
Automobilindustrie
Polycarbonat wird in der Automobilindustrie häufig verwendet. Am häufigsten wird es für Scheinwerfer- und Rücklichtlinsen verwendet. Die Sicherheit dieser Linsen hängt von der Klarheit und Haltbarkeit des Polycarbonats ab.
Auch die Innenverkleidungsteile (Armaturenbrett und Türschwellen) bestehen aus diesem Material. Polycarbonat kann auch als leichter Ersatz für herkömmliche Glasfenster verwendet werden und maximiert so die Effizienz. Es wird als Element in Batteriegehäusen in Elektroautos verwendet. Es ist hitzebeständig und elektrisch isolierend, was es zur perfekten Wahl macht, um die Sicherheit kritischer Systeme zu gewährleisten.
Medizintechnik
Polycarbonat ist in der Medizin aufgrund seiner Biokompatibilität wichtig. Es ist äußerst sicher, was bedeutet, dass es in Geräte implantiert werden kann, die menschliches Gewebe freilegen. Dieses Material kann auch mit Gammastrahlen oder Ethylenoxid sterilisiert werden, um es für wiederverwendbare Geräte geeignet zu machen.
Polycarbonat wird typischerweise für chirurgische Instrumente verwendet, bei denen Genauigkeit und Haltbarkeit von entscheidender Bedeutung sind. Es wird auch in Blutoxygenatoren und Dialysegeräten verwendet. Seine Transparenz ermöglicht die visuelle Messung von Flüssigkeiten während medizinischer Eingriffe.
Consumer Products
Aufgrund seiner Robustheit ist Polycarbonat ein beliebtes Material für Haushaltswaren. Es ist auf optischen Datenträgern wie CDs und DVDs weit verbreitet, wo seine Schärfe eine qualitativ hochwertige Datenspeicherung gewährleistet. Polycarbonat schützt auch Schutzbrillen und Schutzbrillen vor Stößen.
Diese Produkte bieten den lebenswichtigen Schutz, der in stark regulierten Umgebungen erforderlich ist. Polycarbonat wird häufig in Wasserflaschen und Lebensmittelbehältern verwendet. Seine Härte macht es langlebig und die BPA-freien Versionen erfüllen die Bedürfnisse gesundheitsbewusster Benutzer.
Weitere Anwendungen
Die Nützlichkeit von Polycarbonat ist nicht auf die Bauindustrie beschränkt. In Gebäuden wird es für Dächer und Verglasungen verwendet. Diese Anwendungen nutzen das geringe Gewicht und die UV-Beständigkeit des Materials. Im Sicherheitsbereich werden kugelsichere Fenster normalerweise aus Polycarbonat hergestellt. Es ist sowohl robust als auch transparent und eignet sich daher für Banken und Autos.
In der Elektronik dient Polycarbonat als Leiterplattensubstrat. Aufgrund seiner Isolierfähigkeit kann es auch als robustes Gehäusematerial verwendet werden. Polycarbonat wird in der Luftfahrt in Flugzeugcockpits verwendet. Es ist leicht und stabil und reduziert somit das Gewicht, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.
Verarbeitungshinweise für Polycarbonat (PC)
Formbedingungen
Beim Schneiden von Polycarbonat sollten Sie vorsichtig sein. Entscheidend ist, dass Sie die Temperatur überwachen. Die Schmelztemperatur sollte 280–320 °C (536–608 °F) betragen. In diesem Bereich kann sich das Material reibungslos bewegen, ohne zu zerfallen. Stellen Sie die Formtemperatur auf 80–120 °C (176–248 °F) ein.
Dadurch wird die Oberfläche sauberer und es entstehen gleichmäßige Teile. Sie müssen den Druck aufrechterhalten und eine Abkühlzeit abwarten. Durch die Kontrolle dieser Variablen wird ein Verziehen und Schrumpfen des Endprodukts vermieden.
Trocknen und Handhabung
Polycarbonat muss richtig getrocknet und geformt werden. Es nimmt schnell Wasser auf, was sich auf das Endprodukt auswirken kann. Die gängigsten Trockner sind Trockenmitteltrockner und Heißlufttrockner. Solche Prozesse entziehen dem Material Feuchtigkeit.
Polycarbonat sollte trocken, kühl und vor Feuchtigkeit geschützt aufbewahrt werden. Versuchen Sie beim Umgang mit dem Tuch, es nicht zu zerkratzen oder zu zerkratzen. Beschädigungen können die Integrität der geformten Komponenten beeinträchtigen.
Formendesign
Ein präzises Formendesign ist der Schlüssel zum Polycarbonat-Formen. Die Anguss-, Entlüftungs- und Kanalanordnungen müssen alle für den Materialfluss optimiert sein. Heißkanäle funktionieren gut beim Polycarbonat-Formen.
Diese Maschinen optimieren und minimieren den Abfall durch das Entfernen von Angusskanälen und Angüssen. Eine gut konzipierte Form verkürzt außerdem die Zykluszeit und produziert qualitativ hochwertigere Teile.
Problemlösung
Einfallstellen, Verformungen, Kurzschlüsse und Spritzer sind einige der häufigsten Formfehler bei Polycarbonat-Formteilen. Einfallstellen entstehen, wenn die Abkühlung nicht gleichmäßig erfolgt. Dies kann durch Erhöhung des Haltedrucks und der Abkühlzeit ausgeglichen werden.
Verformungen können durch Schrumpfungsverlust oder niedrige Formtemperatur entstehen. Sie können durch eine Optimierung des Formdesigns reduziert werden. Zu kurze Schüsse entstehen, wenn die Form nicht vollständig gefüllt wird. Dies kann durch eine Erhöhung des Einspritzdrucks oder der Schmelztemperatur behoben werden.
Wenn die Schmelzgeschwindigkeit zu hoch ist, kommt es zum Spritzen. Dies kann durch eine Änderung des Angussdesigns und eine Verlangsamung der Einspritzgeschwindigkeit behoben werden.
Fazit
Polycarbonat (PC) ist ein langlebiges Material. Es ist hochtransparent, schlagfest und hitzebeständig. Dadurch eignet es sich in den meisten Bereichen ideal für Spritzguss. Hersteller können qualitativ hochwertige Teile sicherstellen, indem sie die Formbedingungen, das Trocknen und die Handhabung kontrollieren.
RJC Mold ist auf Polycarbonat-Spritzguss spezialisiert. Unser Unternehmen nutzt die hohe Schlagfestigkeit und Transparenz von PC. Kontaktieren Sie uns für Ihre PC-Formteile.
