El policarbonato (PC) es un plástico transparente, muy resistente y duradero. Es resistente a los impactos, térmicamente estable y ligero. Se ha popularizado en muchas industrias debido a estas propiedades.
La fabricación moderna emplea un importante proceso conocido como moldeo por inyección, que permite a las empresas producir piezas en masa a gran velocidad y de forma económica. Es perfecto para crear formas exactas y complejas.
I. Propiedades del policarbonato (PC)
Estructura química
El policarbonato (PC), un polímero termoplástico, se crea principalmente a partir de bisfenol A (BPA). El tipo BPA-PC es una de las formas más utilizadas de polímero de BPA. El material se sintetiza mediante dos métodos principales: polimerización interfacial y polimerización por fusión.
¿Qué es el policarbonato (PC)? ¿Por qué es un plástico tan resistente a los impactos y a la vez transparente? Es resistente a los golpes, al calor y ligero. Todo ello lo convierte en un producto muy popular en muchos sectores.
El moldeo por inyección es una tecnología fundamental en el mundo de la fabricación actual. Permite a las empresas crear una gran cantidad de componentes en muy poco tiempo. Este método es perfecto para construir formas complejas y exactas.
La polimerización por fusión elimina los solventes al mezclar BPA con carbonato de difenilo. Este es un proceso sustentable para fabricar policarbonato de alto rendimiento.
La densidad del polímero marca una gran diferencia. Un mayor peso molecular aumenta la resistencia del material.
Durabilidad y resistencia al impacto. Esto hace que el policarbonato de alto peso molecular sea la mejor opción para aplicaciones que requieren mayor resistencia, incluidos los equipos de seguridad y los sistemas de barrera.
Propiedades físicas
El policarbonato es famoso por sus extraordinarias cualidades mecánicas. Es resistente, transparente y resistente al calor.
Resistencia al impacto:
La resistencia al impacto Izod del policarbonato es de 600 a 800 J/m y su resistencia al impacto Charpy es de 20 a 30 kJ/m2. Gracias a esta dureza superior, no se agrieta en caso de caída, por lo que se puede utilizar en cascos, piezas de automóviles y vidrios a prueba de balas.
Transmision de luz:
Entre el 80 y el 90 % de la luz pasa a través de él, lo que lo hace casi tan transparente como el vidrio. Esta característica hace que el policarbonato sea el material perfecto para lentes, protectores de luz y vitrinas.
Temperatura de deflexión del calor (HDT):
La HDT del policarbonato es de 140 °C (264 °F) 1.8 MPa (264 psi). HDT significa temperatura de deflexión térmica, que se mide en grados C y representa la temperatura a la que una muestra de prueba genera una deflexión de 0.25 pulgadas a una velocidad y carga específicas.
Por eso tiene una forma consistente y un buen rendimiento a altas temperaturas, lo que lo hace perfecto para gabinetes eléctricos e interiores de automóviles.
Gravedad específica:
La densidad del policarbonato de 1.20 g/cm3 tiene algo para ti. ¿Qué significa? Significa que es ligero y duradero, y que el policarbonato no pica al tacto.
Índice de refracción:
Notarás que tiene un índice de refracción de 1.58, lo que lo hace adecuado para productos de grado óptico. Los estabilizadores UV aumentan la protección solar y amplían la posibilidad de uso en exteriores. Para ayudar a garantizar la seguridad, los retardantes de llama minimizan la inflamabilidad, lo que es esencial en proyectos de construcción y electrónica.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas del policarbonato demuestran su flexibilidad y adaptabilidad a diferentes entornos.
Módulo de tracción:
También debes saber que su módulo de tracción es de 2.5-3.5 GPa. Esto permite que el policarbonato soporte fuerzas elevadas sin deformarse significativamente.
Alargamiento a la rotura:
La tela puede estirarse entre un 50 y un 100 % antes de romperse, lo que la hace elástica e insensible al agrietamiento repentino. Esta adaptabilidad es necesaria para casos de uso como los conectores a presión.
Módulo de flexión:
Debes saber que su módulo de flexión de 2.5-3.5 GPa significa que soporta considerablemente las fuerzas de flexión, por lo que se pueden utilizar en elementos de construcción.
Resistencia a la fatiga:
El policarbonato tiene una resistencia a la fatiga de 20-30 MPa, lo que significa que puede soportar múltiples tensiones a largo plazo. Por lo tanto, es adecuado para componentes móviles como bisagras y engranajes.
Las características mecánicas del policarbonato también varían según las condiciones ambientales:
A temperaturas más altas se vuelve más flexible pero menos rígido y, por lo tanto, es bueno para usar donde se desea flexibilidad y resistencia al calor. Las tasas de deformación más altas aumentan su tenacidad, lo que le permite absorber energía de manera más eficiente cuando se golpea.
Usos del policarbonato (PC) en el moldeo por inyección
Automotriz
El policarbonato se utiliza ampliamente en la industria automotriz. Se utiliza con mayor frecuencia para las lentes de iluminación de los faros delanteros y traseros. Para su seguridad, estas lentes dependen de la claridad y durabilidad del policarbonato.
Los elementos de revestimiento interior (salpicaderos y umbrales de las puertas) también utilizan este material. El policarbonato también se puede utilizar como sustituto ligero de las ventanas de vidrio convencionales, maximizando así la eficiencia. Se utiliza como elemento en las carcasas de las baterías de los coches eléctricos. Es resistente al calor y aislante eléctrico, lo que lo convierte en la opción perfecta para garantizar la seguridad en sistemas críticos.
Dispositivos médicos
El policarbonato es importante en medicina por su biocompatibilidad. Es extremadamente seguro, lo que significa que puede implantarse en dispositivos que exponen el tejido humano. Este material también puede esterilizarse mediante radiación gamma u óxido de etileno para que sea apto para dispositivos reutilizables.
El policarbonato se utiliza habitualmente en instrumentos quirúrgicos en los que la precisión y la durabilidad son fundamentales. También se utiliza en oxigenadores de sangre y equipos de diálisis. Su transparencia permite la medición visual de líquidos durante intervenciones médicas.
Productos de consumo
El policarbonato es un material muy utilizado en artículos para el hogar debido a su resistencia. Es un material omnipresente en discos ópticos, como CD y DVD, donde su nitidez garantiza un almacenamiento de datos de alta calidad. El policarbonato también protege las gafas de seguridad contra impactos.
Estos productos ofrecen la protección vital que se requiere en entornos altamente regulados. El policarbonato se encuentra comúnmente en botellas de agua y recipientes para alimentos. Su dureza lo hace duradero y las versiones sin BPA satisfacen las necesidades de los usuarios preocupados por la salud.
Otras aplicaciones
La utilidad del policarbonato no se limita a la industria de la construcción. En los edificios, se aplica para techos y acristalamientos. Estos usos aprovechan el peso ligero del material y su resistencia a la radiación ultravioleta. En materia de seguridad, las ventanas antibalas suelen construirse con policarbonato. Es resistente y transparente, por lo que funciona en bancos y automóviles.
En electrónica, el policarbonato se utiliza como sustrato para placas de circuitos. Además, debido a su capacidad de aislamiento, también se puede utilizar como material resistente para carcasas. El policarbonato se utiliza en las cabinas de los aviones en el ámbito de la aviación. Es ligero y resistente, lo que reduce el peso sin sacrificar la seguridad.
Consideraciones de procesamiento para policarbonato (PC)
Condiciones de moldeo
Debes tener cuidado al cortar policarbonato. Lo fundamental es que debes controlar la temperatura. La temperatura de fusión debe ser de 280 a 320 °C (536 a 608 °F). Este rango permite que el material se mueva con suavidad sin romperse. Establece la temperatura del molde entre 80 y 120 °C (176 a 248 °F).
Esto hace que la superficie quede más limpia y produce piezas uniformes. Será necesario mantener la presión y esperar un tiempo de enfriamiento. El control de estas variables evita deformaciones y encogimientos del producto final.
Secado y manipulación
El policarbonato debe secarse y moldearse adecuadamente, ya que absorbe agua rápidamente y eso puede afectar el producto terminado. Los secadores más comunes son los secadores desecantes y los secadores de aire caliente. Estos procesos extraen la humedad de la sustancia.
El policarbonato debe conservarse seco, fresco y fuera del alcance de la humedad. Al manipular el paño, trate de no rayarlo ni rayarlo. Los daños pueden degradar la integridad de los componentes moldeados.
Diseño de molde
Un diseño preciso del molde es la clave para el moldeo de policarbonato. Los sistemas de compuertas, ventilación y canales deben optimizarse para el flujo de material. Los canales calientes funcionan bien con el moldeo de policarbonato.
Estas máquinas optimizan y minimizan los desechos al eliminar los canales y las mazarotas. Un molde bien diseñado también reduce el tiempo del ciclo y produce piezas de mayor calidad.
Diagnóstico
Las marcas de hundimiento, las deformaciones, los disparos cortos y las proyecciones son algunos de los defectos más comunes en el moldeado de policarbonato. Las marcas de hundimiento se producen cuando el enfriamiento no es uniforme. Esto se puede compensar aumentando la presión de sujeción y el tiempo de enfriamiento.
La deformación puede ser consecuencia de una pérdida de contracción o de una baja temperatura del molde. Se puede reducir optimizando el diseño del molde. Las inyecciones cortas se producen cuando el molde no se llena por completo. Esto se puede solucionar aumentando la presión de inyección o la temperatura de fusión.
La inyección se produce cuando la velocidad de fusión es demasiado alta. Esto se puede solucionar modificando el diseño de la compuerta y reduciendo la velocidad de inyección.
Conclusión
El policarbonato (PC) es un material duradero. Es muy transparente, resistente a los impactos y al calor, lo que lo hace ideal para el moldeo por inyección en la mayoría de los campos. Los fabricantes pueden garantizar piezas de buena calidad controlando las condiciones del molde, el secado y la manipulación.
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