PC塑料技術手冊

10PC塑料技術手冊

作成：胡三本目 錄一、PC二、PC物性三、PC塑料射出成型四、PC塑料在車燈上的應用五、PC燈殼之耐候認證六、其它留意事項PC：n之簡稱，中文名為聚碳酸酯；其構造如下：CH3nO C OCCH3

n＝85~130PC為有機高分子材料，其制造方法有溶劑法(又稱光氣法)和熔融法(又稱酯交換法)。前者是在酸結合劑及溶劑的存在下，對BisphenolA灌)Pyridine而在非水系反響之Pyridine法和使用堿液的堿水溶液法，后者較具經(jīng)濟性A的純度，分別精制工程中的不純物去除法以及溶解于溶劑中的PC分別技術等都需費一番心機。在工程上也有實行連使用量等改善方案，最近的趨勢則傾向于為節(jié)約能源的工程改進為主題。用溶劑法的制品，可合成的分子量范圍廣泛，品質(zhì)良好；因此熔融法的生產(chǎn)方式已漸漸被淘汰。二、PC物性：所利用的特性替代理由用PC在工程塑料中算是性質(zhì)平衡的樹脂，下表是PC所利用的特性替代理由用耐耐透尺尺難耐無電輕絕一安生降途 沖熱明寸寸燃候毒氣成形材料量緣體全產(chǎn)低擊性性性精度安定性性性特性化化化化性成本聯(lián)結器 ○繼電器蓋○ ○ 鐵板、AS樹脂○吹風機殼套○ ○○ ○船用燈身○ ○ 炮金○ ○汽車車門把手○ 鋅模制品○ ○○照相機零件○ 鋁模制品○ ○ ○○電開工具殼套 ○○ ○○儀表用玻璃○ 玻璃○鋼盔○ FRP○ ○○人工透析零件○ ○ PVC○奶瓶○ ○ 玻璃○ ○○廠牌單位303-10LS2-111廠牌單位303-10LS2-111330線膨脹系數(shù)(U94)------6.8V-27V-2------V-0物性(PC透亮料)(PC透亮料)(PC+GF30﹪)比重------1.21.21.42吸水性%0.150.15------模收縮率%0.5~0.70.5~0.70.1~0.3全光透過率%9089不透亮熔流指數(shù)g/10min10116.5引張強度kg/cm27206301000延長率%130100------彎曲強度kg/cm29809501300彎曲彈性率kg/cm2250002400066000IZOD沖擊強度kg/cm91871418.6kg/cm2136132142溫度 荷4.6kg/cm2℃148138------沖擊特性：PC的耐沖擊性在全部工程塑料中特別高，不過沖擊性也會因加力方法或應變速度而顯示不同的行動。另外，破壞狀態(tài)中也有延性破壞及脆性破壞之分，影響這些差異因素是分子量、溫度、角隅弧度、厚度、添加物、裂化等。2.0×104以下時沖擊強度會大幅降低，在這以上則漸漸達最高點，此分子量用于鋼盔等需要高度耐(PC2.0×104左右)。當轉變?nèi)笨谙榷说幕《葧r就會對強度產(chǎn)生很大的變化；角隅弧度的影響亦則角隅部位的應變速度的轉變，弧度愈小破壞部位的應變速度則增大而移向于脆性破壞；另一方面角隅弧度的影響也與分子量有關，分子量愈小缺口感也上升，弧度的影響增大。關于厚度的影響，在平板落球沖擊試驗上并沒Izod5~6㎜以上則會發(fā)生脆性破壞。在低溫時影響沖擊強度愈大，亦則分子量愈大低溫耐沖擊特性愈好，在室溫顯示脆性破壞的低分子量材料，在高溫時會顯示延性破壞。PC的耐沖擊性發(fā)生莫大影響的因素，通常用顏料、可塑劑、紫外線吸取劑、離型劑來做添加物時，其含量超過某一程度，沖擊強度就明顯下降；因此，添加物的添加量多半考量與沖擊強度的平均上來打算。光學性質(zhì)：PC在工程塑料中以透亮性凸顯而被應用于特種方面；盡管之前就PMMA，但從沖擊強度、耐熱性、尺寸安定性來看，PC是一種更佳的高級透亮材料，其用途已擴至光學用。PC在不含紫外線吸取劑時280~290nm80~90﹪之光線透過率(與PMMA(1.49)大，更適合于透鏡的設計。PC會被290nm之紫外線作用發(fā)生光氧化反響而劣化，劣化現(xiàn)象從外表開頭，引發(fā)變黃，切斷主鏈而引起分子量降低、架橋、產(chǎn)生凝膠等各種化學構造的變化，繼而引起機械強度和松軟性的降低，終至龜裂；因此，添加紫外線吸取劑可把劣化現(xiàn)象抑制至相當程度。TYC用于車燈燈殼PC，因需要長時間暴露在戶外，使用之原料規(guī)格皆有添加紫外線吸取劑。應力龜裂性：當PC超過確定水準之應力就產(chǎn)生龜裂。界限應力與分子量有關，24000300㎏/222023200于產(chǎn)生裂痕；不過也有例外：20230以下時界限應力會極端降低。有缺口或焊接局部。(通常以環(huán)境應力龜裂表示)。PC在有用上以C的情形問題較大。由于產(chǎn)生裂紋的情形不僅是一般的有機溶劑，而與油類、接著劑、橡膠迫緊、PVC接觸時，即使在應力不大時也常發(fā)生裂紋事故。緣由多半是這些材料所含添加物引起的；問題是添加物的種類一般并沒有公開，因此推想就顯得極為困難。尺寸安定性：尺寸安定性的概念中應包括吸水膨脹、熱膨脹、熱縮收、蠕變變形等。比起結晶性塑料(PA、PBT、POM)，非晶性PC塑料的尺寸安定性是特別優(yōu)越。PC因吸水而產(chǎn)生的尺寸變化為0.02﹪(㎜/㎜)；熱膨脹率與一般塑料大致一樣；熱縮收率在120℃處理時約0.1﹪左右；成形縮收率(模縮收率)0.5~0.7﹪。三、PC塑料射出成型：成型機的選擇：PC是一種高粘度塑料，因此在選擇成型機時要留意以下事項：嘴則用開放型。P＝350~500㎏/2×S(S為投影面積)公射出率愈高愈適合薄制品。的模具的把握。PC時即使材料未枯燥也可以順當PC制品時，成形縮收會削減；射出壓縮成型機則適合厚成型品及不要有光學歪形的成形品。成型條件：PC的成型溫度最高限制為320℃，但高速成型時常有330~340℃的高溫消滅；模具溫度，只要厚度薄而均一，在60℃以下的低溫也可順當成型，但假設要削減成型內(nèi)應力，模具溫度最好提升至100~120℃以上。成型時的材料劣化主要有因水份存在引發(fā)的水解、因氧氣存在而引起的氧化分解、因加熱而引起的熱分解，這些因素在成型過程中相度、滯留于料管中的時間、背壓、螺旋轉數(shù)等。PC原料的預備枯燥只要嚴守枯燥條件(1204~5小時以上)應無問題；但在使用回收料時簡潔發(fā)生枯燥不充分而誘起水解劣化。成型溫度與滯留于料管中的時間相關聯(lián)，成型溫度在300℃以下滯留于料管中的時間可達120分鐘，假設成型溫度在320℃滯留于料管中的時間勿超過30分鐘。背壓及螺旋轉數(shù)則與供料處一方的空氣帶入或揮發(fā)成分的脫氣有關，提升背壓而降低轉數(shù)則可提高脫氣效果并防止因氧氣引發(fā)的焦燒現(xiàn)象。成形變形可分為定向變形和在玻璃轉移溫度以下發(fā)生的變形(冷卻變形)。定向變形是分子主鏈在保壓過程中定向而產(chǎn)生的，肉眼可以看出光彈性條紋；冷卻變形與分子鏈接合角或結合間隙等變形有關，浸漬于有機溶劑時看到的龜裂就是由冷卻變形引起的，可用120℃回火處。定向變形在透鏡等光學用途是一種障礙；樹脂溫度愈高保壓愈低定向變形愈少；低分子量的材料所成型的制品定向變形愈少。冷卻變形之影響因素有模溫及保壓，模溫愈高保壓愈低冷卻變形愈少。品質(zhì)管制：不管如何測試已成型的完成品品質(zhì)，都不是根本解決的方法，到底從設計階段就開頭檢討及爭論測試的方法較重要。PC塑料之缺點包括耐溫水性、耐堿性、耐有機溶劑性、耐疲乏性，故在設計時就要考量角隅弧度及結合強度等，另外亦須檢討材料、成型機、模具、成型條件等因素。試作時(非量產(chǎn)后)PC的品質(zhì)評鑒方法有：(黏度平均分子量)。B.耐沖擊試驗。外觀檢查。溶劑浸漬試驗。F.裝配作業(yè)試驗。完成品環(huán)境試驗。因材料批號、成型機、模具品號而產(chǎn)生的變動。C.因使用回收料而產(chǎn)生的劣化。D.因作業(yè)者不同而發(fā)生的偏差。四、PC塑料在車燈上的應用：透亮件：燈殼：(Lens)PCPC的高透亮度(388~90﹪)、高耐沖擊性(Izod80㎏-㎝/㎝以上)、高熱變形溫度(4.6㎏/2135℃以上)，在造型上可較流線形的設計(玻璃燈殼很難達成)。應用于頭燈燈殼的PC塑料，一般使用透亮無色的料，且、住友PC-JY30310C)；射出成必需做回火處理，以消退成型時的殘2小時以上4~8小時為佳)。PC燈殼必需在其外表Coating一層較硬的樹脂，ThermosetUVcuringUVcuring較佳。內(nèi)套：(InnerLens)PC塑料用于內(nèi)套上，必需留意耐熱及色度問題：耐熱問題：假設后燈或角燈之內(nèi)套為杯形，則須留意其內(nèi)壁、該燈泡之功能(方向燈、煞車燈、倒車燈等)、燈泡(絲)至(燈泡上方的內(nèi)套開孔)(有魚眼或花紋者)，受熱狀況較杯形者低。不管但假設杯形或板形內(nèi)套，其受熱溫度勿料)，否則將可能導致變形。色度問題：PC塑料用于內(nèi)套都須染色(本色除外)，方向燈為/行車燈為紅色，頭燈、倒車燈為白色；正規(guī)車及改裝車燈種假設須通過法規(guī)認證，其顏色色度要符合色度法規(guī)標準。地區(qū)顏色SAEy＝0.39ECEy≧地區(qū)顏色SAEy＝0.39ECEy≧琥珀色y＝0.79－0.67xy≦0.429JIS紅色白色y＝x－0.12z≦0.007z≦0.007y＝0.33y≦0.335y≦0.335y＝0.98－xz≦0.008z≦0.008x＝0.31x≦0.500x≦0.500x＝0.50x≧0.310x≧0.310y＝0.15＋0.64xy≦0.440y≦0.440y＝0.44y≧0.382y≧0.382y＝0.38y≦0.150＋0.64xy≦0.150＋0.64xy＝0.05＋0.75xy≧0.050＋0.75xy≧0.050＋0.75x不透亮件：副反射鏡(RS)：PC塑料用于RS上，大部份皆必要真空鋁蒸鍍：假設整個RS都要蒸鍍，則選用黑色PC塑料較佳；假設RS只有部份要蒸鍍，即KD件顏色，比照現(xiàn)有PC色板，選取適當顏色料號成形，以免產(chǎn)生色差客訴。(RS的燈具，其燈殼大多為無花紋之透亮燈殼)、真空底漆的耐熱程度。反射鏡(R)或底座(B)：PCRB上，假設須保存反面顏色者或不須真空鋁蒸鍍者(如側面標示燈或改裝車燈等)，則依據(jù)KD件顏色，比照現(xiàn)有PC色板，選取適當顏色料號成形，以免產(chǎn)生色差客訴。五、PC燈殼之認證：PC塑料用于戶外件時，假設有安全虞慮(像車燈)就必要有耐候認證：依據(jù)SAE J576C法規(guī)之耐候測試規(guī)定：將被測物(該被測物為沒Coating的試片，也可以為有Coating，有Coating者及涂料規(guī)格。PC試片厚度分別為1/4、、1/16inch)分別置放于美國高溫高濕的Florida州及高溫枯燥的Arizona州之戶外向南方45O角擺放，歷經(jīng)三年的風吹日曬雨淋后，量測試驗前后之差異。量測工程有：(a)Appearance：測后外觀不得有龜裂、剝落等嚴峻特別現(xiàn)象。(b)PercentLuminousTransmittance&PercentChangeinLuminousTransmittance：比較三年耐候測試前后，全光(380nm~780nm)穿透率的轉變程度。(CIEIlluminantA)CIEA光源量取測試前后之色差。TransmissionHaze：模糊度的轉變。假設上述測試結果皆能符合檢驗規(guī)格，則會將該PC的生產(chǎn)工廠AMECA之手冊CoatingCoating涂料廠商、涂料規(guī)格編號、地址(TYC)，只須查閱該手冊，PCCoating涂料之認證。測試：耐溫度循環(huán)：以下條件做5個循環(huán)(i) 85~95﹪RH×3小時(ii) 60~75﹪RH×1小時(iii) -30±2℃ ×15小時(iv) 60~75﹪RH×1小時(v) 80±2℃ ×3小時(vi) 60~75﹪RH×1小時。耐大氣射線：將試品置于相當于色溫5500OK及6000OK2500nm之輻射)，照耀4500±200MJ/m223±5℃蒸餾水525分循環(huán))。0.020。耐化學藥劑：以體積比混合正-庚烷61.5﹪、甲苯12.5﹪、6﹪之溶劑涂抹于10分中(50N/m2)。試驗前后之光量分布變異(Δdm)0.020。50±599﹪蒸餾水與1﹪磺化月桂酸混合物5分鐘，再加溫至50±5℃70﹪30﹪(體積比)涂抹。(Δtm)0.010。1.36.0~6.5bars，0.24±0.02L/min之砂漿(Mohr7的硅砂，粒徑大小為0~0.2㎜與水混合比：每升水加25g硅砂)噴于試品170±50㎜。試驗前后之透光率的變異量(Δtm)0.100，光量分布變異(Δdm)0.020。涂裝附著力測試：在涂裝外表20㎜×20㎜的地方切割成65±15﹪RH用測試膠2N±20﹪510分鐘后90O角撕開。15﹪。六、其它留意事項：PC塑料為非結晶性工程塑料，具有高透亮度、高沖擊強度、高耐熱性、無毒性、耐燃性等優(yōu)點，故常被應用在醫(yī)療設備、光學儀器、汽機車部品、電開工具殼套、電子產(chǎn)品、采光屋頂或墻板、較高級的日常用品；PC塑料之用途雖然廣泛，但在使用上仍需留意：(PP、PE、PS、PMMA、ABS、PVC等)貴很多，假設泛用塑料之性能即可適用時PC料。缺口沖擊強度：雖然PC塑料的沖擊強度是全部塑料中最高的，但隨著抽色、射出成形等加工，顏料、染