聚碳酸酯（PC）材料：性能、应用与行业牌号

自20世纪中叶开发以来，聚碳酸酯（PC）在制造业中日益流行。如今，全球每年生产约270万吨聚碳酸酯。多年来，各公司创造不同聚碳酸酯配方，因此有多种行业牌号可选。一些形式有更多玻纤增强，其他含紫外线稳定剂等添加剂以防长期日晒。

坚固通用，这种非晶热塑性塑料耐热、耐冲击、耐多种化学品。因此聚碳酸酯适合需要坚韧或反复灭菌的组件，常用于汽车和医疗行业。

聚碳酸酯如何制造

每家公司制造聚碳酸酯略有不同，但传统上聚碳酸酯材料通过双酚A和光气缩聚反应制备。然而，许多公司开始改用碳酸二苯酯，因为光气剧毒。

无论使用光气还是碳酸二苯酯，都需要氢氧化钠中双酚A溶液，再与光气或碳酸二苯酯在有机溶剂中混合以进行聚合。聚碳酸酯形成时初为液态。溶液蒸发形成颗粒，或引入乙醇沉淀固体聚合物。

制成后，聚碳酸酯常以棒材、圆柱体或片材出售，可用于各种制造工艺。聚碳酸酯兼容热成型、挤出、吹塑，但最常用于注塑成型。毕竟，作为热塑性塑料，聚碳酸酯可熔融、冷却、再加热而不焦烧或显著降解，使其成为理想注塑材料。

注塑成型时，聚碳酸酯需在高温下加工并高压注入模具，因聚碳酸酯粘度大。熔体温度应在280°C至320°C之间，模具温度应在80°C至100°C之间。但这些数值因所用聚碳酸酯牌号而异。例如，高耐热聚碳酸酯要求熔体温度310°C至340°C、模具温度100°C至150°C，而PC-ABS（聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）共混物熔体温度仅需240°C至280°C，模具温度可低至70°C至100°C。

聚碳酸酯材料性能与力学规格

虽有多种聚碳酸酯牌号，各自分子量、结构和性能不同，但所有聚碳酸酯有几个共同点。

首先，它们以韧性和高耐冲击性著称。因此聚碳酸酯常用于要求可靠性和高性能的应用。

尽管坚韧强度高，聚碳酸酯重量轻，允许广泛设计可能性，且安装相对容易，优于其他材料。

聚碳酸酯也极耐热和阻燃。聚碳酸酯可在高达140°C下保持韧性，意味着聚碳酸酯零件可承受反复灭菌。聚碳酸酯光透射率超90%，对稀酸、油、油脂、脂肪族烃和醇有良好化学耐受性。

聚碳酸酯性能取决于分子量和结构，每种材料略有不同。为给您概念，以下是典型关键特性和规格：

• 比重：1.21
• 熔体温度：295–315°C
• 模具温度：70–95°C
• 热变形温度：137°C（0.45MPa）
• 拉伸强度：61MPa
• 弯曲强度：90MPa
• 收缩率：0.5–0.7%
• 洛氏硬度：118R

如您所见，聚碳酸酯制造提供诸多优势。但在为项目选择此材料前，有几点需注意。例如，机械性能在60°C以上水长期暴露后可能降解。聚碳酸酯也易划伤，制造成本高于许多其他材料，且易受稀碱、芳香族和卤代烃侵蚀。此外，无紫外线稳定剂的聚碳酸酯配方长期暴露紫外线下有时会发黄。

聚碳酸酯在日常生活中的常见用途

聚碳酸酯的韧性和高耐冲击性使其成为汽车行业制造商的热门材料选择，特别是必须透明或半透明且承受频繁冲击的零件，如前大灯和转向灯透镜。

在医疗行业，聚碳酸酯见于从培养箱到透析机外壳的一切。毕竟，聚碳酸酯坚韧、耐热、尺寸稳定、能承受FDA认可灭菌方法包括高压灭菌和辐照。聚碳酸酯可用于血液过滤器、储液器、氧合器、手术器械。此外，凭借透明度，聚碳酸酯让医生更易监测血液和追踪流体给药。

聚碳酸酯也是许多家用电器的首选材料，如搅拌机、吹风机、冰箱、电动剃须刀。其他常见用途包括室外照明灯具、机械防护罩、防护装备、防弹玻璃、保险丝盒、电视外壳、屋顶、天窗、温室、手提箱、眼镜、饮料容器如奶瓶、学饮杯、可重复装水瓶。

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