Polikarbonatjinkludi familja ta 'polimeri termoplastiku distinti minn gruppi funzjonali karbonat (−O−(C=O)−O−) fi ħdan is-sinsla kimika tagħhom-arranġament strutturali li jagħti l-kombinazzjoni karatteristika tal-materjal ta' ċarezza ottika, stabbiltà dimensjonali, u toughness mekkanika. Il-kategorizzazzjoni tat-tipi ta 'polikarbonat toħroġ primarjament minn tliet varjabbli: distribuzzjoni tal-piż molekulari, inkorporazzjoni ta' ko-monomeri jew polimeri tat-taħlit, u l-pakketti ta 'addittivi użati waqt it-taħlit. Kull varjazzjoni tipproduċi karatteristiċi ta' pproċessar distinti u proprjetajiet ta' użu aħħari-, bi gradi disponibbli kummerċjalment issa jammontaw għal eluf f'databases tar-reżina globali bħal MatWeb, li jikkatalgi aktar minn 6,100 formulazzjoni distinta tal-polikarbonat waħedha.
L-Imbarazz Ċari li Kulħadd Jaf
Il--polikarbonat għal skopijiet ġenerali-il-verżjoni mhux mimlija, ottikament trasparenti-tgħodd għall-biċċa l-kbira ta' dak li n-nies jiltaqgħu magħhom kuljum. Kaxxi tat-telefon, nuċċalijiet tas-sigurtà, buqari tal-ilma. It-trasmissjoni tad-dawl tgħaddi madwar 88-90%, komparabbli mal-ħġieġ ottiku. Indiċi refrattiv ta 'madwar 1.58-1.59.
Iżda "għan ġenerali" jaħbi varjazzjoni sinifikanti. Il-piż molekulari huwa importanti ħafna hawnhekk. Gradi ta 'piż molekulari baxx jiċċirkolaw bħall-ilma waqt l-iffurmar tal-injezzjoni, li tinstema' tajjeb sakemm tirrealizza s-saħħa tal-impatt tinżel minn irdum. Verżjonijiet ta 'piż molekulari għoli? Iebsa daqs id-dwiefer iżda ħmarillejl biex tipproċessa-viskożità ta 'tidwib għolja, ħinijiet ta' ċiklu twal, xedd tat-tagħmir. Il-manifatturi jispeċifikaw in-numru-piżijiet molekulari medji kullimkien minn 20,000 sa 'l fuq minn 70,000 skont jekk il-prodott finali jeħtieġx li jibqa' ħaj meta jitwaqqa' ripetutament jew biss jeħtieġx li jidher pjuttost wara l-ħġieġ.
Il-gradi ottiċi għal affarijiet bħal lentijiet tal-bozoz ta' quddiem tal-karozzi u gwidi tad-dawl jeħtieġu distorsjoni ottika ikkawżata minn birefringence-istress-kontrollat li jagħmel kollox jidher stramb meta wieħed jaraha minn nuċċalijiet tax-xemx polarizzati. L-OEMs tal-karozzi għandhom paċenzja żero għal dak id-difett partikolari.
Ħġieġ-Verżjonijiet Mimlijin
Żid 10-40% fibra tal-ħġieġ mal-polikarbonat u l-personalità tinbidel kompletament.
It-tajjeb: l-ebusija tiżdied b'mod drammatiku, l-espansjoni termali tonqos, ir-reżistenza għat-tkaxkir titjieb b'madwar 28 MPa f'temperaturi elevati. L-istabbiltà dimensjonali ssir xi ħaġa li fil-fatt tista 'tistrieħ fuqha għal komponenti ta' preċiżjoni. Il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali joqrob lejn dak tal-metalli, li huwa importanti meta tkun qed tissawwar partijiet tal-plastik għal frejms tal-aluminju.
Il-ħażin: kiss trasparenza addiju. Is-saħħa tal-impatt-ir-raġuni kollha li ħafna nies jagħżlu l-polikarbonat fl-ewwel post-tieħu daqqa. Il-fibri joħolqu konċentrazzjonijiet ta 'stress. Int qed tinnegozja sett wieħed ta' proprjetajiet għal ieħor.
Dawn il-gradi jikkompetu direttament ma' die-aluminju fondut f'ċerti applikazzjonijiet industrijali. Għodda eħfef, kontra l-korrużjoni-, irħas. Il-perċentwal tat-tagħbija tal-ħġieġ isir att ta 'bilanċ: 20% jagħtik ħotob ta' ebusija modesta filwaqt li jippreservaw toughness deċenti, 40% jibdlu l-materjal f'xi ħaġa kważi metallika fl-imġieba tiegħu iżda dejjem aktar fraġli.
Il-PC mimli-ħġieġ jeqred l-għodda. Il-fibri li joborxu jomogħdu permezz ta 'viti, btieti, uċuħ tal-moffa. Kull min jikkwota xogħol mimli ħġieġ-fattur aħjar fil-ħin ta' waqfien tal-manutenzjoni u ċikli ta' sostituzzjoni tat-tagħmir jew jitlef il-flus. Tgħallimt dak il-mod iebes.
Taħlitiet PC/ABS
Id-derivattiv tal-polikarbonat l-aktar kummerċjalment ta 'suċċess mhuwiex polikarbonat pur xejn.
Taħlitiet ta 'PC/ABS-tipikament 60-90% polikarbonat illigat ma' acrylonitrile butadiene styrene-għaqqad ir-reżistenza tas-sħana u s-saħħa tal-PC mal-proċessabbiltà u d-duttilità f'temperatura baxxa tal-ABS. Il-materjal li jirriżulta jiċċirkola aħjar minn polikarbonat dritta, jipproċessa f'temperaturi aktar baxxi, u jiswa inqas. Id-domanda globali qabżet l-4.5 miljun tunnellata metrika sal-2022.
Ħares madwar l-uffiċċju tiegħek. Djar tal-laptop? Kważi ċertament PC/ABS. Tissorvelja bezels, korpi tal-printer, housings tat-tastiera. Interjuri tal-karozzi-pannelli tal-istrumenti, consoles taċ-ċentru, biċċiet tat-tirqim ta' ġewwa. Il-materjal jiddomina kullimkien għandek bżonn reżistenza tas-sħana deċenti (madwar 110 grad), prestazzjoni tajba għall-impatt, u uċuħ li jidhru preżentabbli wara żebgħa jew texturing.
Il-proporzjon tat-taħlita jiddetermina kollox. Aktar kontenut ta 'polikarbonat imbotta r-reżistenza tas-sħana ogħla iżda jżid l-ispiża tal-materjal u d-diffikultà tal-ipproċessar. Aktar ABS itejjeb il-karatteristiċi tal-fluss u jżomm il-prezzijiet 'l isfel iżda jissagrifika l-prestazzjoni termali. L-inġiniera jqattgħu ħin attwali jottimizzaw dawn il-proporzjonijiet għal applikazzjonijiet speċifiċi, jirfinaw pakketti ta 'addittivi, imexxu DOEs fuq l-istabbiltà tal-kulur u l-apparenza tal-wiċċ.
Ħaġa waħda li taqbad lin-nies off guard: PC/ABS hija notorjament sensittiva għall-idroliżi. -Tnixxif minn qabel fi 80-110 grad għal 3-4 sigħat mhuwiex fakultattiv-huwa obbligatorju. Aqbeżha u l-materjal jiddegrada fil-bittija, qtar tal-piż molekulari, proprjetajiet mekkaniċi crater. Rajt ġirjiet sħaħ tal-produzzjoni miċħuda minħabba li xi ħadd iddeċieda li jgħaġġel il-pass tat-tnixxif.
Gradi Ritardanti tal-Fjammi
Il-klassifikazzjonijiet UL 94 huma importanti ħafna f'ċerti swieq.
L-istandard imur minn HB (ħruq orizzontali, reżistenza minima) sa V-2, V-1, V-0, u sa 5VA (l-aktar stretti). Il-polikarbonat għal skopijiet ġenerali tipikament jikseb V-2 jew HB mingħajr modifika. Applikazzjonijiet bħal kompartimenti elettriċi, tagħmir taċ-ċentru tad-dejta, u komponenti tat-trasport spiss jeħtieġu V-0 jew aħjar.
Biex tasal hemm teħtieġ addittivi-komposti storikament aloġenati bħat-tetrabromobisphenol A kopolimerizzati fis-sinsla, aktar reċentement sistemi bbażati fuq il-fosfru-jew oħrajn ħielsa mill-aloġenu- bħala muntaturi ta' pressjoni regolatorja. Il-pakkett ritardant tal-fjammi jaffettwa kollox: ċarezza ottika (ġeneralment tiddegrada), saħħa tal-impatt (xi kultant imnaqqsa), stabbiltà tal-kulur (spiss kompromessa), tieqa tal-ipproċessar (idjaq).
Ismijiet kummerċjali bħal Makrolon FR u LEXAN 9604 jiddominaw dan l-ispazju. Il-proċess ta 'ċertifikazzjoni jinvolvi mhux biss li jgħaddi mit-test tal-ħruq iżda li jżomm dik il-klassifikazzjoni fil-lottijiet kollha tal-produzzjoni, il-varjanti tal-kulur, u l-ispeċifikazzjonijiet tal-ħxuna. Materjal li huwa V-0 bi 3mm jista' jolqot biss V-2 f'1.5mm-u l-klijent li jispeċifika partijiet ta' ħajt irqiq ma jimpurtax mid-dejta tal-kwalifika tiegħek eħxen.
Ir-Relazzjoni kkumplikata tal-Industrija Eyewear mal-PC
Lentijiet tal-polikarbonat bl-indiċi refrattiv ta '1.59 tagħhom jirrappreżentaw studju ta' każ interessanti.
Ir-reżistenza għall-impatt hija ġenwinament eċċezzjonali-10 darbiet aħjar mill-plastik standard CR-39, adattat għal nuċċalijiet tat-tfal, nuċċalijiet tas-sigurtà, applikazzjonijiet sportivi fejn xi ħaġa tista 'tolqot wiċċek b'veloċità. Imblukkar UV integrat mingħajr kisjiet. Il-materjal essenzjalment eliminat il-ħġieġ mis-swieq ta 'l-għajnejn tat-tfal.
Iżda.
Ċarezza ottika? Medjokri. Il-valur Abbe-kejl ta' aberrazzjoni kromatika, kemm il-lenti tferrex dawl abjad fi trufijiet tal-qawsalla-tiltaqa' madwar 30. Dik hija l-agħar minn kwalunkwe materjal tal-lenti komuni. In-nies jinnutaw il-fringing tal-kulur, speċjalment fil-viżjoni periferali. Plastiks ta'-indiċi ogħla (1.60-1.74) joffru valuri Abbe ta' 32-42, jiġifieri inqas distorsjoni minkejja li huma irqaq.
Ir-reżistenza għall-grif hija ġenwinament fqira. Il-polikarbonat huwa artab. Kull lenti teħtieġ kisi iebes, li jżid l-ispiża u l-punti ta 'falliment potenzjali.
L-industrija fil-biċċa l-kbira mxiet lejn Trivex għal applikazzjonijiet premium-reżistenza għall-impatt simili, valur Abbe ta '43, reżistenza aħjar għall-grif barra mill-kaxxa. Il-polikarbonat jibqa' l-workhorse għall-budget u għan-nuċċalijiet tat-tfal fejn ir-reżistenza għat-tifrik tirbaħ il-perfezzjoni ottika.
Folja Multiwall: Annimali Kompletament Differenti
Il-pannelli tal-polikarbonat ta' ħitan-tewmin u b'ħafna ħitan jistħoqqilhom trattament separat minħabba li qed isolvu problemi kompletament differenti minn partijiet iffurmati-injettivi.
Stampa żewġ (jew tlieta, jew ħames) saffi rqaq tal-polikarbonat konnessi minn kustilji perpendikolari, li joħolqu kanali tal-arja li jmexxu t-tul tal-folja. Il-bwiet ta' l-arja jipprovdu valuri ta' insulazzjoni-R-termali ta' 1.6 għal ħajt doppju ta' 6mm-sa 2.5+ għal konfigurazzjonijiet ta' 16mm. Qabbel dan ma' ħġieġa ta'-ħġieġa waħda ta' madwar R-1.
Is-serer iħobbu dan l-għalf. Trażmissjoni tad-dawl ta '74-80% skond il-ħxuna u l-għadd tal-ħajt. L-imblukkar tal-UV jipproteġi l-pjanti mill-ħruq filwaqt li jħalli wavelengths li jippromwovu t-tkabbir jgħaddu. Ir-reżistenza għall-impatt tfisser li s-silġ ma jeqredx l-istruttura tiegħek. Il-piż għal kull pied kwadru huwa frazzjoni tal-ħġieġ.
Pannelli ta' l-uragan magħmulin minn polikarbonat oħxon b'ħafna ħitan għandhom ċertifikazzjoni ta' Miami-Dade County għall-protezzjoni kontra l-maltemp. Trasparenti, allura m'intix qed tgħix f'bunker. Dawl biżżejjed li l-installazzjoni ma teħtieġx tagħmir speċjalizzat.
L-iżvantaġġ? Trab u debris jistgħu jemigraw fil-kanali matul is-snin jekk is-siġillar tat-tarf ifalli. It-tkabbir tal-alka ġewwa l-flawtijiet jidher terribbli. Il-materjal għadu isfar taħt UV minkejja stabilizzaturi, biss aktar bil-mod minn folja solida.
Mediċi u Ikel-Kuntatt Gradi
BPA-bisphenol A, il-monomeru użat biex jissintetizza l-polikarbonat standard-jibqa' kontroversjali għall-applikazzjonijiet ta' kuntatt mal-ikel-.
L-FDA għadha tqis li huwa sigur fil-livelli ta 'espożizzjoni attwali. Il-Kumitat Xjentifiku tal-Kummissjoni Ewropea jaqbel. Iżda l-pressjoni tal-konsumatur wasslet għall-iżvilupp ta' alternattivi ħielsa mill-BPA-, u aġenziji regolatorji f'diversi pajjiżi rrestrinġu l-użu tiegħu fil-fliexken tat-trabi speċifikament.
L-għażliet jinkludu polikarbonati sintetizzati minn bisfenoli alternattivi bħal tetramethylcyclobutanediol, jew familji ta 'polimeri kompletament differenti bħall-copolyester Tritan ta' Eastman. Il-polikarbonati ta' grad mediku-jeħtieġu mhux biss kunsiderazzjonijiet tal-BPA iżda wkoll stabbiltà tar-radjazzjoni gamma (għall-isterilizzazzjoni), ittestjar tal-bijokompatibilità, u traċċi ta' dokumentazzjoni li jagħmlu jibki speċjalista tal-affarijiet regolatorji.
L-ironija hija li għal applikazzjonijiet industrijali-ilqugħ tal-magni, kompartimenti elettriċi, komponenti tal-karozzi-BPA huwa kompletament irrilevanti. Ħadd mhu qed jiekol it-tarka tal-irvellijiet tagħhom.
Gradi ta'-Sħana Għolja
Il-polikarbonat tal-bisfenol A standard għandu temperatura ta' transizzjoni tal-ħġieġ ta' madwar 147 grad. Għal applikazzjonijiet li jeħtieġu prestazzjoni sostnuta f'temperaturi elevati-dwal tal-karozzi espost għas-sħana tal-magna, komponenti elettriċi qrib sorsi tas-sħana-li jistgħu ma jkunux biżżejjed marġni.
Kopolimeri li jinkorporaw trimethylcyclohexanone bisphenol (TMC) jimbuttaw it-transizzjoni tal-ħġieġ sa 238 grad. Gradi kummerċjali bħal Apec HT minn Covestro joffru punti ta 'trattib Vicat minn 158 grad sa 205 grad skond il-kontenut TMC. Il-materjal jibqa' amorfu, iżomm madwar 90% ta' trażmissjoni tad-dawl bi ħxuna ta' 1mm, jibqa' iebes-għalkemm is-saħħa tal-impatt b'talja tinżel xi ftit mill-gradi standard.
Dawn jikkmandaw ipprezzar premium. Inti ma tispeċifikax gradi ta'-sħana għolja sakemm il-prestazzjoni termali fil-fatt ma tkunx importanti għall-applikazzjoni tiegħek, għaliex inti tħallas 2-3x l-ispiża tal-materjal meta mqabbla ma 'skop ġenerali.
Il-Mistoqsija tal-Kisi
Kważi kull limitazzjoni tal-polikarbonat nissel soluzzjoni ta 'kisi.
Reżistenza għall-grif? Kowtijiet iebsa b'bażi ta' silikon-jew djamant-bħal karbonju (DLC) jiksbu ebusija tal-lapes ta' 2H-4H, toqrob lejn il-ħġieġ. degradazzjoni UV? Saffi ko-estrużi stabbilizzati jew kisjiet applikati jestendu l-ħajja tas-servizz ta 'barra minn sentejn għal 10-15-il sena. Reżistenza kimika? Kisjiet speċjali jirreżistu solventi li jattakkaw PC vojta.
Il-qabda: kull kisja żżid l-ispiża, iżid passi tal-ipproċessar, u tintroduċi modi potenzjali ta 'falliment. Nuqqasijiet ta 'adeżjoni. Crazing tal-kisi. Diskrepanza ta 'espansjoni termali bejn sottostrat u kisi li tikkawża delamination. Il-prodott miksi jsir sistema li teħtieġ kwalifika kollha kemm hi, mhux biss il-materjal bażi.
Għal nuċċalijiet, kisi iebes huwa essenzjalment universali. Għall-ħġieġ industrijali, prodotti miksija u mhux miksija t-tnejn għandhom swieq skont jekk l-applikazzjoni tistax tittollera l-immarkar tal-wiċċ.
Gradi tal-Films
Films rqaq tal-polikarbonat-250µm sa 500µm ħxuna-jservu applikazzjonijiet li jvarjaw minn insulazzjoni elettrika għal overlays stampati.
Varjanti ta 'ċarezza għolja jidħlu fit-twieqi tal-wiri, swiċċijiet tal-membrana, overlays grafiċi fejn il-kwalità ottika hija importanti. Verżjonijiet matte-finitura jnaqqsu d-dija għall-interfaces elettroniċi. Gradi ta 'film ritardant tal-fjammi bħal Makrofol FR jiksbu UL94 V-0 filwaqt li jibqgħu stampabbli u formabbli.
Is-suq ta ' l-insulazzjoni elettrika partikolarment valuri qawwa dielettrika tal-film tal-polikarbonat, assorbiment baxx ta ' umdità, u l-istabbiltà dimensjonali taħt iċ-ċikliżmu tat-temperatura. Qabel Bayer waqqaf il-produzzjoni tal-film tal-kapaċitatur-grad fl-2000, il-kapaċitaturi tal-polikarbonat kienu ħaġa-stabbiltà għolja, karatteristiċi ta 'frekwenza eċċellenti. Dak is-suq minn dak iż-żmien imxiet għal dielettriċi oħra.
Fejn Dan Kollox Intestatura
Polikarbonati bbażati fuq il-bijo-li jużaw isosorbide minflok BPA qed jiġu. Il-kapaċità tal-produzzjoni globalment taqbeż is-6 miljun tunnellata metrika kull sena u qed tikber. L-Asja-partikolarment iċ-Ċina-tiddomina kemm il-produzzjoni kif ukoll il-konsum.
It-tranżizzjoni EV qed toħloq domanda ġdida sostanzjali: housings tal-batteriji ħfief, applikazzjonijiet tad-dawl LED, komponenti trasparenti fejn it-tnaqqis tal-piż itejjeb il-firxa. Kull kilogramma jgħodd meta tkun qed tipprova tagħfas aktar mili minn pakkett ta' batteriji.
Ir-riċerka tan-nanokompost għandha l-għan li ttejjeb ir-reżistenza għall-grif mingħajr ma tissagrifika t-trasparenza-għan li ilu "kważi hemm" għal għaxar snin issa. Is-sistemi ta' kisi li jfejqu lilhom infushom jeżistu f'ambjenti tal-laboratorju iżda ma laħqux skala kummerċjali.
Ir-riċiklaġġ jibqa' problematiku. Il-polikarbonat huwa teknikament termoplastiku u teoretikament riċiklabbli, iżda d-degradazzjoni termali waqt l-ipproċessar mill-ġdid tiddegrada l-piż molekulari u l-proprjetajiet. Ir-riċiklaġġ kimiku lura għall-monomeri jaħdem fil-prinċipju iżda ma laħaqx vijabbiltà ekonomika. Il-biċċa l-kbira tal-polikarbonat tal-post-konsum bħalissa jispiċċa f'miżbliet jew inċineraturi minkejja s-simbolu tar-riċiklaġġ fil-qiegħ.
Ir-realtà fundamentali ma nbidlitx minn meta Hermann Schnell u Daniel Fox sintetizzaw l-affarijiet b'mod indipendenti fis-snin 50: meta jkollok bżonn ta 'materjal li huwa ċar, iebes u proċessabbli permezz ta' metodi termoplastiku konvenzjonali, il-polikarbonat jibqa 'r-risposta awtomatika. Il-grad speċifiku-minn eluf disponibbli-tiddependi fuq liema kombinazzjoni ta' proprjetajiet hija l-aktar importanti għall-applikazzjoni tiegħek, liema limitazzjonijiet tista' tittollera, u kemm int lest li tħallas għal titjib inkrementali.