Makrolon PC 2205 科思创 2207
PC树脂的成形和干燥条件
PC树脂一般通过热可塑成形方法(射出成形、射出压缩成形、挤出成形、吹塑成形、拉拔(Pultrusion)成形等)进行成形。具有代表性的成形方法是射出成形。因PC树脂的高分子链包含了碳酸酯键,当与水分共同被加热时,会发生加水分解,这样,除了会见到伴随着物性、尤其是分子量的降低而导致耐冲击强度降低外,外观上也会产生银条(银纹)或空隙(气泡)等,在成形前必须进行干燥。具体来说,建议在120℃的条件下热风干燥4~5小时以上,使得粒子中的吸水率处于5~0.020%以下。MakrolonPC 2205 科思创 2207
PC树脂与其他透明材料的比较Makrolon PC 2205 科思创 2207
如果将PC树脂与通用的透明材料的无机玻璃进行比较,在硬度、弹性率、耐热性、耐溶剂性等方面处于劣势,具有比重小、可以通过射出成形或挤出成形进行简单地成形、不会轻易就裂开、上色容易等这些树脂才有的优点。MakrolonPC 2205 科思创 2207
另一方面,如果和代表性透明树脂的丙烯酸树脂(PMMA树脂)比较,如下表所示,PC树脂在耐冲击性、耐热性、吸水率(因吸水尺寸变化的指标)、进而在自我灭火性方面更胜一筹,但在高透明性这一点上,PMMA树脂则更好。MakrolonPC 2205 科思创 2207
PC树脂因为在分子结构中有苯环(吸收近紫外光),有时会因为长期暴露在日光等含有紫外线的光中而出现泛黄或脆化。进而,在有些成形条件下,会明显出现光学上的异向性,因为高分子链的重复单位(单体单位)的结构中拥有碳酸酯键(-OCOO-),在碱性或湿热条件下使用,会因为加水分解而使得性能降低,也必须注意。
PC树脂在射出成形时应考虑的事项
现在,按照PC树脂射出成形的条件要素,对基本的考虑方法进行说明。
成形温度:一般设定为260~320℃。成形温度越高熔融树脂的流动性越好,在模具内的填充性(尤其是对肉厚薄的部位的填充性)也越好。但还应考虑成形周期,也就是树脂在成形机料管内的滞留时间,必须尽量缩短滞留,将树脂的热劣化降低到Zui小限度。
成形压力:关于射出压力和保持压力,在成形品不发生缩水(冷却时因为收缩而产生凹陷的现象)或气泡(成形品中的空隙)等情况下,zuihao尽可能设定低一点,反过来,如果不将压力升高到一定程度,熔融树脂的流动性会不够充分,发生无法将模具内充填满的现象。从获得良好的成形品的观点出发,若要缩小成形收缩(相比模具的尺寸,成形品收缩变小的现象),要提高成形压力,但从减少成形品的残留应力或确保脱模性的观点来说,则zuihao是尽可能设定为低压。
射出速度:如果加大射出速度,流动距离会增大。成形品的厚度越薄,越需要大的射出速度,但与之相对,越是这样,流痕(残留在成形品表面的流动痕迹)和毛边(在模具的缝隙间树脂稍许溢出的现象)等不良越容易发生。需要针对于成形品的形状,对射出速度进行多段控制,以便对填充性和表面外观这两个方面进行控制。
模具温度:PC树脂射出成形的模具温度,标准为70~120℃。当模具温度低时,除了会发生填充不足、流痕等外观不良外,还容易发生成形应变(成形品内部的残留应力。这种情况发生严重的位置,会成为机械强度降低和光学性不均一的原因。)如果过高,会容易与模具密着(紧贴),从而容易发生脱模不良或脱模后的变形。
PC树脂成形品开裂的原因
根据我公司所掌握的情况,PC树脂成形品开裂问题的原因大致可分为:成形时的分子量低下(40%)、与药品接触(40%)、经时劣化(10%)、款式或设计不当(5%)、其他(5%)。下面说明主要原因。
1成形时的分子量低下:材料干燥不足、成型机料管内的滞留导致劣化(包括成型机、成形条件的选择不良)、异树脂混入等。
2与药品接触:油、脂、印刷油墨、涂料、天那水、碱性药品等。其中碱性药品、酒精类、高温酚类会导致高分子链的碳酸酯键断裂而使分子量低下。芳香烃(苯、甲苯、二甲苯等)和氯代烷烃(二氯甲烷、三氯甲烷等)会导致PC树脂溶胀或溶解。
3经时劣化:高温高湿环境或与蒸汽长时间接触、耐候劣化、热冲击(急剧的温度变化)等。
4款式或设计不当:应力集中在锋利的边缘部位、嵌件部的应力、熔接线(多股熔融树脂汇聚的部分。通常为强度下降的部位)的应力等。
PC树脂的成形应变的影响和对策
一般来说,射出成形品,根据以往经验可以知道,在浇口(树脂从流路流入成形品主体的入口部位)的附近、成形品的边缘部位、产品肉厚变化大的部位等,残留应力会比较大。因为聚碳酸酯树脂(PC树脂)是熔融流动性比较差的材料,这一点必须注意。因为是非晶性树脂,如果油脂类、油墨或涂料、天那水等溶剂接触成形品的残留应力大的位置,会导致产生裂纹(Crack;龟裂)。
作为消除成形品残留应力的手段,可以用比PC树脂的玻璃转化温度(Glass transitiontemperature;简写为Tg。约145℃)低20℃左右的温度加热,在该温度上保持一定时间,之后慢慢冷却到室温进行操作。这种方式一般称为退火(Anneal;退火)处理。本公司的PC树脂产品,退火条件的标准是温度120~125℃,1~2小时左右。在考虑的时候,如果是单纯的形状、且肉厚比较薄的成形品,则短时间即可,但如果形状复杂或肉厚比较厚的情况下,则可能需要进行2~3小时退火处理。