PC-ABS: свойства поликарбонатного материала

Знайте свои материалы: поликарбонат/акрилонитрил-бутадиен-стирол (PC-ABS)

Обрабатывающая промышленность огромна, и само собой разумеется, что материальные возможности в ней почти безграничны. Среди термопластов, реактопластов, различных видов нитей и передовых смол для 3D-печати, таких как LOCTITE 3D IND405, вы, как правило, сможете найти пластик, идеально подходящий для вашего случая использования. Однако иногда единственный способ получить больше необходимых химических и механических свойств и меньше нежелательных — это использовать смесь совместимых пластиковых полимеров.

Одной из самых популярных полимерных смесей на рынке является PC-ABS, смесь поликарбоната (PC) и акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS). Вот все, что вам нужно знать о пластике PC-ABS, от того, как он сделан, до того, когда его использовать.

Что такое ПК-АБС?

Поликарбонат/акрилонитрил-бутадиен-стирол (PC-ABS) представляет собой инженерный термопластик, созданный из смеси ПК и АБС. Уникальный баланс свойств зависит от соотношения ПК и АБС в смеси, молекулярной массы поликарбоната и любых термопластичных добавок в смеси. Соотношение ПК и АБС значительно влияет на термостойкость конечной детали.

Почему стоит выбрать ПК-АБС?

Инженеры и группы разработчиков обращаются к ПК-АБС, когда их вариант использования требует прочности и термостойкости, обеспечиваемых ПК, наряду с пластичностью и технологичностью, обеспечиваемыми АБС. PC-ABS также является более экономичной альтернативой ПК.

Свойства и характеристики материала PC-ABS

Благодаря своим механическим свойствам пластик PC-ABS является одним из наиболее широко используемых инженерных термопластов в мире. Этот материал обладает высокой прочностью, высокой жесткостью, высокой термостойкостью и высокой ударопрочностью даже при низких температурах. PC-ABS сохраняет свою размерную стабильность с течением времени, а его улучшенные характеристики текучести и технологичность облегчают работу с ним. Поскольку ПК-АБС можно окрашивать и печатать, дизайнеры имеют большую свободу при работе с этим материалом.

Прочность на растяжение: 5,900 фунтов на квадратный дюйм
Модуль растяжения: 278,000 XNUMX фунтов на квадратный дюйм
Прочность на изгиб: 9,800 фунтов на квадратный дюйм
Модуль изгиба: 280,000 XNUMX фунтов на квадратный дюйм
Тепловое отклонение при 66 фунтов на квадратный дюйм: 110°C

Несмотря на то, что PC-ABS чрезвычайно универсален, у него есть недостатки. Например, PC-ABS имеет плохую устойчивость к атмосферным воздействиям и низкую усталостную выносливость, несмотря на то, что он прочный. Этот материал также имеет низкую химическую стойкость, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и окислению, но инженеры могут улучшить эти свойства, используя армирующие вещества, такие как волокнистые наполнители или термопластичные добавки.

Начало работы с ПК-АБС

PC-ABS сочетает в себе лучшие свойства поликарбоната и акрилонитрил-бутадиен-стирола в термопластичной смеси, которая легко обрабатывается и обладает превосходными механическими свойствами. Он прочен, прост в изготовлении и способен выдерживать многочисленные высокотемпературные применения.

Считаете ли вы, что поликарбонат/акрилонитрил-бутадиен-стирол является подходящим материалом для вашего следующего проекта? Такой эксперт по производству, как Fast Radius, может помочь вам принять правильное решение. У нас есть многолетний опыт работы с нашими партнерами в процессе выбора материалов, и мы можем помочь сделать этот процесс максимально безболезненным. Свяжитесь с нами сегодня — давайте создадим что-то невероятное.

Посетите наш ресурсный центр для получения подробных руководств по материалам из нейлона, полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) и многих других материалов.

Все о поликарбонате (ПК)

Узнайте об этом материале и его различных типах, использовании, преимуществах, ограничениях и токсичности.

Что такое поликарбонат (ПК)?

Поликарбонат (ПК) относится к группе термопластичных полимеров, включающих в свою химическую структуру карбонатные группы. Поликарбонаты, используемые в машиностроении, прочны и жестки. Некоторые сорта оптически прозрачны и используются для линз из поликарбоната. Они легко обрабатываются, формуются и термоформуются. Благодаря этим химическим свойствам поликарбонаты имеют множество применений. Изделия из поликарбоната могут содержать предшественник мономера бисфенола А (BPA). Он часто создается на листах, как показано ниже.

Панели из разноцветного поликарбонатного листа.

Изображение предоставлено: Усачева Екатерина/Shutterstock.com

Поликарбонат — это термопласт, который встречается практически повсеместно. Он используется в очках, медицинских приборах, защитном снаряжении, автозапчастях, DVD, осветительных приборах и Blu-Ray. Как естественный прозрачный аморфный термопласт поликарбонат полезен, потому что он может пропускать свет внутрь почти так же эффективно, как стекло, и может выдерживать более значительные удары, чем многие другие обычно используемые пластики.

Кроме того, гибкость поликарбоната позволяет создавать его при комнатной температуре, не трескаясь и не ломаясь, и его можно реформировать даже без применения тепла, что делает его аморфным. Наконец, термин «термопласт» относится к природе поликарбоната и других подобных пластиков, которые становятся жидкими при температуре плавления, что позволяет, среди прочего, легко литье под давлением и переработку.

Поликарбонаты производятся путем полимеризации бисфенола А (C15H16O2) и фосгена (COCl2). Поликарбонат плавится при 260-320°С и хорошо работает в довольно широком диапазоне температур. Его ударная вязкость почти в два раза выше, чем у его ближайших соседей, АБС и ПВХ. Как и у многих полимеров, его коэффициент расширения выше, чем у металлов, таких как сталь и алюминий, что необходимо учитывать при использовании в сборках.

Листовой поликарбонат может быть сварен растворителем или склеен клеем, а также может быть соединен с помощью механических застежек, таких как заклепки. Материал имеет прочность на растяжение 8500 фунтов на квадратный дюйм. Скорость усадки составляет от 0.006 до 0.009 дюйма/дюйм.

Некоторые из ключевых свойств поликарбоната заключаются в том, что он пластичен при комнатной температуре и может обрабатываться с помощью традиционных инструментов для сверления, пиления и фрезерования. Его можно легко согнуть при комнатной температуре с локальным нагревом, иногда применяемым вдоль линии сгиба, чтобы свести к минимуму разрушение под напряжением. Термоформование — недорогой и популярный способ придания формы поликарбонатным листам, особенно для средних и крупных деталей в ограниченных объемах производства. В форме гранул материал легко подвергается литью под давлением или экструзии.

Поликарбонатный пластик является аморфным, а это означает, что в нем отсутствует упорядоченная структура кристаллических твердых тел. Это влияет на то, как материал размягчается — постепенно и в широком диапазоне температур, а не внезапно, как в случае кристаллических полимеров.

Как и другие термопласты, поликарбонат гигроскопичен, и перед формованием необходимо удалить любую захваченную влагу. Обычно замачивания пластика в печи при температуре 120°C в течение двух-четырех часов достаточно, чтобы привести материал в рекомендуемый диапазон влажности 0.02%.

Считается, что поликарбонат совместим со многими минеральными кислотами, спиртом, мягким мылом, нефтяными маслами (но не с некоторыми масляными добавками), силиконовыми маслами и смазками, а также с низкими концентрациями щелочей. Однако большинство ароматических и галогенсодержащих растворителей, таких как толуол, бензол, бензин и ацетон, вызывают, как минимум, побеление поверхности и, вероятно, кристаллизацию материала. Поэтому следует избегать контакта поликарбоната с этими растворителями. То же самое относится и к растворителям, таким как метилэтилкетон и соляная кислота, использование которых может привести к растрескиванию под напряжением.

Производители предлагают специальные покрытия, которые лучше противостоят чистящим средствам для архитектурных панелей и вывесок. В целом химическая стойкость поликарбоната во многом зависит от продолжительности воздействия, температуры материала, разновидности химического вещества, его концентрации и уровня нагрузки на материал. Поликарбонат часто комбинируют с полиэстером для повышения химической стойкости и термостойкости. Кроме того, он смешивается с ABS для повышения пластичности.

Как изготавливается поликарбонатный материал?

Первичный поликарбонатный материал получают реакцией бисфенола А (BPA) и фосгена COCl. Первый этап синтеза включает обработку бисфенола А гидроксидом натрия, который депротонирует гидроксильные группы бисфенола-А.

Дифеноксид реагирует с фосгеном с образованием хлорформиата, который затем атакует другой феноксид. Таким образом, ежегодно производится около одного миллиарда килограммов поликарбоната. Многие другие диолы были протестированы с использованием бисфенола А, например, бис(4-гидроксифенил)циклогексан и дигидроксибензофенон. Циклогексан действует как сомономер для подавления тенденции к кристаллизации продукта, полученного из BPA. Кроме того, тетрабромбисфенол А используется для повышения огнестойкости поликарбоната.

Какие бывают виды поликарбоната?

Хотя поликарбонатные листы были первыми и одновременно разработаны в середине 20-го века компаниями GE и Bayer, на современном рынке пластиковых материалов представлено множество разработчиков, каждый из которых обладает уникальной формулой поликарбоната и производственным процессом. Вот несколько подробностей о некоторых современных вариациях и их обычном использовании.

Очистить лист GP: Поликарбонатный лист Clear GP предназначен для остекления и промышленного использования. Он стоит особняком как лучший поликарбонат для защиты от вандализма и преднамеренной поломки. Этот ударопрочный лист имеет ударную вязкость в 250 раз выше, чем у стекла, и в 30 раз выше, чем у акрилового листа, что делает его идеальным для защиты.
Очистить лист SL: Естественный свет со временем может разрушить даже самые прочные материалы, но этот износ можно значительно замедлить благодаря повышенной устойчивости Clear SL к УФ-излучению. Этот материал предназначен для работы в неблагоприятных условиях и обеспечивает непревзойденное продление срока службы и устойчивость к изменению цвета. Кроме того, поликарбонатный лист Clear SL обеспечивает одинаковую защиту с обеих сторон листа для всесторонней устойчивости к ультрафиолетовому излучению.
Лист зеркала поликарбоната: Этот универсальный поликарбонатный лист предлагает зеркальный эффект стекла с термостойкостью, превосходной ударной вязкостью, а также стабильностью размеров и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Этот поликарбонат, идеально подходящий для автомобильной промышленности и безопасности, является основой для того, что обычно называют двусторонним зеркалом. Тем не менее, он также может создавать традиционные зеркала в средах с высоким уровнем стресса, таких как автомобили, торговые витрины и ванные комнаты в учреждениях.

Гибкость поликарбоната позволяет создавать продукты различных размеров, форм, цветов и прозрачности. Все они обеспечивают превосходную прочность, функциональность и экономичность.

Для получения дополнительной информации см. Наше руководство по типам поликарбоната.

Каковы виды использования поликарбонатных пластиков?

Общие области применения поликарбонатных пластиков включают:

Автомобильные фары
Окна безопасности
Мотоциклетные лицевые щитки и ветровые стекла
Линзы по рецепту
Безопасные очки
Охранники машин
Мансардные
Уличные фонари.

Благодаря своей прочности и долговечности поликарбонат находит очевидное применение для передачи света там, где велик риск удара.

Добавки часто используются для повышения его устойчивости к ультрафиолетовому излучению (хотя это хороший блокатор ультрафиолетового излучения), что может вызвать обесцвечивание, например запотевание, которое происходит с некоторыми автомобильными фарами. Как уже отмечалось, устойчивость к царапинам слабая, поэтому в некоторых случаях необходимо использовать покрытия для упрочнения поверхностей, например, в очках.

Поликарбонат стабилен при более высоких температурах, что делает его полезным для медицинских устройств, которые необходимо стерилизовать паром. Его также можно стерилизовать оксидом этилена и облучением в течение ограниченного числа циклов.

Поликарбонат и поликарбонатная смола используются во многих потребительских товарах, чтобы придать внешний вид и ощущение стекла без его хрупкости и веса, таких как блендеры и кухонные комбайны, посуда для напитков, бутылочки для кормления, корпуса фильтров для воды, бутылки для воды и т. д. Производство бутилированной воды давно перешел на поликарбонат для больших бутылок. Однако были некоторые опасения, что BPA (бисфенол А), используемый при производстве поликарбоната, может проникать в пищевые продукты, что привело к разработке поликарбонатов, не содержащих BPA.

Поликарбонатные листы иногда используются вместо листового металла в прототипах, чтобы обеспечить вид изнутри. В форме нити он используется для 3D-печати. Кроме того, он служит полезным материалом для защиты автоматизированного оборудования, предлагая легкое формование, высокую прозрачность и ударопрочность. Его также можно использовать для навесов автобусных остановок, как показано ниже.