一.pc的性能

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1、X103J/m2PC 的 性 能 與 射 出 成 型一 .PC 的 性 能PC 的 分 類 .PC 按 粘 度 分 有 極 低 、 低 、 中 等 和 超 高 粘 度 品 極 .PC 按 特 性 及 性 能 特 點 劃 分 有 ： 共 混 、 增 強 、 耐 磨 性 .一 般 情 況 下 PC 的 粘 度 和 聚 合 物 的 分 子 量 的 大 小 有 關 .分 子 量 的 大 小 在 2.5X104 左 右 即 2.43.2X104世 界 上 有 名 生 產 商 :美 國 通 用 電 器 Lexan日 本 三 菱 化 成 德 國 拜 爾 MaRroLonPC 的 生 產 方 法 :光 气 化

2、 法1. 光 氣 化 (光 化 反 應 ).2. 縮 聚 .以 上 兩 種 方 法 可 得 到 很 高 的 分 子 量 ,1520X104,通 常 加 入 分 子 量 調 節劑 可 將 分 子 量 控 制 在 104 左 右 .3. 後 處 理 :有 兩 方 面 的 作 用 :一 方 面 是 除 掉 樹 脂 中 的 鹽 質 ,另 一 方 面 除 掉 樹 脂 中 的 低 分 子 物 和 未 反 應 的 雙 酚 A.酯 交 換 法1. 酯 交 換2. 縮 聚 反 應 :方 法 需 要 很 高 的 真 空 下 完 成 聚 合 反 應 .3. 後 處 理 :產 物 的 分 子 量 約 為 2.4X10

3、4.(一 ).PC 的 性 能 :1. PC 的 機 械 性 能PC 具 有 優 良 的 物 理 機 械 性 能 ,尤 其 是 具 有 優 異 的 衝 擊 強 度 和 尺 寸穩 定 性 ,在 低 溫 下 仍 能 保 持 較 高 的 機 械 強 度 .缺 點 是 耐 疲 勞 強 度 較低 ,較 易 產 生 應 力 開 裂 ,耐 磨 性 較 差 .(其 中 產 生 應 力 開 裂 的 主 要 原因 :PC 中 含 水 量 太 高 ,在 融 熔 狀 態 下 , PC 產 生 水 解 反 應 ,使 PC 的分 子 量 減 小 導 致 制 品 產 生 應 力 開 裂 ).(1).衝 擊 強 度PC 的

4、衝 擊 破 壞 PC 的 衝 擊 破 壞 ,按 材 料 的 不 同 厚 度 可 分 為0204060801001201 2 3 4 5 6 7寬 度衝擊強度 韌 性 破 壞 脆 性 破 壞 韌 性 破 壞 和 脆 性 破 壞 兩 種 .PC 從 韌 性 破 壞 向 脆 性 破 壞 的 轉 移 的 界 厚 度 大 約 為3.54.1mm.mm12 影 響 PC 衝 強 度 的 主 要 因 素 有 :分 子 量 、 溫 度 、 添 加 劑 和 缺口 半 徑 等 .PC 的 平 均 分 子 量 在 2.0104 以 下 時 ,衝 擊 強 度 很 低 ,在 此數 值 以 上 ,衝 擊 強 度 逐 漸

5、增 加 ,分 子 量 平 均 在 (2.83)104 時 具 有最 大 值 ,其 後 雙 隨 分 子 量 的 增 加 而 降 低 . 溫 度沖 繫 強 度 不 同 分 子 量 衝 擊 強 度 與 溫 度 的 關 係(2).耐 蠕 變 性PC 的 耐 蠕 變 性 在 熱 塑 性 塑 料 中 是 相 當 好 的 ,優 於 尼 龍 和POM.這 是 PC 尺 寸 穩 定 性 好 的 重 要 標 志 . 也 是 用 工 程 塑 料 代 替较 精 密 的 轻 金 属 结 构 件 采 用 PC 的 原 因 之 一 . 時 間 t變 形 %的 蠕 變 曲 線1125 ,5MPa2100 ,10Mpa325

6、,20Mpa475 ,10Mpa5125 ,2.5Mpa6100 ,5Mpa從 此 圖 看 出 在 30Mpa 以 內 的 應 力 下 ,在 最 初 300h 內 蠕 變 速度 較 快 ,時 間 繼 續 延 長 ,蠕 變 顯 著 減 慢 .在 室 溫 下 逐 漸 趨 於 恆 定 ,溫 度 上 升 則 會 使 PC 蠕 變 加 快 和 允 許 負 荷 減 小 .(3).應 力 開 裂 性PC 制 品 的 內 應 力 和 應 力 開 裂 是 個 較 為 突 出 的 問 題 .塑 料 製 品 的內 應 力 主 要 是 由 於 強 追 取 向 的 大 分 子 間 相 互 作 用 造 成 的 .PC 的

7、 應 力 開 裂 性 和 PC 的 分 子 量 大 小 有 關PC 的 分 子 量 在 2.4104 其 可 承 受 30Mpa 的 應 力 .而 當 分 子 量 為2.2104 時 ,則 為 20Mpa 左 右 .因 此 當 殘 留 應 力 或 制 品 所 承 受 的 應力 在 此 數 值 以 下 時 ,一 般 不 會 發 生 應 力 開 裂 .但 是 PC 在 成 型 加工 過 程 中 ,因 溫 度 過 高 等 原 因 發 生 分 解 老 化 ,或 者 制 口 本 身 存 在缺 口 或 熔 接 縫 .那 麼 微 觀 發 生 撕 裂 的 時 間 將 會 大 大 縮 短 ,其 极 限應 力 值

8、 也 將 大 幅 下 降 .小 節 :PC 在 注 射 成 型 后 ,應 進 行 后 處 理 使 得 內 應 力 充 分 釋 放 .減少 應 力 開 裂 性 .大 約 在 100110 範 圍 內 處 理 12 小 時 .(4).摩 擦 磨 性 能PC 與 其 它 大 多 數 工 程 塑 料 相 比 ,摩 擦 系 數 較 大 .耐 磨 性 差 .其 耐 磨 性 比 POM. PA. PPO. PTFE(聚 四 氟 乙 烯 )耐 磨 性 差 .是一 種 中 等 耐 磨 性 材 料 .(5).PC 的 透 光 性PC 是 無 色 透 明 ,具 有 優 良 的 透 光 性 .其 透 光 率 與 厚

9、度 有 關 .PC 對 波 長 小 於 40010-9m(nm)的 紫 外 光 的 透 過 能 力 差 .增 强 后的 PC 不 透 明 . 厚 度 2厚 度 波 長透 光 率(6).PC 的 增 強 和 填 充 改 性工 程 塑 料 經 過 增 強 後 ,靜 態 強 度 (如 :抗 張 強 度 .抗 彎 強 度 等 )能 提 高23 倍 ,動 態 強 度 (如 :疲 勞 強 度 .衝 擊 強 度 .耐 蠕 變 性 和 剛 性 等 ) 能提 高 25 倍 ,熱 變 形 溫 度 可 提 高 10200 .如 :未 增 強 PC 的 熱 變 性 溫度 為 132 ,經 20%玻 璃 縴 維 增 強

10、 後 ,熱 變 性 溫 度 可 提 高 到 143%.未 增強 尼 龍 6 的 熱 變 形 溫 度 為 49 ,經 20%玻 璃 縴 維 增 強 後 ,熱 變 性 溫 度可 提 高 到 218 .工 程 塑 料 的 改 性 ,還 能 降 底 線 膨 脹 系 數 ,成 型 收 縮 率降 底 1/21/4,吸 水 率 下 降 1020%.未 增 強 PC,吸 水 率 是 0.15%, 成 型 收 縮 率 是 0.60.8%增 強 後 的 PC, 吸 水 率 是 0.1%, 成 型 收 縮 率 是 0.20.4%玻 璃 纖 維 增 強 和 未 增 強 的 PC 性 能 比 較項 目 未 增 強 30

11、%長 縴 維 增 強 30%短 縴 維 增 強密 度 (g/cm) 1.2 1.45 1.45抗 張 強 度 (10Pa) 560660 1320 850900抗 張 模 量 (10Pa) 2.12.4 10 6.57.5伸 長 率 (%) 60120 5 5抗 彎 強 度 (10Pa) 800950 1700 14001500衝 擊 強 度 (10J/m)1525 1013 79抗 壓 強 度 (10Pa) 750850 12001300 10001100熱 變 形 溫 度 (4.610Pa)140145 150 150線 膨 脹 系 數 (10/ )7.2 2.4 2.3導 熱 係 數 W

12、/(m )0.19 0.13 -體 積 電 阻 ( cm) 2.110 1.510 1.510介 電 常 數 (10Hz) 2.9 3.45 3.42介 電 損 耗 (10Hz) 0.0083 0.0070 0.0060轚 穿 電 壓 (kv/mm) 18 19 -吸 水 率 (%)24h. 23 0.15 0.1成 型 收 縮 率 (%) 0.50.7 0. 20.4 0.20.5目 前 .增 強 PC 的 品 種 主 要 是 用 玻 璃 纖 維 增 強 的 .在 PC 中 加 入 玻 璃 纖 維 .碳 纖 維 .硼 纖 維 及 石 棉 纖 維 等 增 強 材 料 ,可 提 高 其 疲 勞

13、強 度 ,顯 著 改 善 應 力 開 裂 性 ,抗 張 強 度 .彈 性 模 量 .抗 彎強 度 .抗 壓 強 度 .等 機 械 性 能 ,以 及 耐 熱 性 均 有 較 大 幅 度 提 高 ,成 型 收縮 率 也 進 一 步 下 降 .此 外 ,電 性 能 .耐 藥 品 性 能 仍 維 持 基 本 相 同 的 水 平 .但 衝 擊 強 度 有 所 下 降 ,同 時 製 品 將 失 去 透 明 性 .在 PC 中 加 入 玻 璃 纖 維 時 ,考 慮 到 PC 在 成 型 溫 度 下 有 微 量 水 分存 在 時 ,遇 碱 會 發 生 分 解 ,以 及 碱 含 量 高 的 玻 璃 纖 維 對

14、製 品 的 電 性 能 會帶 來 不 良 影 響 .因 此 ,一 般 要 求 使 用 碱 含 量 在 0.5%以 下 的 無 碱 電 工 級玻 璃 纖 維 .玻 璃 纖 維 含 量 對 增 強 PC 的 性 能 影 響 很 大 .一 般 ,當 含 量 小 於10%時 ,增 強 效 果 不 明 顯 ,含 量 大 於 40%時 ,則 製 品 的 脆 性 太 大 ,而 且熔 体 流 動 性 較 差 ,給 成 型 加 工 帶 來 困 難 .通 常 PC 的 玻 璃 纖 維 含 量 在2040%之 間 較 為 适 宜 .玻 璃 纖 維 長 度 對 增 強 PC 的 機 械 性 能 也 有 明 顯 影 響

15、 .一 般 ,玻璃 纖 維 長 度 小 於 0.30.4mm 時 ,其 增 強 效 果 明 顯 下 降 .玻 璃 纖 維 增 强 PC 能 够 明 顯 改 善 PC 的 疲 勞 強 度 和 提 高 耐 應 力開 裂 性 能 .未 增 強 PC 的 疲 勞 強 度 一 般 仅 為 710Mpa,而 添 加 20%玻璃 纖 維 的 PC 疲 勞 強 度 可 達 到 40 Mpa,如 果 將 玻 璃 纖 維 的 含 量 提 高 至40%,疲 勞 強 度 可 高 達 50Mpa.負 荷 交 變 次 數疲勞強度未 增 強 和 玻 璃 纖 維 增 強 PC 的 疲 勞 曲 線玻 璃 纖 維 增 強 PC

16、的 熱 變 形 溫 度 比 未 增 強 的 PC 高 1015C,而 線 性 膨 脹 系 數 降 低 60%,達 到 了 一 般 輕 金 屬 的 水 平 .因 此 ,在 注 射成 型 帶 有 金 屬 嵌 件 的 PC 製 品 時 ,金 屬 嵌 件 與 塑 料 在 冷 卻 時 因 收 縮 率不 一 致 所 產 生 的 內 應 力 便 可 大 大 減 小 . (二 ).熱 性 能 :PC 長 期 使 用 溫 度 可 達 130 ,同 時 具 有 良 好 的 耐 寒 性 、 脆 化 溫 度 -100 .分 子 量 降 低 率 %時 間圖 :PC 在 加 熱 情 況 下 分 子 量 降 低 率 與 時 間 的 關 系 .熔 融 状 PC 在 280 300 溫 度 范 围 内 ,分 子 量 的 降 低