Kennen Sie Ihre Materialien:Polycarbonat (PC)

Seit seiner Entwicklung Mitte des 20. Jahrhunderts ist Polycarbonat (PC) ein zunehmend beliebtes Material in der Fertigung. Heute werden weltweit jährlich rund 2,7 Millionen Tonnen Polycarbonate produziert. Im Laufe der Jahre haben verschiedene Unternehmen unterschiedliche Formeln für Polycarbonat entwickelt, sodass Sie aus mehreren Industriequalitäten von Polycarbonat wählen können. Einige Formen haben eine stärkere Glasfaserverstärkung, während andere Zusätze wie UV-Stabilisatoren zum Schutz vor langfristiger Sonneneinstrahlung enthalten.

Dieser amorphe Thermoplast ist stark und vielseitig und beständig gegen Hitze, Stöße und viele Chemikalien. Daher ist Polycarbonat ideal für Komponenten, die robust sein oder wiederholt sterilisiert werden müssen, und wird häufig in der Automobil- und Medizinindustrie verwendet.

Wie Polycarbonat hergestellt wird

Jedes Unternehmen stellt Polycarbonate etwas anders her, aber Polycarbonatmaterialien wurden traditionell durch die Kondensationspolymerisation von Bisphenol A und Carbonylchlorid hergestellt. Viele Unternehmen haben jedoch begonnen, stattdessen Diphenylcarbonat zu verwenden, da Carbonylchlorid extrem giftig ist.

Unabhängig davon, ob Carbonylchlorid oder Diphenylcarbonat verwendet wird, wird eine Bisphenol-A-Lösung in Natriumhydroxid benötigt und dann mit der Carbonylchlorid- oder Diphenylcarbonatlösung in einem organischen Lösungsmittel gemischt, damit die Polymerisation stattfinden kann. Wenn sich das Polycarbonat bildet, befindet es sich zunächst in einem flüssigen Zustand. Die Lösung wird eingedampft, um Körnchen zu bilden, oder es muss Ethanol eingeführt werden, um das feste Polymer auszufällen.

Einmal hergestellt, wird Polycarbonat oft in Stäben, Zylindern oder Platten verkauft und kann in verschiedenen Herstellungsprozessen verwendet werden. Polycarbonat ist mit Thermoformen, Extrusion und Blasformen kompatibel, wird aber am häufigsten beim Spritzgießen verwendet. Schließlich kann Polycarbonat als Thermoplast geschmolzen, gekühlt und wiedererwärmt werden, ohne zu brennen oder sich wesentlich zu zersetzen, was es zu einem idealen Spritzgussmaterial macht.

Beim Spritzgießen muss Polycarbonat bei hoher Temperatur verarbeitet und mit hohem Druck in die Form gespritzt werden, da Polycarbonat ziemlich zähflüssig ist. Die Schmelztemperatur sollte zwischen 280°C und 320°C liegen, und die Formtemperatur sollte zwischen 80°C und 100°C liegen. Diese Zahlen können jedoch in Abhängigkeit von der verwendeten Polycarbonatsorte variieren. Beispielsweise erfordert ein Hochtemperatur-Polycarbonat eine Schmelztemperatur zwischen 310 °C und 340 °C und eine Formtemperatur zwischen 100 °C und 150 °C, während eine PC-ABS-Mischung (Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol) nur die Schmelztemperatur hat muss zwischen 240°C und 280°C liegen und seine Formtemperatur kann auf 70°C und bis zu 100°C fallen.

Eigenschaften und mechanische Spezifikationen von Polycarbonatmaterial

Obwohl es verschiedene Arten von Polycarbonaten gibt, jede mit ihrer eigenen Molekülmasse, Struktur und Eigenschaften, haben alle Polycarbonate einige Dinge gemeinsam.

Zum einen sind sie für ihre Zähigkeit und hohe Schlagfestigkeit bekannt. Daher wird Polycarbonat häufig für Anwendungen verwendet, die Zuverlässigkeit und hohe Leistung erfordern.

Trotz ihrer Zähigkeit und Festigkeit sind Polycarbonate leicht, was im Vergleich zu anderen Materialien umfangreiche Gestaltungsmöglichkeiten und eine relativ einfache Installation ermöglicht.

Polycarbonate sind zudem sehr hitze- und flammenbeständig. Ein Polycarbonat kann seine Zähigkeit bei Temperaturen bis zu 140 °C beibehalten, was bedeutet, dass Polycarbonatteile einer wiederholten Sterilisation standhalten können. Polycarbonate haben außerdem eine Lichtdurchlässigkeit von über 90 % und eine gute chemische Beständigkeit gegen verdünnte Säuren, Öle, Fette, aliphatische Kohlenwasserstoffe und Alkohole.

Die Eigenschaften eines Polycarbonats hängen von seiner Molekülmasse und seiner Struktur ab, daher ist jedes Material etwas anders. Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, was Sie erwarten können, finden Sie hier einige typische Hauptmerkmale und Spezifikationen:

• Spezifisches Gewicht:1,21
• Schmelztemperatur:295 – 315°C
• Formtemperatur:70 – 95°C
• Wärmeformbeständigkeit:137°C bei 0,45 MPa
• Zugfestigkeit:61 MPa
• Biegefestigkeit:90 MPa
• Einlaufrate:0,5 - 0,7 %
• Rockwell-Härte:118R

Wie Sie sehen, hat die Polycarbonatherstellung viel zu bieten. Es gibt jedoch ein paar Dinge, die Sie beachten sollten, bevor Sie dieses Material für ein Projekt auswählen. Beispielsweise können sich seine mechanischen Eigenschaften nach längerer Einwirkung von Wasser über 60 °C verschlechtern. Polycarbonat ist auch anfällig für Kratzer, teurer in der Herstellung als viele andere Materialien und anfällig für verdünnte Alkalien und aromatische und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Außerdem können die Polycarbonatformulierungen ohne UV-Stabilisatoren mit der Zeit vergilben, wenn sie UV-Strahlen ausgesetzt werden.

Häufige Verwendung von Polycarbonaten im Alltag

Die Zähigkeit und hohe Schlagfestigkeit von Polycarbonat machen es zu einer beliebten Materialwahl für Hersteller in der Automobilindustrie, insbesondere wenn es um Teile geht, die klar oder durchscheinend sein müssen und häufigen Stößen ausgesetzt sind, wie z. B. Scheinwerfer- und Blinkergläser.

In der medizinischen Industrie ist Polycarbonat in allem zu finden, von Inkubatoren bis hin zu Dialysemaschinengehäusen. Schließlich ist Polycarbonat zäh, hitzebeständig, formstabil und hält der Sterilisation durch von der FDA zugelassene Methoden, einschließlich Autoklaven und Bestrahlung, stand. Polycarbonat kann in Blutfiltern, Reservoirs und Oxygenatoren sowie in chirurgischen Instrumenten verwendet werden. Darüber hinaus ermöglicht Polycarbonat Ärzten aufgrund seiner Transparenz eine einfachere Überwachung des Blutes und die Verfolgung der Verabreichung von Flüssigkeiten.

Polycarbonat ist auch ein Material der Wahl in vielen Haushaltsgeräten wie Mixern, Haartrocknern, Kühlschränken und Elektrorasierern. Andere übliche Anwendungen für Polycarbonat sind Außenbeleuchtungskörper, Maschinenschutzvorrichtungen, Schutzausrüstung, kugelsicheres Glas, Sicherungskästen, Fernsehgehäuse, Dächer, Oberlichter, Gewächshäuser, Koffer, Brillen und Getränkebehälter wie Babyflaschen, Schnabeltassen usw wiederbefüllbare Wasserflaschen.

Erste Schritte mit Polycarbonat

Polycarbonat ist ein starker und schlagfester Thermoplast, der in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt wird. Es gibt jedoch verschiedene Arten von Polycarbonat auf dem Markt, jede mit ihren eigenen Eigenschaften. Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner wie Fast Radius kann für Produktteams, die mit Polycarbonat nicht vertraut sind oder Teile und Produkte mit Materialien herstellen möchten, die für eine bestimmte Anwendung möglicherweise besser geeignet sind, den entscheidenden Unterschied ausmachen. Möchten Sie sehen, ob Polycarbonat das richtige Material für Ihr nächstes Projekt ist? Erstellen Sie ein Konto und laden Sie Ihre Teiledateien hoch oder kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen.

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