A haste de policarbonato (haste do PC) é feita de resina de policarbonato (PC) através da tecnologia de extrusão de precisão. Sua base molecular é derivada da cadeia macromolecular de policarbonato linear gerada por reação de troca éster entre propano de 2,2 '- bis (4-hidroxifenil) (bisfenol A) e carbonato de difenil (DPC). A estrutura do anel benzeno ( - C ₆ H ₄ -) contida na cadeia principal de moléculas de PC alternam com o grupo carbonato ( - OC (= O) - O -) e, através do efeito sinérgico da ligação intramolecular de hidrogênio e forças de van der Waals, é construída uma arquitetura da cadeia principal rígida. A distribuição de peso molecular da resina PC típica está na faixa de 20000 ~ 40000 g/mol, e o efeito de reticulação física é alcançado entre as cadeias moleculares através da ligação de hidrogênio (formando uma rede de ligação tridimensional de hidrogênio com uma densidade de cerca de 0,35 nm ³). Essa estrutura mista amorfa semi -cristalina exclusiva (cristalinidade geralmente inferior a 10%) dona hastes de PC com excelentes propriedades mecânicas e ópticas.
De uma perspectiva microscópica, o arranjo da cadeia molecular das hastes de PC exibe uma "combinação de rigidez e flexibilidade" - a estrutura do anel benzeno fornece suporte rígido para a cadeia molecular, enquanto as ligações de éter flexíveis dos grupos carbonatos dotam os segmentos da cadeia com mobilidade moderada. A análise mecânica dinâmica (DMA) confirmou que sua temperatura de transição vítrea (TG) é tão alta quanto 145-150 ℃, e seu módulo de armazenamento (E ') exibe uma distribuição de platô acima de TG (1,2-1,8 GPa), que é 300% maior que o poliestireno (PS) e demonstra excelente estabilidade mecânica térmica. A espectroscopia infravermelha de transformação de Fourier (FTIR) mostra que a introdução de aditivos de traços (como estabilizadores anti -UV) durante o processamento pode ajustar as forças intermoleculares, mas a estrutura principal da cadeia permanece intacta e não afeta o desempenho do núcleo.
Desempenho
Propriedades mecânicas
Resistência ao impacto: a força do impacto do Notch é ≥ 60 kJ/m ² (23 ℃), muito maior que o ABS e o PMMA e perto de algumas ligas de metal.
Resistência à fluência: baixa taxa de deformação sob carga contínua (<1% a 70 ℃/20mpa/1000h).
Força de flexão: 90-110 MPa, módulo elástico 2.3-2.5 GPa.
Desempenho térmico
Temperatura de deformação a quente (HDT): 130-140 ℃ (carga de 1,82MPa), a resistência à temperatura a curto prazo pode atingir 120 ℃.
Coeficiente de expansão linear: 6-7 × 10 ⁻⁵/℃, deve ser dada atenção ao design de estabilidade do tamanho quando a diferença de temperatura for grande.
Propriedades ópticas e elétricas
Transmitância: O PC de grau transparente pode atingir 88-92% (espessura de 3 mm), disponível em modelos foscos ou tingidos.
Resistência dielétrica: 15-20 kV/mm, resistividade de volume> 10 ¹⁶Ω · cm.
Estabilidade química
Resistentes a ácidos fracos, bases fracas e álcoois, mas suscetíveis a bases fortes, cetonas e hidrocarbonetos clorados.
Modelos resistentes a UV podem obter resistência ao clima ao ar livre por mais de 10 anos adicionando revestimentos ou modificações.
No campo da engenharia óptica , as hastes de PC com um coeficiente de birrefringência menor que 1 × 10 ⁻⁵ (como Zeonex) ®, a série é usada para componentes ópticos de alta precisão, como colimadores a laser e adaptadores de fibra. Um determinado fabricante do equipamento de corte a laser usa uma haste de PC de 20 mm × 1000mm para fazer uma manga da guia de caminho óptico. A perda de transmissão a laser é de apenas 0,2%e, em condições operacionais estáveis a longo prazo, o desvio do ponto é menor que λ/10 (λ = 650nm). No campo da AR/VR, as lentes de PC de forma livre alcançam precisão não esférica <0,005 mm, tolerância à espessura ± 0,02 mm, índice de refração ND = 1,586 (400nm) e número de modelos de compressão de injeção de injeção e foram aplicados com sucesso a meta módulos de exibição pro exibição.
Em instrumentos e medidores de precisão , as hastes de PC são processadas em rolamentos em miniatura (diâmetro interno φ 3mm × diâmetro externo φ 10mm × comprimento 15 mm) em vez de produtos de latão, reduzindo o coeficiente de atrito de 0,12 a 0,08 (ISO 14635 padrão) e ampliando a vida útil em 5 vezes. No campo aeroespacial, as hastes de PC resistentes à radiação (com estabilizador de óxido de cério adicionado) foram submetidas a testes de simulação de ambiente espacial (vácuo de 10 ⁻⁶ PA, irradiação com elétrons de 1 MeV), com uma degradação de desempenho inferior a 5%. Eles são usados para componentes estruturais de suporte por satélite e alcançam manutenção de 10 anos sem órbita. Em termos de dispositivos médicos, hastes de PC de grau médico (certificado ISO 10993) foram esterilizadas por raios gama, com um conteúdo de matéria dissolvida inferior a 1 ppm (detecção de TOC) e uma rugosidade da superfície AR de 0,2 μm. Eles são usados para caixas de bomba de insulina e componentes de equipamentos de diálise no sangue.
No campo da fabricação industrial , as hastes de PC resistentes a desgaste (com micro pó de PTFE adicionadas) são usadas para trilhos da guia de máquinas de embalagem de alimentos, com um valor PV superior a 2,5 MPa · m/se uma taxa de desgaste <1 × 10 ⁻⁷ mm ³/(n · m), que é 80% menor que os guia de aço sem aço sem aço. O copo de refletor do farol frontal do carro adota a tecnologia de moldagem secundária da haste do PC, e sua resistência ao impacto da temperatura passou no teste de ciclo frio e quente de -40 ℃ ~ 85 ℃ (500 vezes sem rachaduras) e o brilho aumentou 15% (o fluxo luminoso aumentou de 12000lm a 13800lm). Nas paredes de cortina de construção, as hastes de PC revestidas por UV duplo-face (com uma espessura de filme de 50 nm) são usadas como componentes de sombreamento, reduzindo o coeficiente de ganho de calor solar (SHGC) de 0,75 a 0,38, mantendo uma transmissão visível de luz> 65%, ajudando os edifícios verdes a reduzir a consumo de energia em 18%.
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