Placa de PC de folhas de policarbonato transparente
Estrutura Molecular e Propriedades Básicas
Resistência ao impacto ultra-alta: Os anéis de benzeno na cadeia molecular do PC fornecem suporte rígido, enquanto as ligações éter (-O-) e grupos carbonato (-C(=O)-O-) conferem flexibilidade aos segmentos da cadeia, formando uma rede molecular que combina rigidez e flexibilidade. Sua resistência ao impacto com entalhe Charpy atinge 800-1200 J/m (padrão ISO 179), 15-20 vezes a do vidro comum (aproximadamente 50 J/m) e 5-8 vezes a do PMMA (aproximadamente 100-150 J/m). Mesmo a -40°C, mantém uma resistência ao impacto de ≥500 J/m (plásticos comuns como o PS têm uma resistência ao impacto que cai drasticamente para <50 J/m a -20°C).
Excelente clareza óptica: a folha de PC possui uma transmitância de luz de ≥89% (perto de 92% para vidro), uma névoa de ≤1% (em comparação com 2%-3% para acrílico comum), um brilho de superfície de ≥110 GU (alto brilho, clareza visual) e é incolor e transparente (comparável ao vidro de grau óptico). É adequado para aplicações que exigem transmitância de luz extremamente alta, como iluminação de estufas e janelas com telas de exibição.
Alta temperatura de transição vítrea (Tg): A Tg é de aproximadamente 145-150°C (PC comum é de 140-150°C, com alguns graus resistentes a altas temperaturas atingindo 160°C). Isto significa que o material mantém a rigidez (resistência ao amolecimento e à deformação) abaixo de 145°C e pode suportar temperaturas de curto prazo de 180-200°C (plásticos comuns como o PVC têm uma Tg de apenas 70-80°C e são propensos à deformação em altas temperaturas).
Excelente fluidez de processamento: A taxa de fluxo de fusão (MFR, a 260°C/2,16kg) é normalmente de 5-30 g/10min (isto pode ser ajustado através da formulação: um MFR mais baixo é usado para maior rigidez em painéis grossos, enquanto um MFR mais alto é usado para moldagem por injeção complexa de painéis finos). Isso é um pouco menor que o ABS (5-30 g/10min), mas permite processamento estrutural complexo por meio de processos de termoformagem, como formação a vácuo e dobra a quente.
Excelente desempenho geral
Alta resistência e leveza: Resistência à tração ≥60-70 MPa (PC comum: 60-80 MPa, acrílico: 70-80 MPa, mas com baixa resistência ao impacto), resistência à flexão ≥90-110 MPa e módulo de elasticidade ≥2200-2400 MPa. Ao mesmo tempo, a sua densidade é de apenas 1,20-1,22 g/cm³ (aproximadamente metade da do vidro e um terço da do alumínio), alcançando resistência estrutural e propriedades de leveza (por exemplo, reduzir o peso de grandes claraboias reduz o custo das estruturas de suporte).
Resistência às intempéries e aos raios UV: O PC não modificado é suscetível à quebra da cadeia molecular (causando amarelecimento e fragilização) sob exposição prolongada à radiação ultravioleta (UV). No entanto, ao adicionar estabilizadores de luz de aminas impedidas (HALS) e absorvedores de UV (como benzotriazóis), as folhas de PC podem obter uma camada protetora de UV (0,1-0,3 mm de espessura) que permanece livre de amarelo por dez anos. (O PC comum não tratado apresenta amarelecimento perceptível após apenas um a dois anos de uso externo.) Por exemplo, uma folha de PC coextrudada de duas camadas (com uma camada protetora externa contra UV e um substrato transparente interno) exibe uma mudança de cor de ΔE ≤ 1,5 (quase imperceptível ao olho humano) após 5.000 horas de exposição externa, enquanto mantém ≥90% de resistência ao impacto.
Retardo de chama e resistência ao fogo: O índice de oxigênio (OI) do PC comum é de aproximadamente 26-28 (classificado como um material retardador de chama, mas não atende aos rígidos padrões de proteção contra incêndio). Ao adicionar resinas epóxi bromadas e retardadores de chama à base de fósforo (como TPP), o IO pode ser aumentado para ≥32. Isso atende aos padrões UL94 V-0 (autoextinguível dentro de 10 segundos após a remoção da chama, sem ignição por gotejamento) ou V-2 (gotejamento, mas sem combustão sustentada), tornando-o adequado para aplicações que exigem alta proteção contra incêndio (como gabinetes de equipamentos eletrônicos e elétricos e divisórias de edifícios públicos).
Autoextinguível e com baixa toxicidade de fumaça: Gera pouca fumaça (mais de 60% menos que o PVC) durante a combustão e não libera gases halogênios tóxicos (o PC ecologicamente correto usa um sistema retardador de chama sem halogênio). Ele atende ao grau de desempenho de combustão B1 (retardador de chama) para materiais de construção ou ao padrão GB 8624-2012.
Processamento de Precisão e Estabilidade Dimensional
Processabilidade: As folhas de PC podem ser processadas por meio de uma variedade de processos, incluindo extrusão (faixa de espessura de 1 a 20 mm, largura ≤ 3.000 mm), termoformagem (como formação a vácuo em superfícies curvas complexas), corte CNC (puncionamento/fresamento de precisão) e dobra a quente (formação por aquecimento localizada), atendendo a diversas necessidades em arquitetura, indústria, eletrônicos de consumo e outros campos. Por exemplo, a tolerância de espessura das folhas extrudadas é de ±0,2 mm (as folhas de plástico comuns são de ±0,3 mm), e a espessura mínima da parede das peças termoformadas pode chegar a 0,8 mm (estruturas complexas podem ser formadas de uma só vez).
Estabilidade Dimensional: O coeficiente de expansão térmica linear é 6,5 × 10⁻⁵/°C (o vidro comum é 8,5 × 10⁻⁶/°C, mas o PC precisa considerar as flutuações de temperatura). A taxa de alteração dimensional é ≤ 0,3% na faixa de -40°C a 120°C (o acrílico comum é de 0,5% a 0,7%), tornando-o adequado para aplicações que exigem tolerâncias rigorosas, como janelas de instrumentos de precisão.
Taxa de absorção de água: Taxa de absorção de água ≤ 0,2% (PA6 comum é 1,5% - 2%, o que é propenso a alterações dimensionais devido à absorção de água). Nenhuma pré-secagem é necessária para uso em ambientes normais (o desempenho é basicamente estável após armazenamento de curto prazo em ambiente úmido).
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