Sommario:
Il PC possiede diverse caratteristiche
Il PC ha quattro applicazioni principali per la modifica
Meccanismo di PC copolimerizzato contenente silicone
Il PC (policarbonato) è un materiale resinoso ampiamente utilizzato nell'industria della plastica. Ha un'eccellente trasmissione della luce, una buona resistenza agli urti e modellabilità.
Per espandere la gamma di applicazioni del PC, generalmente è necessario modificarlo per aumentarne la tenacità, migliorare la stampabilità, ridurre la deformazione residua e aumentare il ritardo di fiamma. Attraverso la modifica, il PC può essere ampiamente utilizzato in campi quali l'elettronica, le parti automobilistiche, i prodotti a pareti sottili e le applicazioni mediche.
Il PC possiede diverse caratteristiche
Proprietà ottiche: Il PC ha un'elevata trasparenza con una velocità di trasmissione della luce fino al 90%, classificandosi secondo solo a PMMA e PS. Di conseguenza, può fungere da sostituto del vetro in vari materiali ottici.
Resistenza chimica: Il PC è atossico e inodore e può resistere agli acidi deboli, alle basi deboli, agli oli neutri e ad alcuni solventi organici. Tuttavia, la sua stabilità all'idrolisi non è elevata e l'esposizione a lungo termine alla luce ultravioletta può causare ingiallimento.
Proprietà meccaniche: I prodotti per PC sono rigidi, possiedono resistenza agli urti e buona tenacità, con allungamento, rigidità, resistenza alla flessione e resistenza alla trazione elevati. Presentano inoltre una buona resistenza al caldo e al freddo. Tuttavia, il PC ha una bassa resistenza alla fatica ed è soggetto alla formazione di crepe.
Proprietà elettriche: Il PC ha un'eccellente rigidità dielettrica e isolamento elettrico, che lo rendono comunemente utilizzato nel campo degli apparecchi elettrici ed elettronici.
Proprietà termali: Il PC può resistere a temperature comprese tra -60°C e 120°C, con una temperatura di distorsione termica compresa tra 135°C e 143°C. Non è facilmente combustibile ed è autoestinguente. Inoltre, mostra una buona resistenza al caldo e al freddo.
Il PC ha quattro applicazioni principali per la modifica
PC rinforzato
PC rinforzato generale: Questo tipo di PC presenta una buona resistenza agli urti, proprietà di impatto regolabili, un ritiro minimo dallo stampaggio e una buona stabilità dimensionale. Possiede inoltre proprietà favorevoli agli agenti atmosferici e agli urti a bassa temperatura, che lo rendono adatto per prodotti elettronici ed elettrici come involucri di telefoni cellulari, prodotti a pareti sottili e parti automobilistiche.
PC rinforzato ad alta fluidità: Questo tipo di PC offre buona tenacità, un ampio intervallo di temperature di utilizzo, eccellenti prestazioni di spruzzatura, resistenza allo stress cracking e un alto tasso di successo della spruzzatura di olio. È adatto per prodotti a pareti ultrasottili e parti automobilistiche.
PC ritardante di fiamma
Il policarbonato ignifugo vanta eccellenti proprietà meccaniche, elevata temperatura di distorsione termica, elevata rigidità dielettrica, buon isolamento elettrico ed efficaci caratteristiche ignifughe. Trova quindi ampia applicazione nei caricabatterie di fascia alta, nelle teste delle lampade, nei pannelli degli interruttori e in altri prodotti.
PC rinforzato con fibra di vetro
I materiali PC rinforzati con fibra di vetro sono disponibili con rinforzo in fibra di vetro del 10% e 20%. Il primo viene utilizzato principalmente per le strutture centrali dei telefoni cellulari, mentre il secondo è adatto per le strutture centrali dei telefoni cellulari, i tablet PC e gli inserti non in acciaio.
Lega PC/ABS
La lega PC/ABS è un materiale PC modificato comunemente utilizzato che può migliorare il modulo di flessione, la resistenza al calore e le proprietà di placcatura della resina. Può essere suddiviso in ABS/PC per uso generale, PC/ABS ad alto impatto e varietà PC/ABS ignifughi. Il PC/ABS per uso generale presenta elevata resistenza agli urti, eccellente tenacità, elevata resistenza della linea di fusione, buona resistenza chimica e resistenza al calore, elevata mobilità, facilità di lavorazione e modellatura e può essere utilizzato per gusci di telefoni cellulari e altri prodotti a parete sottile . Il PC/ABS ad alto impatto offre buona resistenza agli urti e tenacità, rendendolo adatto per caschi, articoli sportivi, ecc. La lega PC/ABS ignifuga è disponibile in vari tipi, ad esempio per uso generale, ad alta brillantezza, arricchita con riempitivo e ad alta resistente al calore. Presenta buona mobilità, prestazioni di lavorazione, ritardante di fiamma privo di alogeni e conformità ai requisiti ambientali. È comunemente usato per shell di computer, stampanti, proiettori e altre apparecchiature.
In conclusione, il PC, in quanto materiale plastico tecnico, ha una vasta gamma di applicazioni e possibilità di modifica in vari campi. Tuttavia, il policarbonato ordinario non dispone di una resistenza agli urti e di una resistenza chimica soddisfacenti, il che ne limita l’applicazione in molti settori. Per risolvere questi problemi, metodi come l'utilizzo di leghe PC/ABS e PC/PBT vengono generalmente utilizzati per modificare il PC comune. Sfortunatamente, ciò può comportare la perdita di trasparenza o rigidità. Un approccio di modifica comune prevede l'incorporazione di policarbonato copolimerizzato contenente silicone.
Meccanismo di PC copolimerizzato contenente silicone
Sia il PC convenzionale che il PC contenente silicone contengono bisfenolo A e fosgene come monomeri sintetici. Tuttavia, anche il PC contenente silicone subisce copolimerizzazione con polidimetilsilossano. I PC ordinari hanno una flessibilità limitata della catena molecolare a causa dell'ingombrante gruppo di irrigidimento dell'anello benzenico e del forte gruppo polare -COO (gruppo estere), che forma grandi forze intermolecolari che legano insieme le catene molecolari. Ciò riduce ulteriormente la flessibilità delle catene molecolari e si traduce in polimeri con elevate temperature di transizione vetrosa e di fusione, elevate viscosità del fuso e ridotto scorrimento della catena molecolare sotto forze esterne. Inoltre, il gruppo estere nella catena molecolare dei PC convenzionali subisce reazioni di idrolisi quando esposto ad acidi o basi, portando alla produzione di acidi o alcoli corrispondenti. Ciò rende i PC convenzionali con bassa stabilità idrolitica, sensibilità alla scheggiatura, scarsa resistenza ai graffi, ingiallimento in caso di esposizione a lungo termine alla luce ultravioletta e suscettibilità alla torbidità se immersi in alcuni solventi organici.
Vantaggi dell'introduzione di gruppi siliconici
Maggiore flessibilità: L'incorporazione di gruppi siliconici può aumentare la lunghezza dell'unità strutturale, ridurre la rigidità dell'ingombrante anello benzenico e migliorare la flessibilità della catena molecolare. Ciò, a sua volta, migliora la fluidità dei materiali PC.
Resistenza all'idrolisi migliorata: L'organosilossano “-Si-O-Si-” è un gruppo idrofobo che mostra una significativa affinità chimica con i materiali silicati inorganici. Sfruttando questa proprietà, le proprietà della superficie del materiale possono essere efficacemente modificate per ottenere l’idrorepellenza. Pertanto, l'introduzione di una struttura organosilossana nel policarbonato può migliorare notevolmente la sua resistenza all'idrolisi.
Resistenza migliorata alle alte e basse temperature, ritardante di fiamma e resistenza alla corrosione: Il silicone possiede caratteristiche sia del materiale inorganico che organico. Presenta bassa tensione superficiale, un piccolo coefficiente viscosità-temperatura, elevata comprimibilità, elevata permeabilità ai gas e proprietà eccellenti come resistenza alle alte e basse temperature, isolamento elettrico, stabilità all'ossidazione, resistenza agli agenti atmosferici, ritardante di fiamma, idrofobicità, resistenza alla corrosione, non -tossicità, inodore e inerzia fisiologica.
Introducendo il silicone nel PC, è possibile migliorarne la resistenza alle alte e alle basse temperature, consentendogli di mantenere le proprietà meccaniche anche a temperature comprese tra -30°C e -40°C. Inoltre, la stabilità all’ossidazione e le caratteristiche agli agenti atmosferici del silicone possono migliorare la resistenza all’ossidazione e all’ingiallimento del PC.
I copolimeri PC trovano ampio utilizzo negli alloggiamenti di dispositivi medici che richiedono frequenti disinfezioni e trattamenti in autoclave grazie alla loro eccellente resistenza chimica.
Inoltre, l'aggiunta di gruppi siliconici migliora il ritardo di fiamma del PC, rendendolo più adatto per applicazioni in settori quali l'edilizia, i trasporti e l'elettronica. La sua bassa tensione superficiale consente inoltre una migliore adesione ad altri materiali, migliorando le prestazioni complessive dei prodotti basati su PC.
In sintesi, l'introduzione del copolimero PC con gruppi siliconici apporta numerosi vantaggi, tra cui maggiore flessibilità, migliore resistenza all'idrolisi, maggiore resistenza alle alte e basse temperature, ritardo di fiamma e resistenza alla corrosione. Queste proprietà lo rendono un materiale ideale per un'ampia gamma di applicazioni, dai dispositivi medici all'edilizia e all'elettronica. Poiché la tecnologia continua ad avanzare, le possibilità di modifica del PC continueranno ad espandersi, migliorandone ulteriormente la versatilità e il potenziale in vari settori.
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