Egyedi műszaki műanyag poliamid
A polikarbonát elég erős ahhoz, hogy kiváltsa az üveget, és felülmúlja a legmerevebb műanyagokat az ütéseknél
A polikarbonát nagyjából 250-szer jobban képes elnyelni az ütési energiát, mint a normál üveg, és körülbelül 30-szor jobban, mint az azonos vastagságú akril, ezért ez az anyag a lázadó pajzsok, a gépvédők és a golyóálló üvegezési rétegek mögött. Mint egy műszaki műanyag , szakítószilárdsága jellemzően 55 és 75 MPa között van, hajlítószilárdsága 90 és 100 MPa közelébe esik, hornyolt Izod ütésállósága pedig meghaladhatja a 800 J/m-t módosítatlan minőségekben. A merevség és a szívósság kombinációja szokatlan: a legtöbb merev műanyagnak fel kell cserélnie az egyiket a másikra, de a polikarbonát mindkettőt egyszerre tartja.
Nem csak a nyers számok teszik érdemessé ezt az anyagot egy mélyreható műszaki pillantásra, hanem az, hogy mennyire következetesen kitartanak a hőmérséklet-ingadozások, a kültéri expozíció és az ismétlődő becsapódások során. A fagyasztóajtóban, a gyári padlón lévő gépvédőben és a felülvilágító panelben egy-egy minőségű módosítatlan polikarbonát szolgálhat, a szilárdsági profil minden esetben alig mozdul el. Nagyon kevés műanyag és kevés bármilyen anyag kínálja ezt a fajta választékot anélkül, hogy minden munkához más összetételre lenne szükség. Az alábbi szakaszok pontosan lebontják, honnan származnak ezek a számok, és hogyan viszonyul a polikarbonát egymáshoz poliamid , ABS, akril és üveg, hogyan változtatják meg a gyártási döntések a fröccsöntött vagy extrudált alkatrészek végső szilárdságát, és milyen tervezési részletek választják el az évekig tartó visszaéléseket túlélő polikarbonát alkatrészt az első szezonban megrepedőtől.
Miért viselkedik úgy, ahogyan a polikarbonát molekuláris szinten?
A polikarbonát szívósságát hosszú, amorf polimerláncokból nyeri, amelyeket karbonátcsoportok kapcsolnak össze, és közöttük terjedelmes biszfenolgyűrűk helyezkednek el. Ezek a gyűrűk korlátozzák a gerinc mentén történő forgást, így ahelyett, hogy a lánc hirtelen terhelés hatására tisztán elpattanna, az anyag helyben enged és nyúlik, így az ütközési energiát egy szélesebb zónára terjeszti, mielőtt bármilyen repedés képződne. A mérnökök ezt úgy írják le, mint a nagyfokú alakíthatóságot, amely magas üvegesedési hőmérséklettel, nagyjából 147 Celsius-fokkal párosul, ezért a polikarbonát a környezeti feltételek széles skálájában szívós marad, nem pedig hideg időben törékennyé válik, ahogyan azt sok más műanyag alapanyag teszi.
A polimer amorf természete magyarázza optikai tisztaságát is. Mivel a láncok nem pakolódnak rendezett kristályos tartományokba, a fény nagyon kis szóródással halad át, így a polikarbonát az üveghez hasonlóan közel 90 százalékos fényáteresztési értéket ad. Ez az a ritka eset, amikor egy szerkezeti tulajdonság, a lánc merevsége és egy optikai tulajdonság, az átlátszóság, mindkettő ugyanarra a molekuláris okra vezethető vissza.
Miben különbözik ez a kristályos műanyagoktól, például a poliamidtól
poliamid , közismertebb nevén nylon, inkább részben kristályos, mint teljesen amorf. Rendezett tartományai kiváló kopásállóságot, alacsony súrlódást és erős kifáradási teljesítményt biztosítanak ismételt hajlítás esetén, de ugyanez a kristályos szerkezet érzékenyebbé teszi a bevágásokra és a hirtelen ütési terhelésekre, különösen száraz körülmények között, mielőtt felszívná a környezeti nedvességet. A polikarbonát nem függ a nedvességtartalomtól ahhoz, hogy szilárd maradjon, ami sokkal kiszámíthatóbbá és következetesebbé teszi az ütési viselkedést egyik tételről a másikra.
A molekulatömeg szerepe
Magán a polikarbonáton belül a molekulatömeg közvetlen hatással van a szilárdságra. A nagyobb molekulatömegű termékek jobban ellenállnak a repedések terjedésének, és tovább tartanak ismételt igénybevétel esetén, de viszkózusabbak is a feldolgozás során, és magasabb olvadási hőmérsékletet igényelnek. A gyártók ezt az alkatrésznek megfelelő molekulatömeg-tartomány kiválasztásával ellensúlyozzák: a vékony, összetett alkatrészek gyakran alacsonyabb molekulatömegű osztályokat használnak a könnyebb folyás érdekében, míg a vastag szerkezeti részek a nagyobb molekulatömeget részesítik előnyben a maximális szívósság érdekében.
Ütésszilárdság más gyakori anyagokhoz képest
A legegyértelműbb módja annak, hogy megválaszolja, mennyire erős a polikarbonát valójában, az egymás melletti ütközési adatokból származik. Az alábbi táblázat felsorolja a tipikus hornyolt Izod ütőszilárdságot, egy szabványos laboratóriumi tesztet, ahol az inga nekiütközik egy hornyolt mintának, és megméri, hogy mennyi energiát nyel el, mielőtt eltörik.
| Anyag | Hornyolt Izod-ütés (J/m) | Relatív szívósság |
|---|---|---|
| Polikarbonát (módosítatlan) | 640 és 960 között | Nagyon magas |
| poliamid 6 (dry) | 50-től 110-ig | Mérsékelt |
| ABS | 200-400 között | Magas |
| akril (PMMA) | 16-32 között | Alacsony |
| Lágyított üveg | 2-től 4-ig | Nagyon alacsony |
Az akrilt gyakran a polikarbonát könnyű alternatívájaként forgalmazzák, mivel olcsóbb és könnyebben polírozható, de a táblázatból kiderül, hogy ez a helyettesítés miért sikertelen minden olyan alkalmazásnál, amely sokkoló terhelést, ütést vagy ismételt igénybevételt jelent. A polikarbonát nagy különbséggel nyeri ezt az összehasonlítást, pontosan ezért uralja az olyan kategóriákat, mint a biztonsági szemüveglencsék, a járműfényszórók és a tömegoszlató berendezések. Még az ABS-szel, a szívósságáról már ismert műanyaggal szemben is a polikarbonát egyértelműen vezet, ha az alkatrésznek valódi ütközést kell túlélnie, nem pedig rutinszerű kezelést.
Érdemes megjegyezni, hogy ezek a számok egyetlen éles hatást írnak le laboratóriumi körülmények között. A valódi alkatrészek gyakran ismétlődő, alacsony energiájú behatásokkal szembesülnek, nem pedig egyetlen drámai eseménynek, és itt a polikarbonát fáradási viselkedése jó, de nem korlátlan. A feszültségi pont közelében végzett ismételt hajlítás végül még egy ilyen szívós anyagban is repedést okozhat, ezért az alkatrész geometriája ugyanolyan fontos, mint az alapgyanta, erről a pontról a cikkben bővebben olvashat.
Szakító-, hajlító- és nyomószilárdsági számok, amelyeket ismernie kell
Az ütésállóság csak egy részét meséli el a történetnek. Az anyagnak állandó terhelés mellett is meg kell tartania alakját, ellenállnia kell a hajlításnak, és összenyomódás nélkül kell felvennie a nyomást. Itt kerül a polikarbonát a három ingatlanra, amelyet leggyakrabban ellenőriznek a mérnökök.
| Tulajdonság | Tipikus tartomány | Teszt alapja |
|---|---|---|
| Szakítószilárdság | 55-75 MPa | Meghibásodásig húzva, ASTM D638 módszer |
| Hajlítószilárdság | 90-100 MPa | Hárompontos hajlítási teszt, ASTM D790 módszer |
| Nyomószilárdság | 80-86 MPa | Axiális terhelés a folyásig, ASTM D695 módszer |
| Szakadási nyúlás | 80-150 százalék | Ugyanaz a húzóerő, mint fent |
| Hajlítási modulus | 2300-2400 MPa | Merevség hajlítási terhelés alatt |
| Rockwell keménység | M70-től M75-ig | Felületi benyomódás elleni ellenállás |
Ez a nyúlási érték többet számít, mint azt az emberek várják. Egy merev műanyag, amely 80-150 százalékot tud megnyúlni, mielőtt eltörne, semmilyen definíció szerint nem rideg; ez az oka annak, hogy a polikarbonát alkatrészek túlterhelés hatására meghajlanak és deformálódnak, nem pedig éles darabokra törnek, ami valódi biztonsági előnyt jelent a gépek védelmében és a védőkorlátokban. Hasonlítsa össze ezt a nyúlási számot az akriléval, amely általában csak 2-5 százalékos nyújtás után törik, és a gyakorlati különbség a leejtés vagy ütközés forgatókönyve között még laboratóriumi vizsgálat nélkül is nyilvánvalóvá válik.
A hajlítási modulus ábráját is érdemes figyelmesen elolvasni. Az üvegszállal megerősített nylonnál alacsonyabb modulus azt jelenti, hogy a polikarbonát adott terhelés alatt könnyebben hajlik, mielőtt ellenállna a további hajlításnak. Ez a rugalmasság általában előnyt jelent becsapódási forgatókönyveknél, mivel a hajlítható alkatrész olyan energiát nyel el, amelyet egy merevebb, ridegebb résznek teljes mértékben ellenállnia kellene a belső feszültség miatt, de ez felelősséggé válik azokban az alkatrészekben, amelyeknek állandó terhelés mellett tökéletesen laposnak vagy merevnek kell maradniuk, mint például bizonyos szerkezeti tartókonzolok.
Hogyan változtatja meg a falvastagság és az alkatrészgeometria a tényleges szilárdságot
Az adatlapok számai szabványos, általában néhány milliméter vastagságú tesztsávból származnak. A valódi alkatrészek ritkán egyeznek meg pontosan ezzel a geometriával, és a vastagság nem mindig intuitív módon változtatja meg az erősséget. A vastagabb rész nem automatikusan szívósabb az ütésekkel szemben; ez attól függ, hogyan alkalmazzák a terhelést és hol koncentrálódik a feszültség.
| Lapvastagság | Tipikus használati eset | Behatási viselkedés |
|---|---|---|
| 1,5-3 mm | Gépvédő ablakok, táblák | Terhelés alatt hajlékony, ellenáll a repedésnek |
| 3-6 mm | Általános üvegezés, előtetők | Kiegyensúlyozott merevség és ütéselnyelés |
| 9-12 mm | Biztonsági üvegezés, zárablakok | Magas resistance to forced entry attempts |
| 20 mm és nagyobb, laminált | Ballisztikai besorolású üvegezési rendszerek | Több réteg elnyeli a nagy energiájú hatást |
A sík lapon túl a fröccsöntött részek egy másik változót is bevezetnek: az éles belső sarkot. A bevágás, a falvastagság hirtelen változása vagy egy éles belső sarok feszültségkoncentrátorként működik, vagyis a helyi feszültség ezen a ponton többszöröse lehet az alkatrész átlagos feszültségének. Ez az oka annak, hogy egy éles, 90 fokos belső sarkú polikarbonát tartó olyan terhelés hatására megrepedhet, amelyet egy azonos, nagy sugarú konzol probléma nélkül túlél. A tervezők általában a falvastagság legalább 0,5-szeresének megfelelő belső sugarat határoznak meg, ideális esetben pedig közelebb a 0,75-szereshez, hogy a feszültségkoncentrációt biztonságos tartományon belül tartsák.
Hat tényező, amely megváltoztatja a polikarbonát valódi szilárdságát egy kész alkatrészen
Az adatlapszámok egy labormintát írnak le, nem feltétlenül a padon ülő részt. Ezek a változók jelentősen felfelé vagy lefelé mozgatják a tényleges erősséget, néha nagy különbséggel.
- Falvastagság és bevágások: Az éles belső sarok koncentrálja a feszültséget, és a hatékony ütési szilárdságot felére vagy még többre csökkentheti, ezért a fröccsöntött alkatrészeknek nagy sugarakra van szükségük.
- UV expozíció: A védetlen polikarbonát sárgul és elveszíti felületi szívósságát hosszan tartó napozás után; Az UV-stabilizált vagy bevont minőségek évekig megőrzik tulajdonságaikat a szabadban.
- Hőmérséklet: A szilárdság mínusz 40 és 120 Celsius fok között jól bírja, de a teljesítmény meredeken csökken, amint a hőmérséklet megközelíti a 147 Celsius-fok körüli üvegesedési pontot.
- Kémiai expozíció: Bizonyos oldószerek, erős lúgok és egyes tisztítószerek feszültségrepedést okoznak a polikarbonátban, jóval a névleges mechanikai határértékek alatt.
- Feldolgozás minősége: A formázás előtti gyenge szárítás felfogja a nedvességet, ami lebontja a polimer láncokat a feldolgozás során, és csendesen csökkenti az ütési szilárdságot a kész alkatrészben.
- Maradék feszültség formázásból: A gyors lehűlés vagy az egyenetlen falvastagság a gyártás során feszültséget zárhat az alkatrészbe, így később még külső bevágás nélkül is hajlamosabb lesz a repedésre.
Hogyan változtatja meg a gyártási módszer az utolsó rész szilárdságát
A polikarbonát egy maroknyi közös eljárással éri el kész formáját, és mindegyik más-más ujjlenyomatot hagy az alkatrész szilárdságán.
Fröccsöntés
A fröccsöntés az összetett, háromdimenziós alkatrészek, például a házak és a konzolok szabványos módja. Az olvadáspont, a formahőmérséklet és a hűtési sebesség mind befolyásolja, hogy a maradék feszültség mennyit zár be az alkatrészbe. Az olvadékhoz képest túl hideg öntőforma a polimer egyenetlen megfagyását okozza, belső feszültséget hozva létre, amely csökkentheti az ütésállóságot a kapu és a hegesztési vonalak területén, még akkor is, ha az ömlesztett anyag jól tesztelhető laboratóriumi rúdon.
Extrudálás lapokhoz és profilokhoz
A síklemezeket, a többfalú paneleket és a szerkezeti profilokat jellemzően extrudálják, ez egy folyamatos eljárás, amely során az olvadt polikarbonátot egy formázott szerszámon keresztül húzzák át. Az extrudált lap hajlamos egyenletesebb molekuláris orientációval rendelkezni a lap hossza mentén, mint annak mentén, ezért egyes lemeztermékek kissé eltérő ütési viselkedést mutatnak attól függően, hogy a terhelés milyen irányban történik az extrudálási irányhoz képest.
Hőformázás
A lemez újramelegíthető és ívelt formákká formálható, például gépvédő kupolák vagy járműtetők. Ez az újramelegítési ciklus enyhén csökkentheti a molekulatömeget, ha a hőmérséklet túl magas vagy túl hosszú, ezért a hőformázás hőmérséklet-szabályozása közvetlen, mérhető hatással van a formázott alkatrész végső ütőszilárdságára az eredeti síklemezhez képest.
Adalékok, amelyek megnövelik a polikarbonát teljesítményét az alapgyantán túl
A módosítatlan polikarbonát ritkán jut el a végfelhasználóhoz valamilyen adalékcsomag nélkül. Az alábbi táblázat a leggyakoribb kategóriákat és az egyes változtatásokat tartalmazza.
| Adalékanyag típusa | Elsődleges előny | Erőcsere |
|---|---|---|
| UV stabilizátor | Szabadban lassítja a sárgulást és a felületromlást | Minimális hatás az ömlesztett mechanikai tulajdonságokra |
| Égésgátló csomag | Javítja az elektromos házak tűzállóságát | Kissé csökkentheti az ütési szilárdságot |
| Üvegszál erősítés | Élesen növeli a szakítószilárdságot és a merevséget | Csökkenti az ütésállóságot és eltávolítja a tisztaságot |
| Hatásmódosító | Növeli az alacsony hőmérsékletű ütési teljesítményt | Kissé csökkentheti a hőállóságot |
| Formaleválasztó szer | Javítja az alkatrész kilökődését fröccsöntés közben | Helyes adagolás esetén elhanyagolható |
Az általános minta ezen a táblázaton egy ismerős mérnöki kompromisszum: az olyan adalékanyagok, amelyek megoldanak egy problémát, legyen az a tűzállóság, az UV-stabilitás vagy a merevség, szinte mindig egy kis ütésállóságba kerülnek valahol máshol. A megfelelő adalékcsomag kiválasztása azt jelenti, hogy a kompromisszumot az alkatrész tényleges meghibásodási módjához kell igazítani, nem csak egyetlen főcímtulajdonság üldözését.
Polikarbonát versus poliamid: a megfelelő műszaki műanyag kiválasztása
Polikarbonát és poliamid állandóan összehasonlíthatók, mert mindkettő a műszaki műanyagok közepes és nagy teljesítményű szintjén helyezkedik el, mégis különböző problémákat old meg. Az alábbi táblázat azokat a tulajdonságokat sorolja fel, amelyek általában eldöntik, hogy melyiket kell megadni.
| Tulajdonság | Polikarbonát | poliamid (Nylon 6/6) |
|---|---|---|
| Ütésállóság | Kiváló, nagy rugalmasság | Jó, nedvesség függő |
| Kopás és súrlódás | Átlagos | Kiváló, alacsony súrlódású felület |
| Optikai tisztaság | Természetesen átlátszó | Átlátszatlan |
| Nedvesség érzékenység | Alacsony | Magas, absorbs up to 8 percent by weight |
| Fáradtságállóság | Mérsékelt ciklikus terhelés mellett jó | Kiváló folyamatos hajlítás mellett |
| Legjobb illeszkedés | Üvegezés, lencsék, védőburkolatok | Fogaskerekek, perselyek, csúszó alkatrészek |
Ha az alkatrésznek tisztának kell maradnia, erősen kopogtatnia kell, és ellenállnia kell az összetörésnek, a polikarbonát az erősebb választás. Ha az alkatrész egy másik felülethez csúszik, forog egy tengelyen, vagy kis súrlódásra van szüksége terhelés alatt, akkor általában a poliamid nyer, annak ellenére, hogy a nyers ütésszáma alacsonyabb. Egyes kialakítások valójában mindkettőt használják: polikarbonát ház, amelyen belül poliamid perselyek vagy fogaskerekek vannak párosítva, így minden anyag elvégzi azt a munkát, amelyre természetesen alkalmas, ahelyett, hogy egy műanyagot kényszerítenének minden funkció fedezésére.
A megerősített és módosított fokozatok növelik az erőszámokat
Üvegszál erősítés
10-30 százalék üvegszál hozzáadása a polikarbonáthoz a szakítószilárdságot a 100-140 MPa tartományba emeli, és jelentősen növeli a merevséget, bár csökkenti az ütésállóságot és eltávolítja az optikai tisztaságot. Ez a kereskedelem gyakori a szerkezeti konzolok, az elektromos házak és az autóipari alkatrészek esetében, amelyeknek nagyobb szükségük van a merevségre, mint az ütéselnyelésre. A nagyobb, akár 30 vagy 40 százalékos szálterhelés tovább növeli a szakítószilárdságot, de törékennyé és hajlamosabbá teszi az alkatrészt a deformálódásra, ha a hűtést nem ellenőrzik gondosan az öntés során.
Polikarbonát és Polyamide Alloys
A polikarbonát poliamiddal vagy ABS-sel való keverése egyesíti a polikarbonát ütőszilárdságát a második polimer vegyszerállóságával vagy folyási jellemzőivel. A PC/ABS keverékeket például széles körben használják autók belső paneljeiben és elektronikai házakban, mert könnyebben penészednek, mint a tiszta polikarbonát, miközben megőrzik szívósságuk nagy részét. A PC/poliamid ötvözetek egy lépéssel tovább mennek azzal a céllal, hogy a polikarbonát ütésállóságát a poliamid vegyszer- és üzemanyagállóságával egyesítsék a motorháztető alatti autóalkatrészek esetében.
Többfalú és laminált lemez
Üvegezési és tetőfedő alkalmazásoknál a többfalú polikarbonát lemez megköti a levegőt a bordás rétegek között, ami szigetelési értéket ad, és szélesebb felületen osztja el az ütési terhelést, hatékonyan növelve a panel gyakorlati szilárdságát az alapgyanta megváltoztatása nélkül. A több szilárd réteget összekapcsoló laminált lemez ezt továbbviszi azáltal, hogy lehetővé teszi, hogy az egyes rétegek egymástól függetlenül nyeljék el az ütés egy részét, ami a nagyobb biztonságú és ballisztikus besorolású üvegezések alapelve.
Lángálló fokozatok
Az elektromos és készülékházak gyakran égésgátló polikarbonát minőséget írnak elő. Ezek a készítmények megfelelnek a szigorú tűzállósági céloknak, miközben megőrzik az alapgyanta ütésállóságának nagy részét, bár a pontos mechanikai értékek kissé eltolódnak attól függően, hogy a szállító melyik égésgátló kémiát alkalmazza.
Vegyi és környezeti ellenálló képesség: ahol az erő korán tönkremehet
A mechanikai szilárdsági számok vegyi hatástól mentes alkatrészt feltételeznek. A polikarbonát általában ellenáll a híg savaknak, sok sóval és a mindennapi tisztítóvízzel szemben, de vannak jól ismert gyenge pontjai, amelyek miatt a szilárdság jóval a névleges mechanikai határértéke alatt romlik.
- Aromás és klórozott oldószerek: Bizonyos tisztítószerekben vagy festékekben használt oldószerekkel való érintkezés órákon belül feszültségrepedést okozhat, még külső terhelés nélkül is.
- Erős lúgok: Az erős lúgos oldatoknak való hosszan tartó expozíció fokozatosan lebontja a polimer karbonátkötéseit, és idővel csökkenti a szilárdságot.
- Ammónia alapú tisztítószerek: Ezek gyakori okai a nem megfelelő termékekkel tisztított polikarbonát gépvédők váratlan repedésének.
- Forró víz és gőz: A durván 60 Celsius-fok feletti ismételt expozíció felgyorsítja a hidrolízist, a polimerlánc lassú kémiai lebomlását, amely hónapok vagy évek alatt csökkenti a szívósságot.
- Kombinált stressz és vegyi expozíció: A mechanikai igénybevételnek kitett alkatrész sokkal sebezhetőbb a vegyi hatásokkal szemben, mint ugyanaz a rész nyugalmi állapotban, ezért a feszültség alatt álló rögzítési pontok gyakran először megrepednek.
Ezt érdemes megjegyezni azoknak, akik gyártási környezetben polikarbonát alkatrészek tisztítási eljárásait írják elő: a nem megfelelő tisztítószerrel néhány hét alatt meg lehet semmisíteni az egyébként kiváló mechanikai teljesítményt.
Gyakorlati tervezési irányelvek a polikarbonát szilárdságának maximalizálásához
A fenti szilárdsági számok egyike sem számít sokat, ha az alkatrész kialakítása ellenkezik. Ezek az irányelvek a polikarbonát alkatrészeket igényes környezetre tervező mérnökök körében bevett gyakorlatot tükrözik.
- A falvastagság lehetőleg egyenletes legyen; a hirtelen vastagságváltozások belső feszültséget hoznak létre a hűtés során, ami gyengíti az alkatrészt, mielőtt valódi terhelést észlelne.
- Használjon nagy belső sugarakat, ideális esetben a falvastagság legalább 0,5-szeresét minden belső sarokban, hogy elkerülje a feszültségkoncentrációt.
- A kapukat és hegesztési vezetékeket távolítsa el a nagy igénybevételnek kitett zónáktól, mivel ezek a területek természetesen gyengébbek, mint a környező anyag.
- Kerülje el a közvetlenül polikarbonátba vágott éles szálakat; Használjon öntött kiemelkedéseket vagy betéteket helyette a rögzítési terhek nagyobb területre való szétosztásához.
- Határozzon meg UV-stabilizált minőséget minden olyan alkatrészhez, ahol jelentős kültéri expozíció van, mivel az UV-sugárzás miatti szilárdságvesztés az egyik leggyakoribb terepi hiba.
- Mielőtt elkötelezné magát a tervezés mellett, ellenőrizze a kémiai kompatibilitást minden olyan tisztítószerrel, ragasztóval vagy bevonattal, amely érintkezik az alkatrészrel.
Hol használják ki a polikarbonát szilárdságát
A fent tárgyalt tulajdonságok nem elvont laboratóriumi érdekességek; közvetlenül leképeznek bizonyos iparágakra, amelyek a polikarbonát szívósság, tisztaság és feldolgozhatóság sajátos egyensúlyától függenek.
- Gépvédő és biztonsági burkolatok ipari berendezéseken, ahol a hirtelen szerszámhiba nem juttathatja ki a szilánkokat.
- Rohampajzsok és ablaküvegek biztonsági járművekhez, az átlátszóság és az ütéselnyelés egyensúlya érdekében.
- Gépjármű-fényszórólencsék, amelyeknek túl kell élniük a kőbecsapódásokat autópályán, miközben optikailag tiszták maradnak.
- Elektromos szerszámházak és elektronikus házak, ahol a napi kezelés során az esésállóság alapvető követelmény.
- Üvegház- és tetőablak panelek, többfalú lemezzel, hogy ellenálljanak a jégesőnek és a szél által fújt törmeléknek a hosszú kültéri élettartam során.
- Orvosi eszközök házai, ahol a klinikai körülmények között véletlenül leeső cseppek nem repeszthetik meg a burkolatot.
- Sportfelszerelések, például sisakvédők és szemvédők, ahol az ütközési energiának szét kell oszlani, nem pedig a viselőjére kell átadnia.
- Értékesítési pontok és kiskereskedelmi kijelzők, amelyeknek túl kell élniük az ismételt kezelést nagy forgalmú nyilvános helyeken.
Az erő és a költségek kiegyensúlyozása az anyagválasztás során
Az erősség ritkán az egyetlen változó a valódi vásárlási döntésben. A polikarbonát kilogrammonként általában többe kerül, mint az olyan ipari műanyagok, mint az ABS vagy a polisztirol, és a megerősített vagy speciális minőségek ismét többe kerülnek. A legtöbb vásárló számára nem az a gyakorlati kérdés, hogy melyik anyag a legerősebb elkülönítve, hanem az, hogy melyik anyag biztosítja azt a szilárdságot, amelyre az alkalmazásnak ténylegesen szüksége van a legalacsonyabb összköltséggel, beleértve a feldolgozást és a befejezést is.
Azoknál az alkalmazásoknál, ahol az ütésállóság a döntő tényező, mint például a gépvédő, amely időnként beüti a kósza szerszámot, könnyen indokolható a polikarbonát prémium megfizetése akril vagy üveg helyett, mert egyetlen helyszíni meghibásodás, cserealkatrész és leállási esemény gyakran többe kerül, mint az anyagár-különbség a teljes gyártási sorozatban. Azoknál az alkalmazásoknál, ahol ehelyett a kopásállóság vagy a vegyi expozíció dominál, többletköltés polikarbonátra, amikor a poliamid ugyanolyan jól vagy jobban teljesít, elpazarolt prémium. Az anyag és a tényleges meghibásodási mód összeegyeztetése, amellyel az alkatrész valószínűleg szembesül, az a különbség a jól megtervezett döntés és az adatlapon szereplő legkeményebbnek hangzó anyag egyszerű elmulasztása között.
Gyakran ismételt kérdések a polikarbonát szilárdságáról
A polikarbonát erősebb, mint az acél?
Nem. Az acélnak sokkal nagyobb a szakítószilárdsága és a folyáshatár a szerkezeti szakaszokban használt anyagok tömegére vonatkoztatva. A polikarbonát előnye az ütésállóság a könnyű súlyához és az átlátszóságához képest, nem pedig a nyers szerkezeti szilárdság, ezért a teherhordó keretekben inkább az üveget és az akrilt helyettesíti, mint a fémet.
Megállíthatja a polikarbonát a golyót?
A gyakran több vastag rétegben felépített laminált polikarbonát lemezt golyóálló üvegezésben használják bizonyos alacsonyabb fenyegetettségi osztályok esetén, de egyetlen szabványos polikarbonát lap önmagában nem golyóálló. A ballisztikus besorolású termékek külön laminálási és vastagsági előírásokon mennek keresztül, amelyek különböznek az általános célú lemezektől.
A polikarbonát idővel gyengül a szabadban?
Igen, a védetlen polikarbonát fokozatosan sárgul, és veszít felületi szívósságából tartós UV-sugárzás hatására. A kültéri használatra szánt lemeztermékek egyik oldalán jellemzően UV-álló bevonat található, amely az éghajlattól és a bevonat minőségétől függően akár egy évtizedre vagy többre is meghosszabbítja az élettartamot.
Miért karcolódik könnyebben a polikarbonát, mint az üveg?
Felületi keménysége kisebb, mint az üvegeké, annak ellenére, hogy ütésállósága drámaian nagyobb. A gyártók ezt a lencsék, szemüvegek és optikai alkatrészek kemény bevonatával oldják meg, kis mennyiségű nyers szívóssággal kereskednek a karcállóságért, ahol a vizuális tisztaság a legfontosabb.
A poliamid valaha is jobb helyettesíti a polikarbonátot?
Azokban az alkatrészekben, amelyeknek csúszniuk, elforgatniuk vagy kopásnak kell ellenállniuk, nem pedig elnyelni az ütéseket, a poliamid általában jobban teljesít, mint a polikarbonát, az alacsonyabb ütési szám ellenére. A helyes választás attól függ, hogy az alkatrész fő feladata az ütési szilárdság, vagy a súrlódás és az ismétlődő mozgás által okozott tartósság.
Milyen vastagnak kell lennie a polikarbonát lemeznek az ütésvédelemhez?
Az általános üvegezési alkalmazások általában 3-6 milliméteres lapot használnak, a biztonsági alkalmazások 9-12 milliméterig terjednek, és a ballisztikus besorolású laminált szerkezetek együttes vastagsága meghaladhatja a 20 millimétert. A vastagságigények közvetlenül arányosak az ütési energiával, amelyet az alkalmazás várhatóan ellenáll.
Az üvegszál hozzáadása mindig erősebbé teszi a polikarbonátot?
Attól függ, hogy milyen erősség számít. Az üvegszál-erősítés jelentősen növeli a szakítószilárdságot és a merevséget, de csökkenti az ütésállóságot és eltávolítja az átlátszóságot, így megerősíti az alkatrészt az állandó terhelésekkel szemben, miközben ridegebbé teszi a hirtelen ütésekkel szemben.
Megrepedhet a polikarbonát látható ütés nélkül?
Igen, ez jellemzően a kémiai expozíció okozta feszültségrepedés és az alkatrész meglévő mechanikai igénybevétele által okozott feszültségrepedés, vagy az ismétlődő forró víz vagy gőz hatásának lassú hidrolízise miatt következik be. Mindkét mechanizmus fokozatosan gyengíti az anyagot, nem pedig egyetlen drámai esemény révén.
Mi a gyakorlati hőmérséklet-tartomány a polikarbonát szilárdságához?
A polikarbonát jó mechanikai tulajdonságokat tart fenn mínusz 40 Celsius foktól nagyjából 120 Celsius fokig folyamatos használat esetén. E tartomány feletti rövid távú expozíció lehetséges, de a tartós használat a körülbelül 147 Celsius fokos üvegesedési pont közelében a merevség és a szilárdság meredek csökkenését okozza.
Mob: +86-15867822829
Tel: +86-0574-62538663
Fax: +86-0574-62530664
E-mail: 
Kövessen minket
Otthon
