素材を知る:ポリカーボネート (PC)

20 世紀半ばに開発されて以来、ポリカーボネート (PC) は製造業でますます人気のある材料になっています。現在、世界中で毎年約 270 万トンのポリカーボネートが生産されています。何年にもわたって、さまざまな企業がポリカーボネートのさまざまな処方を作成してきたため、いくつかの業界グレードのポリカーボネートから選択できます.フォームによっては、ガラス繊維で補強されているものもあれば、長期の日光暴露から保護するための紫外線安定剤などの添加物が含まれているものもあります。

強力で用途の広いこのアモルファス熱可塑性樹脂は、熱、衝撃、および多くの化学薬品に耐性があります。そのため、ポリカーボネートは頑丈であったり、繰り返し滅菌する必要のあるコンポーネントに最適で、自動車産業や医療産業でよく使用されます。

ポリカーボネートの製造方法

ポリカーボネートの製造方法は各社で若干異なりますが、従来、ポリカーボネート材料は、ビスフェノール A と塩化カルボニルの縮重合によって作成されてきました。しかし、塩化カルボニルは非常に有毒であるため、多くの企業が代わりに炭酸ジフェニルを使用し始めています.

塩化カルボニルまたはジフェニルカーボネートのどちらを使用するかに関係なく、水酸化ナトリウム中のビスフェノール A 溶液が必要であり、有機溶媒中のカルボニルクロリドまたはジフェニルカーボネート溶液と混合して、重合を行うことができます。ポリカーボネートが形成されると、最初は液体の状態になります。溶液を蒸発させて顆粒を形成するか、エタノールを導入して固体ポリマーを沈殿させる必要があります。

作成されると、ポリカーボネートは多くの場合、ロッド、シリンダー、またはシートで販売され、さまざまな製造プロセスで使用できます。ポリカーボネートは、熱成形、押出成形、およびブロー成形と互換性がありますが、射出成形で最もよく使用されます。結局、ポリカーボネートは熱可塑性樹脂であるため、燃焼や大幅な劣化なしに溶融、冷却、再加熱できるため、理想的な射出成形材料になります。

ポリカーボネートは非常に粘性が高いため、射出成形では高温で処理し、高圧で金型に射出する必要があります。樹脂温度は 280°C ～ 320°C、金型温度は 80°C ～ 100°C にする必要があります。ただし、これらの数値は、使用するポリカーボネートのグレードによって異なります。たとえば、高熱ポリカーボネートでは、310°C ～ 340°C の溶融温度と 100°C ～ 150°C の金型温度が必要ですが、PC-ABS (ポリカーボネート/アクリロニトリル ブタジエン スチレン) ブレンドの溶融温度のみが必要です。 240°C から 280°C の間である必要があり、その金型温度は最低 70°C から最高 100°C まで下がる可能性があります。

ポリカーボネート素材の特性と機械的仕様

ポリカーボネートにはいくつかのグレードがあり、それぞれ独自の分子量、構造、および特性を持っていますが、すべてのポリカーボネートにはいくつかの共通点があります。

一つには、それらは靭性と高い耐衝撃性で知られています。その結果、ポリカーボネートは、信頼性と高性能を必要とする用途によく使用されます。

ポリカーボネートは靭性と強度にも関わらず軽量であるため、設計の可能性が広がり、他の材料に比べて比較的簡単に設置できます。

ポリカーボネートは、熱や炎にも非常に耐性があります。ポリカーボネートは 140°C までの温度で靭性を維持できます。つまり、ポリカーボネート部品は繰り返しの滅菌に耐えることができます。ポリカーボネートは、90% を超える光透過率と、希酸、油、グリース、脂肪族炭化水素、およびアルコールに対する優れた耐薬品性も備えています。

ポリカーボネートの特性は分子量と構造に依存するため、各材料はわずかに異なります。何が期待できるかを理解するために、いくつかの典型的な主な特徴と仕様を以下に示します:

• 比重:1.21
• 溶融温度:295～315°C
• 金型温度:70～95°C
• 熱変形温度:0.45 MPa で 137°C
• 引張強度:61 MPa
• 曲げ強度:90 MPa
• 収縮率:0.5 – 0.7%
• ロックウェル硬度:118R

ご覧のとおり、ポリカーボネートの製造には多くのメリットがあります。ただし、プロジェクトにこの素材を選択する前に、知っておくべきことがいくつかあります。たとえば、その機械的特性は、60°C を超える水に長時間さらされると劣化する可能性があります。また、ポリカーボネートは傷がつきやすく、他の多くの材料よりも製造コストが高く、希釈アルカリや芳香族およびハロゲン化炭化水素に対して脆弱です。さらに、紫外線安定剤を含まないポリカーボネート配合は、紫外線にさらされると、時間の経過とともに黄色くなることがあります.

日常生活におけるポリカーボネートの一般的な用途

ポリカーボネートの靭性と高い耐衝撃性により、特にヘッドライトや方向指示器レンズなど、透明または半透明である必要があり、頻繁に衝撃を受ける部品に関しては、自動車産業メーカーにとって人気のある材料の選択肢となっています。

医療業界では、ポリカーボネートはインキュベーターから透析装置のハウジングまで、あらゆるものに使用されています。結局のところ、ポリカーボネートは丈夫で、熱に強く、寸法安定性があり、オートクレーブや照射を含む FDA 承認の方法による滅菌に耐えることができます。ポリカーボネートは、血液フィルター、リザーバー、人工肺、および手術器具に使用できます。さらに、ポリカーボネートは透明であるため、医師は血液の監視や輸液の追跡をより簡単に行うことができます。

ポリカーボネートは、ミキサー、ヘアドライヤー、冷蔵庫、電気かみそりなど、多くの家庭用電化製品でも選択される素材です。ポリカーボネートのその他の一般的な用途には、外部照明器具、機械ガード、保護具、防弾ガラス、ヒューズ ボックス、テレビの筐体、屋根、天窓、温室、スーツケース、眼鏡、および哺乳瓶、シッピー カップなどの飲料容器があります。詰め替え可能なウォーターボトル

ポリカーボネートを使ってみる

ポリカーボネートは、さまざまな業界で使用されている強力で耐衝撃性の熱可塑性樹脂です。しかし、市場にはいくつかの異なる種類のポリカーボネートがあり、それぞれに独自の特性があります。 Fast Radius のような経験豊富な製造パートナーと協力することで、ポリカーボネートに不慣れな製品チームや、特定の用途により適した材料で部品や製品を製造しようとしている製品チームにとって、大きな違いが生まれます。ポリカーボネートが次のプロジェクトに適した材料かどうかを知りたいですか?アカウントを作成してパーツ ファイルをアップロードするか、今すぐお問い合わせください。

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