El policarbonat (PC) és un dels termoplàstics d'enginyeria més versàtils que s'utilitzen en lents d'automòbils, electrònica de consum, ulleres i equips de protecció. La seva alta resistència a l'impacte, la claredat òptica i l'estabilitat dimensional el fan ideal per a aplicacions exigents. Tanmateix, un inconvenient ben conegut del PC és la seva baixa duresa superficial, que comporta una baixa resistència a les ratllades i al desgast, especialment en contacte freqüent o en condicions abrasives.
Aleshores, com poden els fabricants millorar la durabilitat de la superfície del PC sense comprometre la seva transparència ni les seves propietats mecàniques? Explorem una sèrie de solucions efectives i tècniques validades per la indústria per superar aquests reptes.
Solució: Combinar millores de processament i modificacions de les propietats superficials amb tecnologies de protecció avançades.
1. Additius a base de silicona: lubricitat interna
La incorporació d'additius de silicona d'alt rendiment, com ara el polidimetilsiloxà (PDMS) o masterbatchs basats en siloxà com el Dow MB50-001, el Wacker GENIOPLAST i el SILIKE Silicone Masterbatch LYSI-413, a les formulacions de policarbonat (PC) pot millorar significativament el rendiment del material. Si s'utilitzen aquests additius a un nivell de càrrega de l'1-3%, es pot reduir eficaçment el coeficient de fricció, cosa que millora tant la resistència a les ratllades com la durabilitat al desgast.
Beneficis principals: Aquests additius de silicona, com a additius i modificadors de processament de PC, no només preserven la claredat òptica del PC, sinó que també augmenten la lubricitat superficial. Això resulta en una reducció notable del dany superficial durant el contacte abrasiu, la qual cosa en última instància condueix a una millora de la longevitat del producte.
Consell pràctic: Per garantir un rendiment òptim, és essencial aconseguir una dispersió adequada mitjançant l'extrusió de doble cargol, que ajuda a evitar la separació de fases i maximitza els beneficis dels additius.
Chengdu SILIKE Technology Co., Ltd és un proveïdor xinès líder deadditius de silicona per a plàstics modificatsL'empresa ofereix solucions innovadores dissenyades per millorar el rendiment i la funcionalitat de diversos materials plàstics. Un dels seus productes destacats és elMasterbatch de silicona SILIKE LYSI-413,una formulació pelletitzada altament eficaç que conté un 25% de polímer de siloxà de pes molecular ultra alt dispers en policarbonat (PC). Aquest additiu a base de silicona és particularment eficaç per a sistemes de resina compatibles amb PC. Millora les propietats de processament i la qualitat de la superfície millorant la fluïdesa de la resina, facilitant l'ompliment i el desemmotllament del motlle, reduint el parell de l'extrusora, disminuint el coeficient de fricció i proporcionant una resistència superior a les marques i l'abrasió. A més, aquest masterbatch a base de siloxà funciona com a additiu antiratllades, cosa que el converteix en una solució excel·lent per augmentar la resistència a les ratllades dels productes de PC i, en última instància, millorar el seu rendiment i durabilitat generals.
2. Recobriments durs curables per UV amb nanotecnologia
Apliqueu recobriments durs orgànics-inorgànics híbrids o basats en siloxà avançat (per exemple, Momentive SilFORT AS4700 o DuraShield de PPG). Aquests recobriments aconsegueixen una duresa de llapis de fins a 7H-9H, millorant significativament la resistència a les ratllades.
Incorporar recobriments curables per UV amb nanopartícules (per exemple, sílice o zircònia) per augmentar encara més la resistència a l'abrasió.
Benefici: Proporciona una barrera protectora contra ratllades, productes químics i degradació UV, ideal per a aplicacions òptiques i d'automoció.
Aplicació: Utilitzeu recobriment per immersió, recobriment per aerosol o recobriment per flux per obtenir un gruix uniforme (5-10 µm).
3. Reforç de nanocompòsits
Afegiu nanofarcits com nanosílice, alúmina o òxid de grafè (0,5-2% en pes) a la matriu de PC. Aquests augmenten la duresa superficial i milloren la resistència al desgast sense afectar significativament la transparència si la mida de les partícules és <40 nm.
Exemple: Els estudis mostren que l'1% de nanosílice en PC pot millorar la resistència a l'abrasió de Taber en un 20-30%.
Consell: utilitzeu compatibilitzants (per exemple, agents d'acoblament de silà) per garantir una dispersió uniforme i evitar l'aglomeració.
4. Mescles de PC per a un rendiment equilibrat
Barregeu PC amb PMMA (10-20%) per millorar la duresa de la superfície o amb PBT per millorar la tenacitat i la resistència al desgast. Aquestes barreges equilibren la resistència a les ratllades amb la resistència a l'impacte inherent del PC.
Exemple: Una barreja de PC/PMMA amb un 15% de PMMA pot augmentar la duresa de la superfície alhora que manté la claredat per a aplicacions de visualització.
Precaució: Optimitzeu les proporcions de barreja per evitar comprometre l'estabilitat tèrmica o la resistència del PC.
5. Tècniques avançades de modificació de superfícies
Tractament amb plasma: Aplicació de deposició química de vapor potenciada per plasma (PECVD) per dipositar recobriments prims i durs com l'oxinitrur de silici (SiOxNy) sobre superfícies de PC. Això millora la resistència a les ratllades i les propietats de desgast.
Texturitzat làser: Crea textures a micro o nanoescala a la superfície del PC per reduir l'àrea de contacte i difuminar les ratllades, millorant la durabilitat estètica.
Benefici: La texturació pot reduir les ratllades visibles fins a un 40% en aplicacions d'alt contacte.
6. Combinacions additives per a la sinergia
Combineu additius de silicona amb altres additius funcionals com ara micropols de PTFE (politetrafluoroetilè) (0,5-1%) per obtenir efectes sinèrgics. El PTFE millora la lubricitat, mentre que la silicona millora la resistència al desgast.
Exemple: Una barreja de masterbatch de silicona al 2% i PTFE al 0,5% pot reduir les taxes de desgast en un 25% en aplicacions lliscants.
7. Condicions de processament optimitzades:
Utilitzeu compostos d'alt cisallament per dispersar uniformement els additius i els farcits. Manteniu les temperatures de processament del PC (260-310 °C) per evitar la degradació.
Emprar tècniques de modelat de precisió (per exemple, modelat per injecció amb motlles polits) per minimitzar els defectes superficials que podrien iniciar ratllades.
Recuit de peces emmotllades a 120-130 °C per alleujar les tensions internes, millorant el rendiment de desgast a llarg termini.
Vigilància de la innovació: recobriments autoreparables i DLC en auge
Les tecnologies emergents com els recobriments autoreparables (basats en la química del poliuretà o del siloxà) i els recobriments de carboni tipus diamant (DLC) ofereixen solucions a prova de futur per a aplicacions de PC ultraduradores i d'alt tacte. Tot i que encara tenen un cost prohibitiu per als productes del mercat massiu, aquestes tecnologies són prometedores en l'electrònica de luxe, l'automoció i l'aeroespacial.
Enfocament recomanat per a un rendiment òptim en termoplàstics d'enginyeria
Per als fabricants que busquen una solució pràctica i escalable per millorar la durabilitat de la superfície del PC, recomanem:
1)Additiu de silicona UHMW al 2% per a la lubricitat interna
2) Revestiment UV a base de siloxà + 1% de nano-sílice per a la duresa de la superfície
3) Microtexturització mitjançant emmotllament làser per ocultar les ratllades
Aquest triple enfocament ofereix un equilibri entre rendibilitat, compatibilitat de processament i rendiment, cosa que el fa ideal per a productes exposats a un ús diari i que requereixen una estètica duradora.
Indústria provada
Segons un informe del 2024 de MarketsandMarkets, es preveu que el mercat mundial de recobriments durs superi els 1.300 milions de dòlars el 2027, impulsat per la creixent demanda de plàstics resistents a les ratllades en pantalles d'automòbils, dispositius mòbils i lents òptiques. Els formuladors i els fabricants de compostos de materials que integren additius multifuncionals i nanofarcits estan ben posicionats per liderar la propera generació de productes duradors basats en PC.
A punt per millorar la resistència als ratllades i al desgast dels teus plàstics d'enginyeria com el PC?
Explora SILIKEadditiu per a plàsticssolucions que milloren el processament i les propietats superficials per satisfer les vostres demandes de durabilitat.
For further information, please visit our website at www.siliketech.com, or contact us at Tel: +86-28-83625089 or via email at amy.wang@silike.cn. we provide solucions eficients per al processament de plàstics.
Data de publicació: 02-07-2025
