Conozca sus materiales:Policarbonato (PC)

Desde su desarrollo a mediados del siglo XX, el policarbonato (PC) ha sido un material cada vez más popular en la fabricación. Hoy en día, alrededor de 2,7 millones de toneladas de policarbonatos se producen cada año en todo el mundo. A lo largo de los años, varias empresas han creado diferentes fórmulas para el policarbonato, por lo que hay varios grados industriales de policarbonato para elegir. Algunas formas tienen más refuerzo de fibra de vidrio, mientras que otras tienen aditivos como estabilizadores ultravioleta para protegerse contra la exposición prolongada al sol.

Fuerte y versátil, este termoplástico amorfo es resistente al calor, los impactos y muchos productos químicos. Como tal, el policarbonato es ideal para componentes que deben ser resistentes o esterilizados repetidamente y, a menudo, se usa en las industrias automotriz y médica.

Cómo se fabrica el policarbonato

Cada empresa fabrica policarbonatos de forma ligeramente diferente, pero los materiales de policarbonato se han creado tradicionalmente mediante la polimerización por condensación de bisfenol A y cloruro de carbonilo. Sin embargo, muchas empresas han comenzado a utilizar carbonato de difenilo porque el cloruro de carbonilo es extremadamente tóxico.

Independientemente de si se usa cloruro de carbonilo o carbonato de difenilo, se requiere una solución de bisfenol A en hidróxido de sodio y luego se mezcla con la solución de cloruro de carbonilo o carbonato de difenilo en un solvente orgánico para que pueda tener lugar la polimerización. Cuando se forma el policarbonato, inicialmente estará en estado líquido. La solución se evaporará para formar gránulos, o será necesario introducir etanol para precipitar el polímero sólido.

Una vez creado, el policarbonato a menudo se vende en barras, cilindros o láminas y se puede usar en varios procesos de fabricación. El policarbonato es compatible con el termoformado, la extrusión y el moldeado por soplado, pero se usa con mayor frecuencia con el moldeo por inyección. Después de todo, como termoplástico, el policarbonato puede fundirse, enfriarse y recalentarse sin quemarse ni degradarse significativamente, lo que lo convierte en un material ideal para moldeo por inyección.

Durante el moldeo por inyección, el policarbonato debe procesarse a alta temperatura e inyectarse en el molde con alta presión porque el policarbonato es bastante viscoso. La temperatura de fusión debe estar entre 280 °C y 320 °C, y la temperatura del molde debe caer entre 80 °C y 100 °C. Sin embargo, esos números pueden variar según el grado de policarbonato que se utilice. Por ejemplo, un policarbonato de alta temperatura requerirá una temperatura de fusión entre 310 °C y 340 °C y una temperatura de molde entre 100 °C y 150 °C, mientras que la temperatura de fusión de una mezcla de PC-ABS (policarbonato/acrilonitrilo butadieno estireno) solo debe estar entre 240 °C y 280 °C y la temperatura del molde puede descender desde 70 °C hasta 100 °C.

Propiedades y especificaciones mecánicas del material de policarbonato

Si bien existen varios grados de policarbonatos, cada uno con su propia masa molecular, estructura y propiedades, todos los policarbonatos tienen algunas cosas en común.

Por un lado, son conocidos por su dureza y alta resistencia al impacto. Como resultado, el policarbonato se usa a menudo para aplicaciones que requieren confiabilidad y alto rendimiento.

A pesar de su dureza y resistencia, los policarbonatos son livianos, lo que permite amplias posibilidades de diseño y una instalación relativamente fácil en comparación con otros materiales.

Los policarbonatos también son muy resistentes al calor y las llamas. Un policarbonato puede mantener su dureza a temperaturas de hasta 140 °C, lo que significa que las piezas de policarbonato pueden soportar esterilizaciones repetidas. Los policarbonatos también tienen tasas de transmisión de luz superiores al 90 % y buena resistencia química contra ácidos diluidos, aceites, grasas, hidrocarburos alifáticos y alcoholes.

Las propiedades de un policarbonato dependen de su masa molecular y estructura, por lo que cada material es ligeramente diferente. Para darle una idea de lo que puede esperar, estas son algunas características y especificaciones clave típicas:

• Gravedad específica:1,21
• Temperatura de fusión:295 – 315 °C
• Temperatura del molde:70 – 95 °C
• Temperatura de deflexión térmica:137 °C a 0,45 MPa
• Resistencia a la tracción:61 MPa
• Resistencia a la flexión:90 MPa
• Tasa de contracción:0,5 - 0,7 %
• Dureza Rockwell:118R

Como puede ver, la fabricación de policarbonato tiene mucho que ofrecer. Sin embargo, hay algunas cosas que querrá tener en cuenta antes de seleccionar este material para un proyecto. Por ejemplo, sus propiedades mecánicas pueden degradarse tras una exposición prolongada al agua a más de 60 °C. El policarbonato también es susceptible de rayarse, es más costoso de fabricar que muchos otros materiales y es vulnerable a los álcalis diluidos y los hidrocarburos aromáticos y halogenados. Además, las formulaciones de policarbonato sin estabilizadores UV a veces pueden amarillear con el tiempo cuando se exponen a los rayos UV.

Usos habituales de los policarbonatos en la vida cotidiana

La dureza y la alta resistencia al impacto del policarbonato lo convierten en un material popular entre los fabricantes de la industria automotriz, particularmente cuando se trata de piezas que deben ser transparentes o translúcidas y que están sujetas a impactos frecuentes, como los faros y las luces direccionales.

En la industria médica, el policarbonato se puede encontrar en todo, desde incubadoras hasta carcasas de máquinas de diálisis. Después de todo, el policarbonato es duro, resistente al calor, dimensionalmente estable y capaz de resistir la esterilización mediante métodos aprobados por la FDA, incluidos los autoclaves y la irradiación. El policarbonato se puede utilizar en filtros de sangre, depósitos y oxigenadores, así como en instrumentos quirúrgicos. Además, dada su transparencia, el policarbonato permite a los médicos controlar la sangre y realizar un seguimiento de la administración de líquidos más fácilmente.

El policarbonato también es un material de elección en muchos electrodomésticos, como batidoras, secadores de pelo, refrigeradores y máquinas de afeitar eléctricas. Otros usos comunes del policarbonato incluyen accesorios de iluminación exterior, protectores de maquinaria, equipos de protección, vidrios a prueba de balas, cajas de fusibles, carcasas de televisores, techos, tragaluces, invernaderos, maletas, anteojos y recipientes para bebidas, como biberones, tazas para sorber y botellas de agua recargables.

Primeros pasos con el policarbonato

El policarbonato es un termoplástico fuerte y resistente a los impactos que se usa en una variedad de industrias. Sin embargo, existen varios tipos diferentes de policarbonato en el mercado, cada uno con sus propias características. Trabajar con un socio de fabricación experimentado como Fast Radius puede marcar la diferencia para los equipos de productos que no están familiarizados con el policarbonato o buscan fabricar piezas y productos con materiales que pueden ser más adecuados para una aplicación específica. ¿Quiere ver si el policarbonato es el material adecuado para su próximo proyecto? Cree una cuenta y cargue sus archivos de piezas o contáctenos hoy para comenzar.

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