Policarbonatul (PC) este unul dintre cele mai versatile materiale termoplastice inginerești utilizate în lentilele auto, electronicele de larg consum, ochelarii și echipamentele de protecție. Rezistența sa ridicată la impact, claritatea optică și stabilitatea dimensională îl fac ideal pentru aplicații solicitante. Cu toate acestea, un dezavantaj binecunoscut al PC-ului este duritatea redusă a suprafeței, ceea ce duce la o rezistență slabă la zgârieturi și uzură - în special în condiții de contact frecvent sau abrazive.
Așadar, cum pot producătorii să îmbunătățească durabilitatea suprafeței PC-ului fără a compromite transparența sau proprietățile mecanice ale acestuia? Să explorăm o gamă de soluții eficiente și tehnici validate în industrie pentru a depăși aceste provocări.
Soluție: Combinați îmbunătățirile de procesare și modificările proprietăților suprafeței cu tehnologii avansate de protecție.
1. Aditivi pe bază de silicon: Lubrifiere internă
Incorporarea aditivilor siliconici de înaltă performanță, cum ar fi polidimetilsiloxanul (PDMS) sau masterbatch-uri pe bază de siloxan, precum Dow MB50-001, Wacker GENIOPLAST și SILIKE Silicone Masterbatch LYSI-413, în formulările de policarbonat (PC) poate îmbunătăți semnificativ performanța materialului. Prin utilizarea acestor aditivi la un nivel de încărcare de 1-3%, puteți reduce eficient coeficientul de frecare, ceea ce îmbunătățește atât rezistența la zgârieturi, cât și durabilitatea la uzură.
Beneficii cheie: Acești aditivi siliconici, ca aditivi și modificatori pentru prelucrarea PC-ului, nu numai că păstrează claritatea optică a PC-ului, dar și sporesc lubrifierea suprafeței. Acest lucru are ca rezultat o reducere remarcabilă a deteriorării suprafeței în timpul contactului abraziv, ceea ce duce în cele din urmă la o longevitate îmbunătățită a produsului.
Sfat practic: Pentru a asigura o performanță optimă, este esențial să se obțină o dispersie adecvată prin extrudare cu șnec dublu, ceea ce ajută la prevenirea separării fazelor și maximizează beneficiile aditivilor.
Chengdu SILIKE Technology Co., Ltd este un furnizor chinez de top deaditivi siliconici pentru materiale plastice modificateCompania oferă soluții inovatoare concepute pentru a îmbunătăți performanța și funcționalitatea diferitelor materiale plastice. Unul dintre produsele lor remarcabile esteMasterbatch siliconic SILIKE LYSI-413,O formulă peletizată extrem de eficientă, care conține 25% polimer siloxan cu greutate moleculară ultra-înaltă dispersat în policarbonat (PC). Acest aditiv pe bază de silicon este deosebit de eficient pentru sistemele de rășină compatibile cu PC. Îmbunătățește proprietățile de procesare și calitatea suprafeței prin creșterea fluidității rășinii, facilitând umplerea și desprinderea matriței, reducând cuplul extruderului, scăzând coeficientul de frecare și oferind o rezistență superioară la uzură și abraziune. În plus, acest masterbatch pe bază de siloxan funcționează ca un aditiv anti-zgârieturi, ceea ce îl face o soluție excelentă pentru creșterea rezistenței la zgârieturi a produselor PC și, în cele din urmă, îmbunătățirea performanței și durabilității lor generale.
2. Acoperiri dure UV-curabile cu nanotehnologie
Aplicați acoperiri dure avansate pe bază de siloxan sau hibride organice-anorganice (de exemplu, Momentive SilFORT AS4700 sau DuraShield de la PPG). Aceste acoperiri ating o duritate de până la 7H-9H, îmbunătățind semnificativ rezistența la zgârieturi.
Încorporarea acoperirilor întăribile cu UV cu nanoparticule (de exemplu, silice sau zirconiu) pentru a spori și mai mult rezistența la abraziune.
Beneficiu: Oferă o barieră protectoare împotriva zgârieturilor, substanțelor chimice și degradării UV, ideală pentru aplicații optice și auto.
Aplicare: Folosiți imersie, pulverizare sau flow-coating pentru o grosime uniformă (5-10 µm).
3. Armare cu nanocompozite
Adăugați nanomateriale de umplutură precum nanosilice, alumină sau oxid de grafen (0,5-2% în greutate) la matricea PC. Acestea cresc duritatea suprafeței și îmbunătățesc rezistența la uzură fără a afecta semnificativ transparența dacă dimensiunea particulelor este <40 nm.
Exemplu: Studiile arată că 1% nanosilice în PC poate îmbunătăți rezistența la abraziune Taber cu 20-30%.
Sfat: Folosiți compatibilizatori (de exemplu, agenți de cuplare silanici) pentru a asigura o dispersie uniformă și a evita aglomerarea.
4. Amestecuri PC pentru performanță echilibrată
Amestecă PC cu PMMA (10-20%) pentru a îmbunătăți duritatea suprafeței sau cu PBT pentru o tenacitate și o rezistență la uzură îmbunătățite. Aceste amestecuri echilibrează rezistența la zgârieturi cu rezistența inerentă a PC-ului la impact.
Exemplu: Un amestec PC/PMMA cu 15% PMMA poate crește duritatea suprafeței, menținând în același timp claritatea pentru aplicațiile de afișare.
Atenție: Optimizați rapoartele de amestec pentru a evita compromiterea stabilității termice sau a rezistenței PC-ului.
5. Tehnici avansate de modificare a suprafeței
Tratament cu plasmă: Se aplică depunere chimică în fază de vapori asistată de plasmă (PECVD) pentru a depune acoperiri subțiri și dure, cum ar fi oxinitrura de siliciu (SiOxNy), pe suprafețele PC-urilor. Aceasta îmbunătățește rezistența la zgârieturi și proprietățile de uzură.
Texturare cu laser: Creați texturi la scară micro sau nanometrică pe suprafața PC-ului pentru a reduce zona de contact și a difuza zgârieturile, îmbunătățind durabilitatea estetică.
Beneficiu: Texturarea poate reduce zgârieturile vizibile cu până la 40% în aplicațiile cu contact intens.
6. Combinații aditive pentru sinergie
Combinați aditivii siliconici cu alți aditivi funcționali, cum ar fi micropulberile de PTFE (politetrafluoroetilenă) (0,5-1%), pentru efecte sinergice. PTFE îmbunătățește lubrifierea, în timp ce siliconul îmbunătățește rezistența la uzură.
Exemplu: Un amestec de masterbatch de silicon 2% și PTFE 0,5% poate reduce ratele de uzură cu 25% în aplicațiile de alunecare.
7. Condiții de procesare optimizate:
Folosiți compoundări cu forfecare ridicată pentru a dispersa uniform aditivii și materialele de umplutură. Mențineți temperaturile de procesare a PC-ului (260-310°C) pentru a evita degradarea.
Folosiți tehnici de turnare de precizie (de exemplu, turnarea prin injecție cu matrițe lustruite) pentru a minimiza defectele de suprafață care ar putea iniția zgârieturi.
Piesele turnate se recoacă la 120-130°C pentru a reduce tensiunile interne, îmbunătățind performanța la uzură pe termen lung.
Monitorizarea inovației: Auto-repararea și acoperirile DLC sunt în creștere
Tehnologiile emergente, precum acoperirile auto-reparatoare (bazate pe chimia poliuretanului sau siloxanului) și acoperirile cu carbon asemănător diamantului (DLC), oferă soluții de viitor pentru aplicații PC ultra-durabile și cu utilizare intensă. Deși costurile sunt încă prohibitive pentru produsele de larg consum, aceste tehnologii sunt promițătoare în domeniul electronicii de lux, al industriei auto și al aerospațialului.
Abordare recomandată pentru performanță optimă în ingineria termoplasticelor
Pentru producătorii care caută o soluție practică și scalabilă pentru a îmbunătăți durabilitatea suprafeței PC-urilor, recomandăm:
1)Aditiv siliconic UHMW 2% pentru lubrifiere internă
2) Strat de acoperire UV pe bază de siloxan + 1% nanosilice pentru duritatea suprafeței
3) Micro-texturare prin turnare cu laser pentru a ascunde zgârieturile
Această abordare triplă oferă un echilibru între eficiență a costurilor, compatibilitate a procesării și performanță, fiind ideală pentru produsele expuse la uzură zilnică și care necesită o estetică de lungă durată.
Dovedit în industrie
Conform unui raport din 2024 al MarketsandMarkets, se preconizează că piața globală a acoperirilor dure va depăși 1,3 miliarde de dolari până în 2027, impulsionată de cererea tot mai mare de materiale plastice rezistente la zgârieturi în afișajele auto, dispozitivele mobile și lentilele optice. Formulatorii și producătorii de materiale care integrează aditivi multifuncționali și nano-umpluturi sunt bine poziționați pentru a conduce următoarea generație de produse durabile pe bază de PC.
Sunteți gata să vă îmbunătățiți rezistența la zgârieturi și uzură a materialelor plastice inginerești, cum ar fi PC-ul?
Explorează SILIKEaditiv pentru plasticsoluții care îmbunătățesc proprietățile de procesare și de suprafață pentru a satisface cerințele dumneavoastră de durabilitate.
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 soluții eficiente de prelucrare a materialelor plastice.
Data publicării: 02 iulie 2025
