Polykarbonát (PC) je jeden z nejuniverzálnějších technických termoplastů používaných v automobilových čočkách, spotřební elektronice, brýlích a ochranných pomůckách. Jeho vysoká rázová houževnatost, optická čirost a rozměrová stabilita ho činí ideálním pro náročné aplikace. Známou nevýhodou PC je však jeho nízká povrchová tvrdost, která vede ke špatné odolnosti proti poškrábání a opotřebení – zejména při častém kontaktu nebo v abrazivních podmínkách.
Jak tedy mohou výrobci zvýšit odolnost povrchu PC, aniž by ohrozili jeho průhlednost nebo mechanické vlastnosti? Pojďme prozkoumat řadu účinných řešení a technik ověřených v průmyslu, které tyto problémy překonají.
Řešení: Kombinujte vylepšení zpracování a úpravy vlastností povrchu s pokročilými technologiemi ochrany.
1. Přísady na bázi silikonu: Vnitřní mazací schopnost
Začlenění vysoce výkonných silikonových přísad, jako je polydimethylsiloxan (PDMS) nebo masterbatche na bázi siloxanů, jako jsou Dow MB50-001, Wacker GENIOPLAST a SILIKE Silicone Masterbatch LYSI-413, do polykarbonátových (PC) receptur může výrazně zlepšit výkonnost materiálu. Použitím těchto přísad v množství 1–3 % můžete účinně snížit koeficient tření, což zlepšuje jak odolnost proti poškrábání, tak i trvanlivost.
Klíčové výhody: Tyto silikonové přísady, jakožto přísady a modifikátory pro zpracování PC, nejen zachovávají optickou čirost PC, ale také zvyšují mazivost povrchu. To má za následek pozoruhodné snížení poškození povrchu během abrazivního kontaktu, což v konečném důsledku vede k delší životnosti produktu.
Praktický tip: Pro zajištění optimálního výkonu je nezbytné dosáhnout správné disperze pomocí dvoušnekové extruze, která pomáhá předcházet fázovému oddělení a maximalizuje výhody přísad.
Společnost Chengdu SILIKE Technology Co., Ltd. je předním čínským dodavatelemsilikonové přísady do modifikovaných plastůSpolečnost nabízí inovativní řešení navržená pro zlepšení výkonu a funkčnosti různých plastových materiálů. Jedním z jejich výjimečných produktů jeSilikonová předsměs SILIKE LYSI-413,Vysoce účinná peletovaná formulace, která obsahuje 25 % siloxanového polymeru s ultravysokou molekulovou hmotností dispergovaného v polykarbonátu (PC). Tato přísada na bázi silikonu je obzvláště účinná pro pryskyřičné systémy kompatibilní s PC. Zlepšuje zpracovatelské vlastnosti a kvalitu povrchu tím, že zvyšuje tekutost pryskyřice, usnadňuje plnění a uvolňování forem, snižuje točivý moment extrudéru, snižuje koeficient tření a poskytuje vynikající odolnost proti poškození a oděru. Tato předsměs na bázi siloxanu navíc funguje jako přísada proti poškrábání, což z ní činí vynikající řešení pro zvýšení odolnosti PC výrobků proti poškrábání a v konečném důsledku zlepšuje jejich celkový výkon a trvanlivost.
2. Tvrdé povlaky vytvrditelné UV zářením s nanotechnologií
Aplikujte pokročilé organicko-anorganické tvrdé povlaky na bázi siloxanů nebo hybridní organicko-anorganické povlaky (např. Momentive SilFORT AS4700 nebo PPG DuraShield). Tyto povlaky dosahují tužkové tvrdosti až 7H-9H, což výrazně zlepšuje odolnost proti poškrábání.
Pro další zvýšení odolnosti proti oděru přidejte UV vytvrditelné povlaky s nanočásticemi (např. oxidem křemičitým nebo oxidem zirkoničitým).
Výhoda: Poskytuje ochrannou bariéru proti poškrábání, chemikáliím a UV degradaci, ideální pro optické a automobilové aplikace.
Aplikace: Pro dosažení rovnoměrné tloušťky (5–10 µm) použijte nanášení ponorem, stříkáním nebo poléváním.
3. Nanokompozitní výztuž
Do PC matrice přidejte nanoplniva, jako je nanooxid křemičitý, oxid hlinitý nebo oxid grafenu (0,5–2 % hmotnostní). Tato plniva zvyšují tvrdost povrchu a zlepšují odolnost proti opotřebení, aniž by významně ovlivnila průhlednost, pokud je velikost částic <40 nm.
Příklad: Studie ukazují, že 1 % nanočástic oxidu křemičitého v PC může zlepšit odolnost proti oděru dle Tabera o 20–30 %.
Tip: Pro zajištění rovnoměrné disperze a zamezení aglomerace použijte kompatibilizační činidla (např. silanové kopulační činidla).
4. Směsi PC pro vyvážený výkon
Směs PC s PMMA (10–20 %) pro zvýšení povrchové tvrdosti nebo s PBT pro lepší houževnatost a odolnost proti opotřebení. Tyto směsi vyvažují odolnost proti poškrábání s inherentní rázovou houževnatostí PC.
Příklad: Směs PC/PMMA s 15 % PMMA může zvýšit tvrdost povrchu a zároveň zachovat čirost pro použití v displejích.
Upozornění: Optimalizujte poměry míchání, abyste předešli ohrožení tepelné stability nebo houževnatosti PC.
5. Pokročilé techniky úpravy povrchu
Plazmová úprava: Pro nanášení tenkých, tvrdých povlaků, jako je oxynitrid křemíku (SiOxNy), na povrchy PC se používá plazmově vylepšená chemická depozice z plynné fáze (PECVD). To zlepšuje odolnost proti poškrábání a opotřebení.
Laserové texturování: Vytvářejte na povrchu PC textury v mikro- nebo nanoměřítku pro zmenšení kontaktní plochy a rozptýlení škrábanců, čímž se zlepšuje estetická trvanlivost.
Výhoda: Texturování může snížit viditelné škrábance až o 40 % u aplikací s vysokým kontaktem.
6. Aditivní kombinace pro synergii
Kombinujte silikonové přísady s dalšími funkčními přísadami, jako jsou mikroprášky PTFE (polytetrafluorethylenu) (0,5–1 %), pro dosažení synergických účinků. PTFE zlepšuje mazací schopnosti, zatímco silikon zlepšuje odolnost proti opotřebení.
Příklad: Směs 2 % silikonové předsměsi a 0,5 % PTFE může snížit míru opotřebení o 25 % v kluzných aplikacích.
7. Optimalizované podmínky zpracování:
Pro rovnoměrné rozptýlení přísad a plniv používejte směsi s vysokým smykovým namáháním. Udržujte teploty zpracování PC (260–310 °C), aby se zabránilo degradaci.
Používejte techniky přesného lisování (např. vstřikování do leštěných forem), abyste minimalizovali povrchové vady, které by mohly vést k poškrábání.
Žíhejte lisované díly při teplotě 120–130 °C pro uvolnění vnitřního pnutí a zlepšení dlouhodobé odolnosti proti opotřebení.
Sledování inovací: Samoopravitelné a DLC povlaky na vzestupu
Nově vznikající technologie, jako jsou samoopravitelné povlaky (na bázi polyuretanu nebo siloxanové chemie) a povlaky z diamantového uhlíku (DLC), nabízejí řešení budoucnosti pro ultra odolné počítače s vysokou mírou dotyku. I když jsou tyto technologie pro masový trh stále příliš nákladné, jeví se jako slibné v luxusní elektronice, automobilovém a leteckém průmyslu.
Doporučený přístup pro optimální výkon při konstrukci termoplastů
Výrobcům, kteří hledají praktické a škálovatelné řešení pro zlepšení odolnosti povrchu PC, doporučujeme:
1)2% UHMW silikonová přísada pro vnitřní mazání
2) UV povlak na bázi siloxanu + 1 % nanooxidu křemičitého pro tvrdost povrchu
3) Mikrotexturování laserovým lisováním pro skrytí škrábanců
Tento tříbodový přístup nabízí rovnováhu mezi nákladovou efektivitou, kompatibilitou zpracování a výkonem, což z něj činí ideální řešení pro produkty vystavené každodennímu nošení a vyžadující dlouhodobou estetiku.
Osvědčené v průmyslu
Podle zprávy společnosti MarketsandMarkets z roku 2024 se očekává, že globální trh s tvrdými povlaky do roku 2027 překročí 1,3 miliardy dolarů, a to v důsledku rostoucí poptávky po plastech odolných proti poškrábání, které se používají v automobilových displejích, mobilních zařízeních a optických čočkách. Výrobci materiálů a směsí, kteří integrují multifunkční aditiva a nanoplniva, mají dobrou pozici k tomu, aby se stali lídry nové generace odolných produktů na bázi osobních počítačů.
Jste připraveni vylepšit odolnost vašich technických plastů, jako je PC, proti poškrábání a opotřebení?
Prozkoumejte SILIKEpřísada do plastůřešení, která vylepšují zpracování a povrchové vlastnosti a splňují vaše požadavky na odolnost.
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 efektivní řešení pro zpracování plastů.
Čas zveřejnění: 2. července 2025
