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树脂种类

薄膜生产常用树脂—聚碳酸酯PC


碳酸酯(Polyarbonate,简称PC)薄膜最早由德国拜耳公司研制,随后美国,日本等国家的化工企业也相继生产,并发展到中国。使该产品成为一个引人注目的薄膜品种。

PC薄膜具有良好的综合性能,普通PC薄膜为无色透明,透光率在90%以上,很适宜做光学薄膜材料。PC不仅电性能优异,而且拥有优秀的物理机械性能,如良好的拉伸强度、刚性和耐冲击性。PC薄膜的吸水率及制品成型收缩率低,抗蠕变性能优良,因而在不同的温度、湿度条件下制品的尺寸稳定,适合制作精密元件,特别是耐寒性和耐热性要求较高的薄膜制品,一般PC薄膜的工作温度范围达到-100~130℃。

PC薄膜的应用

PC薄膜应用广泛,在电子工业方面,可以制作薄膜电容、电声元件和用作电器绝缘材料。在科研方面可作为固定痕迹探测材料,应用于高能物理研究领域,如预报地震、检测环境、探矿等。经过处理后制作的微孔薄膜,是良好的分子筛材料,可作为微生物研究和用于酿造业、超纯水的生产等新型过滤材料。

由于PC薄膜透明无毒、无味、无嗅,具有良好的保香性,可用于食品和医药的包装。其印刷性以及蒸镀金属、真空吸塑成型等二次加工性能非常好。此外,PC薄膜的热稳定性好、耐低温性、不透湿性和耐候性好,在未来农业温室和太阳能利用等方面,也会有很大的发展潜力。

PC薄膜的制造

PC树脂的加工性良好,多数的薄膜成型方法如压延法、溶液流延法、吹塑法、平膜挤出法及双向拉伸法等都可以生产PC薄膜。国外一些厂家较多采用平膜法生产,德国企业采用溶液流延法(拉伸或不拉伸)生产。

PC薄膜在国内常见的加工工艺为压延法,PC薄膜在压延时可对薄膜进行抛光、压花等,使表面成为镜面或具有纹理。压延法能够实现连续生产,产量大,但精度较低,适合于生产厚度公差要求较低的PC薄膜。

溶液流延法制取的薄膜,厚度均匀性良好,但由于薄膜中的残余溶剂对制品的电性能与耐热性有一定的影响;而且生产过程中要消耗一定的溶剂,增加了生产成本,工业也比挤出法复杂,但在生产较薄(小于10um)的薄膜时,仍为比较好的生产工艺。 

平膜挤出法(也称浇铸法)制取的薄膜,厚度公差一般为±10%。由于PC树脂本身的分子结构所致,即使不进行定向拉伸,制品也具有较高的拉伸强度。尤其是成型过程中,薄膜单向(主要是纵向)有一定程度的定向时,其纵横向的拉伸强度或撕裂强度也不会产生很大差异,各项性能均可满足使用要求。该法同双向拉伸相比,成型工艺简单,投资小,占地面积小等特点。

PC薄膜加工注意事项

  • 树脂含水量对加工的影响

PC树脂有一定的吸湿性,吸附的水分对其流变性能及熔体的稳定性有较大的影响。当树脂含水量高于0.05%,温度达到140~150℃以上时,树脂开始软化粘结的同时发生降解,随着温度的升高开始出现气泡,严重时,树脂加剧水解,不断放出气体(二氧化碳等),形成白色泡沫团,挤出的膜片呈筛网状且布满气孔。

当树脂含水量较低,在0.03~0.05%范围内时,在薄膜表面会出现肉眼难以辨认的微小气泡,在纵向牵引作用下呈细丝状,使薄膜机械性能及电学性能变差,成为薄膜二次加工的隐患。因此对一般成型加工时所允许的树脂最大含水量不应超过0.03%。

有些流变学研究,树脂的剪切粘度随树脂中含水量的增加而下降,表明了树脂在熔融过程中因水的存在而降解的情况。

  • 树脂加工温度

PC树脂的分子量、熔体粘度、对熔体的剪切速率三者对PC熔融剪切粘度的影响是成型加工过程的关键条件。流变学研究表明,PC熔体粘度随温度升高而下降,高剪切时温度对熔体粘度的影响比低剪切时小。

  • PC薄膜定型温度

加工过程物料挤出温度较高,如冷却速度太快,势必造成薄膜内部应力集中,出现表面起皱、不平等缺陷,必须有一个适当的降温梯度,才能得到高质量的薄膜,定型温度主要是指定型辊的表明温度,整个冷却过程工艺条件要求严格准确。稳定的定型条件应该是挤出速度、油温和牵引速度三者的统一体。

此外,模唇与定型辊的距离也是很关键的,在薄膜挤出时,物料从模口挤出的瞬间,膜片的宽度有时变窄,即“缩颈”现象,这主要是因为物料处于粘流状态,在落到定型辊表面之前有一个拉长变窄的过程。在薄膜生产过程中尽量控制减少“缩颈”,严格掌握模口语定型辊的距离在最佳范围内。 

  • 树脂的干燥

烘料时应计算好用料量,尽量使一次烘干的树脂一次用完。烘好的树脂在加入料筒之后,用红外线灯辐照,使树脂在不低于110℃的情况下进入挤出机,既可防止树脂吸湿,也有利于挤出加工。

 


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