O policarbonato (PC) é un dos termoplásticos de enxeñaría máis versátiles que se empregan en lentes de automóbiles, electrónica de consumo, lentes e equipos de protección. A súa alta resistencia ao impacto, claridade óptica e estabilidade dimensional fan que sexa ideal para aplicacións esixentes. Non obstante, un inconveniente ben coñecido do PC é a súa baixa dureza superficial, o que leva a unha escasa resistencia aos arañazos e ao desgaste, especialmente en contacto frecuente ou en condicións abrasivas.
Entón, como poden os fabricantes mellorar a durabilidade da superficie do PC sen comprometer a súa transparencia ou propiedades mecánicas? Exploremos unha serie de solucións eficaces e técnicas validadas pola industria para superar estes desafíos.
Solución: Combinar melloras no procesamento e modificacións das propiedades superficiais con tecnoloxías de protección avanzadas.
1. Aditivos a base de silicona: lubricidade interna
A incorporación de aditivos de silicona de alto rendemento, como o polidimetilsiloxano (PDMS) ou masterbatches a base de siloxano como Dow MB50-001, Wacker GENIOPLAST e SILIKE Silicone Masterbatch LYSI-413, nas formulacións de policarbonato (PC) pode mellorar significativamente o rendemento do material. Ao usar estes aditivos a un nivel de carga do 1-3 %, pódese reducir eficazmente o coeficiente de fricción, o que mellora tanto a resistencia aos arañazos como a durabilidade ao desgaste.
Vantaxes principais: Estes aditivos de silicona, como aditivos e modificadores de procesamento de PC, non só preservan a claridade óptica do PC, senón que tamén aumentan a lubricidade da superficie. Isto resulta nunha notable redución dos danos superficiais durante o contacto abrasivo, o que en última instancia leva a unha mellora da lonxevidade do produto.
Consello práctico: Para garantir un rendemento óptimo, é esencial lograr unha dispersión axeitada mediante a extrusión de dobre parafuso, o que axuda a evitar a separación de fases e maximiza os beneficios dos aditivos.
Chengdu SILIKE Technology Co., Ltd é un provedor chinés líder deAditivos de silicona para plásticos modificadosA empresa ofrece solucións innovadoras deseñadas para mellorar o rendemento e a funcionalidade de diversos materiais plásticos. Un dos seus produtos destacados é oMasterbatch de silicona SILIKE LYSI-413,Unha formulación peletizada altamente eficaz que contén un 25 % de polímero de siloxano de peso molecular ultraalto disperso en policarbonato (PC). Este aditivo a base de silicona é particularmente eficaz para sistemas de resina compatibles con PC. Mellora as propiedades de procesamento e a calidade da superficie ao mellorar a fluidez da resina, facilitar o recheo e o desmoldeo, reducir o par da extrusora, diminuír o coeficiente de fricción e proporcionar unha resistencia superior ás marcas e á abrasión. Ademais, este masterbatch a base de siloxano funciona como un aditivo antiarañazos, o que o converte nunha excelente solución para aumentar a resistencia aos arañazos dos produtos de PC e, en última instancia, mellorar o seu rendemento e durabilidade xerais.
2. Revestimentos duros curables por UV con nanotecnoloxía
Aplicar revestimentos duros avanzados a base de siloxano ou híbridos orgánicos-inorgánicos (por exemplo, Momentive SilFORT AS4700 ou DuraShield de PPG). Estes revestimentos alcanzan unha dureza de lapis de ata 7H-9H, o que mellora significativamente a resistencia aos arañazos.
Incorporar revestimentos curables por UV con nanopartículas (por exemplo, sílice ou circona) para aumentar aínda máis a resistencia á abrasión.
Vantaxe: Proporciona unha barreira protectora contra arañazos, produtos químicos e degradación UV, ideal para aplicacións ópticas e automotrices.
Aplicación: Use revestimento por inmersión, revestimento por pulverización ou revestimento por fluxo para obter un grosor uniforme (5-10 µm).
3. Reforzo con nanocompostos
Engade nanomateriales de recheo como nanosílice, alúmina ou óxido de grafeno (0,5-2 % en peso) á matriz de PC. Estes aumentan a dureza superficial e melloran a resistencia ao desgaste sen afectar significativamente a transparencia se o tamaño das partículas é <40 nm.
Exemplo: Os estudos amosan que o 1 % de nanosílice no PC pode mellorar a resistencia á abrasión de Taber entre un 20 e un 30 %.
Consello: Empregar compatibilizantes (por exemplo, axentes de acoplamento de silano) para garantir unha dispersión uniforme e evitar a aglomeración.
4. Mesturas de PC para un rendemento equilibrado
Mestura PC con PMMA (10-20 %) para mellorar a dureza da superficie ou con PBT para mellorar a tenacidade e a resistencia ao desgaste. Estas mesturas equilibran a resistencia aos arañazos coa resistencia ao impacto inherente do PC.
Exemplo: Unha mestura de PC/PMMA cun 15 % de PMMA pode aumentar a dureza da superficie e, ao mesmo tempo, manter a claridade para aplicacións de visualización.
Precaución: Optimice as proporcións de mestura para evitar comprometer a estabilidade térmica ou a resistencia do PC.
5. Técnicas avanzadas de modificación de superficies
Tratamento con plasma: Aplicar a deposición química de vapor mellorada por plasma (PECVD) para depositar revestimentos finos e duros como oxinitruro de silicio (SiOxNy) nas superficies dos PC. Isto mellora a resistencia aos arañazos e as propiedades de desgaste.
Texturizado láser: crea texturas a micro ou nanoescala na superficie do PC para reducir a área de contacto e difundir os arañazos, mellorando a durabilidade estética.
Vantaxe: A texturización pode reducir os arañazos visibles ata nun 40 % en aplicacións de alto contacto.
6. Combinacións aditivas para a sinerxía
Combina aditivos de silicona con outros aditivos funcionais como micropos de PTFE (politetrafluoroetileno) (0,5-1 %) para obter efectos sinérxicos. O PTFE mellora a lubricidade, mentres que a silicona mellora a resistencia ao desgaste.
Exemplo: Unha mestura de masterbatch de silicona ao 2 % e PTFE ao 0,5 % pode reducir as taxas de desgaste nun 25 % en aplicacións deslizantes.
7. Condicións de procesamento optimizadas:
Empregar compostos de alto cizallamento para dispersar uniformemente os aditivos e os recheos. Manteña as temperaturas de procesamento do PC (260-310 °C) para evitar a degradación.
Empregar técnicas de moldeo de precisión (por exemplo, moldeo por inxección con moldes pulidos) para minimizar os defectos superficiais que poderían iniciar rabuñaduras.
Pezas moldeadas recocidas a 120-130 °C para aliviar as tensións internas, mellorando o rendemento a longo prazo.
Vixilancia da innovación: autorreparación e revestimentos DLC en auxe
As tecnoloxías emerxentes como os revestimentos autorreparables (baseados na química do poliuretano ou do siloxano) e os revestimentos de carbono tipo diamante (DLC) ofrecen solucións preparadas para o futuro para aplicacións de PC ultrarresistentes e de alto contacto. Aínda que o custo de estas tecnoloxías segue sendo prohibitivo para os produtos de mercado masivo, estas tecnoloxías son prometedoras na electrónica de luxo, na automoción e na industria aeroespacial.
Enfoque recomendado para un rendemento óptimo en termoplásticos de enxeñaría
Para os fabricantes que buscan unha solución práctica e escalable para mellorar a durabilidade da superficie do PC, recomendamos:
1)Aditivo de silicona UHMW ao 2 % para lubricidade interna
2) Revestimento UV a base de siloxano + 1 % de nano-sílice para unha maior dureza superficial
3) Microtexturización mediante moldeo por láser para ocultar arañazos
Esta tripla estratexia ofrece un equilibrio entre a rendibilidade, a compatibilidade de procesamento e o rendemento, o que a fai ideal para produtos expostos ao uso diario e que requiren unha estética duradeira.
Probado na industria
Segundo un informe de 2024 de MarketsandMarkets, proxéctase que o mercado mundial de revestimentos duros supere os 1.300 millóns de dólares en 2027, impulsado pola crecente demanda de plásticos resistentes aos arañazos en pantallas de automóbiles, dispositivos móbiles e lentes ópticas. Os formuladores e fabricantes de materiais que integran aditivos multifuncionais e nanorrecheos están ben posicionados para liderar a próxima xeración de produtos duradeiros baseados en PC.
Listo para mellorar os teus plásticos de enxeñaría como o PC cunha mellor resistencia aos arañazos e ao desgaste?
Explorar SILIKEaditivo para plásticossolucións que melloran o procesamento e as propiedades superficiais para satisfacer as súas esixencias de durabilidade.
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 solucións eficientes para o procesamento de plásticos.
Data de publicación: 02-07-2025
