PC，是英文PolyCarbonate的簡稱，中文名：聚碳酸脂。

PC是五大通用工程塑料之一，于20世紀(jì)50年代由BAYER和GE各自獨(dú)立制造出來的（前后就差了幾個月），因其具有的透明性、耐沖擊、耐高溫等特性，在醫(yī)療、電子電器、汽車、建筑、包裝等多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

由于聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒，且不發(fā)生變黃和物理性能下降，因而被廣泛應(yīng)用于人工腎血液透析設(shè)備，以及其他需要在透明、直觀條件下操作，并需反復(fù)消毒的醫(yī)療設(shè)備中，如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)面罩、一次性牙科用具、血液充氧器、血液收集存儲器、血液分離器等。

PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機(jī)加工，最重要的加工方法是注塑。

成型之前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產(chǎn)生白濁色澤、銀絲和氣泡。PC在室溫下具有相當(dāng)大的強(qiáng)迫高彈形變能力，沖擊韌性高，因此可進(jìn)行冷壓、冷拉、冷輥壓等冷成型加工。

擠出用PC分子量應(yīng)大于3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比1：18~24，壓縮比1：2.5，可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質(zhì)量，高透明瓶子。

PC合金種類繁多，改進(jìn)PC熔體粘度大（加工性）和制品易應(yīng)力開裂等缺陷，PC與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具體有PC/ABS合金、PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利用兩種材料性能優(yōu)點(diǎn)，并降低成本。

PC的注塑工藝參數(shù)：

PC塑料是分子主鏈結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)、異丙基、醋鍵的線性聚合物，這種結(jié)構(gòu)使其既有剛性又有一定的柔韌性，以及良好的耐高溫能力，但同時存在著樹脂的熔體粘度高、對水分敏感等不足，給注射成型加工帶來一定的難度。

其加工工藝特性是無明顯熔點(diǎn)，在正常加工溫度即230-320℃范圍內(nèi)熔體粘度高，粘度對剪切速率的敏感性小而對溫度的敏感性大，近似于牛頓流體行為；對水分敏感，高溫下樹脂易水解；制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等。由此可見，PC是一種較難加工的塑料。因此在實際生產(chǎn)過程中，我們遇到的問題較多。

現(xiàn)就幾種較常見的制品缺陷來加以分析和探討。

一、制品出現(xiàn)銀紋、氣泡、真空泡

制品出現(xiàn)銀紋、氣泡、真空泡，是PC料常見的制品缺陷之一，引起這些缺陷的原因較多且復(fù)雜，故較難以判斷和排除。

銀紋(或氣紋)，是指塑料在充模過程中受到氣體干擾而出現(xiàn)在制品表面熔料方向上的缺陷。氣體的成分主要包括水汽、空氣、分解氣及溶劑氣，其中以水汽、分解氣和空氣為多見。當(dāng)這些氣體超過一定的限度時，在注射成型后模腔失壓，接近制品表面的氣體就會冒出來，沿料流方向刻蝕成一連串在光照下閃閃爍爍的大大小小的泡點(diǎn)，稱之為銀紋或氣紋。

實際上，在注塑過程中氣體的存在是不可避免的，而且有相當(dāng)一部分還殘留在塑料內(nèi)部。當(dāng)模內(nèi)壓力足夠大，而氣體含量又不超過一定的限度時，氣體以分散的狀態(tài)溶解到塑料里面去;但當(dāng)模內(nèi)壓力不夠大，而氣體含量又超過一定的限度時，這些氣體便從熔融塑料中紛紛釋放出來，到達(dá)制品表面而形成銀紋，困閉在厚的壁體內(nèi)而成為氣泡。無論是制品表面的銀紋，還是制品壁內(nèi)的氣泡，都可能是由4種氣體中某一種氣體為主的作用結(jié)果或幾種氣體共同作用的結(jié)果，它與原料、模具、塑化系統(tǒng)、工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)、甚至天氣的變化(尤其是濕度的變化)等因素有很大的關(guān)系。所以這個問題比較復(fù)雜，但不管怎樣，問題的重點(diǎn)及解決對策應(yīng)該集中在氣體上，也就是說應(yīng)如何控制氣體的含量。

(1)水汽

一般說來，如果氣泡不規(guī)則地分散在制品表面，大都是由水汽所引起的。
PC 的熱熔料對水分非常敏感，要求含水量在0.02%以下，所以要控制水分的含量，就要對料進(jìn)行充分的干燥。一般PC料的干燥溫度在120℃左右，干燥時間4h左右，時間不能太長，如超過10h，物料易變質(zhì)，特別是加入了阻燃劑的料更不宜干燥時間過長.而干燥方式則以除濕干燥機(jī)的效果為最好，對料也沒有影響。檢查干燥效果是否良好，可用對空注射法，看射出的料是否連續(xù)、光潔且不冒白氣。

(2)空氣

如果氣泡粒極為細(xì)微而密集，主要分布在制品澆口周圍，形成光芒狀紋或扇形紋，這多半是空氣引起的?？諝鈦碓礊椋?/span>

• 料內(nèi)夾帶空氣。當(dāng)澆口料較多，且顆粒大小相差懸殊時，易夾帶空氣。所以使用澆口料時，最好把粉料篩選出來。若熔融時背壓太低，螺桿轉(zhuǎn)速又太高，使螺桿回退過快，空氣易隨料一起推向機(jī)筒前端，故一般提倡在冷卻時間內(nèi)盡量延長熔融時間，這對提高塑化質(zhì)量是很有幫助的。若下料段溫度控制不好，溫度過高會使一部分料過早熔融而堵塞了空氣退出下料口的通路;而溫度過低則預(yù)熱不夠，使一部分粒料進(jìn)人均化段而裹入空氣。另外，松退量過大也會吸入空氣。遇到上述情況，一般調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速、背壓及松退量可大致能夠解決。

• 充模過程中的排氣。為了使熔體粘度較高的PC料能順利充模，一般是提高熔料溫度和增加注塑壓力。在高溫高壓下，如果注射速率較快，熔體會突然穿過狹窄的流道和澆口進(jìn)人具有較大自由空間的模腔，這樣從熔體中釋放出來的氣體再夾帶流道及模腔內(nèi)的空氣而形成高速噴射狀態(tài)，在冷凝塑料表面就會出現(xiàn)分散氣流的痕跡即氣紋叫。另外，如果模腔內(nèi)轉(zhuǎn)角較多、厚薄相差過大，或鑲件多、澆口位置不當(dāng)時，熔體就會涌人模腔，激蕩模內(nèi)空氣形成渦流，在一定的部位就會形成氣紋，如成型電器產(chǎn)品的開關(guān)插座面板，由于其插口、接口及開關(guān)都集中在一個部位，故經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況。解決此缺陷的辦法是，一方面修改模具，加強(qiáng)模具排氣，優(yōu)化澆口位置;另一方面降低充模速率，特別是有氣紋部位的注射速率。

(3)分解氣

由于PC料需在高溫下成型，產(chǎn)生一些分解是不可避免的，不過如何避免大量分解及怎樣排除氣體卻是值得探討的。同上述的變色一樣，產(chǎn)生分解氣的主要原因是熔體溫度過高。比如，機(jī)筒溫度設(shè)定過高，或機(jī)筒的發(fā)熱圈控制失調(diào)，應(yīng)由噴嘴開始，逐段檢查發(fā)熱圈，以降低機(jī)筒溫度；熔體在機(jī)筒里停留時間過長(如生產(chǎn)小制品使用大設(shè)備，緩沖墊量過大)，成型周期太長，或機(jī)筒內(nèi)的呆料、死角處存料因長時間受熱而引起分解；或熔體在機(jī)筒里受到強(qiáng)剪切作用，如螺桿的壓縮比過大，螺桿轉(zhuǎn)速過高，背壓太大等也會分解。

另外，噴嘴孔徑過小，模具澆口、流道太小，型腔阻力大等均能使通過的熔體因摩擦而造成局部過熱而分解，因此加工PC料時，所取噴嘴孔徑、澆口、流道尺寸都較大，排氣槽要深，且不宜制作薄壁制品。還有一個重要原因是PC本身質(zhì)量差，容易分解，這一點(diǎn)常常被用戶所忽視，而把問題推到模具及加工設(shè)備上，從而找不到解決問題的正確辦法。

(4)溶劑氣

主要與生產(chǎn)中操作質(zhì)量有關(guān)，如機(jī)筒清洗不干凈，助劑加得過多等。溶劑氣可通過充分干燥除去大部分，它對氣紋影響不是很大。透明制品內(nèi)部存在的泡點(diǎn)有時很難分清是氣泡還是真空泡。一般認(rèn)為，如果開模瞬間已發(fā)現(xiàn)存在泡點(diǎn)，而且存放一段時間后體積沒什么變化則為氣泡，屬于氣體干擾引起的。如果在脫模冷卻過程中出現(xiàn)并變大，則屬于真空泡。真空泡的形成是由于充模時料不足或壓力較低，在模具急劇冷卻作用下，與模壁接觸的熔料表面首先固化，然后中心部分的熔料冷卻收縮，造成體積縮小而形成中空即泡點(diǎn)。

其解決辦法是:

• 提高注塑壓力、注射時間和料量;

• 調(diào)整料溫:當(dāng)真空泡遠(yuǎn)離澆口位置時，提高料溫使熔料流動順暢，壓力能傳遞到遠(yuǎn)離澆口的部位；當(dāng)真空泡在澆口附近時可降低料溫使收縮減?。?/span>

• 適當(dāng)提高模具溫度，特別是形成真空泡部位局部的模具溫度；

• 將澆口設(shè)在制品厚壁部位，改善噴嘴、流道和澆口的流動狀況及模具排氣狀況；

• 縮短制品在模內(nèi)的冷卻時間，必要時將制品投入熱水中緩慢冷卻；

• 用點(diǎn)澆口成型的制品可用慢速、低溫成型來解決真空泡問題，當(dāng)流道上有真空泡時可加大流道尺寸。另外，在生產(chǎn)過程中還發(fā)現(xiàn)PC制品脫模后很快在厚壁部位出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象，這是由于冷卻不夠使PC內(nèi)部氣體膨脹造成的。一般可用延長冷卻時間、加強(qiáng)冷卻效果、提高保壓壓力和時間、延緩PC分解等措施解決。

二、制品出現(xiàn)“指紋”及亂流痕

由于PC熔體粘度大、流動性較差，故制品較易出現(xiàn)“指紋”及亂流痕現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象由于形狀相似，有時很難區(qū)分開來。其實，這兩種現(xiàn)象的形成原因不盡相同，而且其解決方法也是不盡相同的。
(1)“ 指紋”

“指紋”因其形狀像人的手指紋而得名，有時又稱為波紋、震動紋或震紋，就是說其紋路像石頭掉在平靜的水面所形成的一樣。其產(chǎn)生的原因主要是PC熔體粘度過大，當(dāng)注塑壓力、注射速率較小時，熔體便以滯流形式充模，前端的熔料一接觸到冷的模具表面，便很快冷凝收縮。而后面熱的熔料在壓力的推動下脹開已收縮的冷料繼續(xù)前進(jìn)，如此過程的交替進(jìn)行，便在料流行進(jìn)方向上形成垂直波紋線。

其解決方法是：提高溫度，主要是提高噴嘴溫度和機(jī)筒前端溫度及模具溫度，特別是產(chǎn)生波紋處的溫度。這是為了降低PC的熔體粘度，提高熔體流動性。而且如果制品比較精密，對外觀要求嚴(yán)格，就需增設(shè)模溫機(jī)，精確控制模具溫度在120℃左右。增加注射速率和注塑壓力，主要是為了增加“指紋”處的熔體流動速率，杜絕熔體以滯流形式流動。如果“指紋”產(chǎn)生在制品中央或遠(yuǎn)離澆口位置時，就要采用多級注射，逐段調(diào)節(jié)注射速率。修改模具，主要是為了減小熔體在充模過程中受到的阻力，如加大流道、澆口尺寸；注意對噴嘴孔及流道拋光；加大排氣溝、槽;設(shè)置鑲件、頂桿引氣裝置；改善模具排氣狀況；設(shè)置足夠大的冷料阱，減小前端冷料的阻流作用。

(2)亂流痕

亂流痕是指在PC制品上出現(xiàn)以澆口為中心的不規(guī)則的流線現(xiàn)象。與“指紋”線不同的是，亂流痕是順著料流方向而不是垂直料流方向出現(xiàn)。其原因可能是由于被注射到模腔的熔料受到大的沖擊，從而在冷模上時粘時滑所致。

其解決方法是：

• 提高熔體溫度，以減少熔體的過早冷卻;

• 提高模具溫度，特別是出現(xiàn)亂流痕部位的溫度，以防止熔料在模腔內(nèi)過早冷卻而滑動;

• 采用多級注射，將出現(xiàn)亂流痕部位的注射速率、注塑壓力適當(dāng)降低;

• 改變澆口位置，以改變?nèi)哿系牧鲃臃绞?

• 加大冷料阱，防止冷料在模內(nèi)滑動;⑥改用流動性好的料，使熔料充模順暢。

   

三、制品出現(xiàn)冷料斑

冷料斑是PC制品澆口部位常見的缺陷之一，其現(xiàn)象是制品近澆口處帶有霧色或亮色的糊斑，或來自澆口的粘在制品表面的宛若蚯蚓的彎曲疤痕。

其形成的原因主要是由進(jìn)入模腔的熔料前鋒冷料的推進(jìn)或因過度保壓作用而后來擠進(jìn)模腔的冷料造成的，前鋒料因為噴嘴與冷模板接觸或流道的冷卻作用傳走了熱量，在進(jìn)人模腔時，又有隨之而來的熱熔體的推擠，于是就形成了冷料斑。

冷料斑在較薄的制品上將被攤開而成為煙霧狀或糊狀混濁斑痕，而在自由流動的厚壁制品上將留下一條彎曲走向形如蚯蚓的疤痕。至于由過度保壓作用所形成的冷料斑，是因保壓時間過長，在保壓壓力過大的情況下將流道、澆口上的冷料繼續(xù)擠進(jìn)制品所致，這種冷料斑往往使靠近澆口的一片很小的范圍形成圓形的亮斑。

還有一種是熔料快速擠進(jìn)小的澆口而在澆口周圍造成熔體破裂，或因模內(nèi)氣體的干擾使?jié)部谔幊霈F(xiàn)煙云狀或光芒狀亮斑。冷料斑不但損害了制品的表觀質(zhì)量，而且影響后續(xù)工序如噴涂或電鍍的效果，也不同程度地降低了制品的力學(xué)強(qiáng)度。對此缺陷可采取的解決措施為：

• 調(diào)高機(jī)筒和噴嘴溫度，提高模具溫度，以減少冷料的影響;

• 減慢注射速率，增加注塑壓力，以免熔體破裂或模內(nèi)氣體的干擾;

• 調(diào)節(jié)注射時間和保壓時間，避免過量充填;

• 合理的模具澆口設(shè)計可以預(yù)先減少或避免冷料斑的形成，傳統(tǒng)而有效的方法是在流道末端開設(shè)冷料阱，使前鋒料陷人阱內(nèi)而不致進(jìn)人模腔，而有些模具除設(shè)冷料阱外，還需要考慮澆口的形式、大小和位置的合理性;

• 加強(qiáng)模具排氣;

• 去除料中污染物，強(qiáng)化物料的干燥效果，減少或調(diào)換潤滑劑，盡量少用脫模劑。

四、透明制品的內(nèi)應(yīng)力

在生產(chǎn)PC透明制品如太陽鏡、擋風(fēng)罩、眼罩等制件時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)制品變形、散光、透明度不好及開裂等現(xiàn)象，這主要是由于制品內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力的緣故。其實在不透明制品內(nèi)部也存在內(nèi)應(yīng)力，只是表現(xiàn)不明顯罷了。

內(nèi)應(yīng)力是指在沒有外力的情況下，塑料內(nèi)部由于成型不當(dāng)、溫度變化等原因所產(chǎn)生的應(yīng)力，其本質(zhì)是塑料分子高彈變形被凍結(jié)在制品內(nèi)而形成的。塑料制品的內(nèi)應(yīng)力可影響制品的力學(xué)性能和使用性能，如產(chǎn)生翹曲、變形甚至細(xì)小裂縫；制品光學(xué)性能變差、制品變渾濁等。內(nèi)應(yīng)力還會使注塑制品在流動方向上顯示出較高的力學(xué)性能，而垂直于流動方向的強(qiáng)度則較低，使制品性能不均勻，從而影響制品的使用。特別是當(dāng)制品受熱或與有機(jī)溶劑接觸時將會加速制品開裂。
PC制品的內(nèi)應(yīng)力主要是由取向應(yīng)力和溫度應(yīng)力引起的，有時也與脫模不當(dāng)有關(guān)。
(1) 取向應(yīng)力

注塑制品內(nèi)部大分子取向后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成應(yīng)力集中。在注塑時熔體迅速冷卻，在較低溫度下熔體粘度較高，取向的分子不能充分松弛，如此產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對制品的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性都有影響。所以熔體溫度對取向應(yīng)力的影響最大，提高熔體溫度時熔體粘度下降，因而剪切應(yīng)力和取向降低。

此外，在高的熔體溫度下取向應(yīng)力的松弛程度較大，但當(dāng)粘度降低時，注塑機(jī)螺桿傳遞到模腔的壓力增大，可能使剪切速率提高，導(dǎo)致取向應(yīng)力增大。保壓時間太長，取向應(yīng)力增大; 提高注塑壓力同樣會因剪切應(yīng)力和剪切速率的增加而引起取向應(yīng)力的增大。制品厚度對內(nèi)應(yīng)力也有影響，取向應(yīng)力隨制品厚度的增加而降低，因為厚壁制品冷卻緩慢，熔體在模腔內(nèi)冷卻、松弛時間較長，取向分子有充足的時間回到無規(guī)狀態(tài)。若模具溫度高，熔體冷卻緩慢，可使取向應(yīng)力減小。

(2)溫度應(yīng)力

塑料在注塑時熔體溫度和模具溫度之間溫差很大，這使靠近模壁的熔料冷卻較為迅速，因而產(chǎn)生了在制品體積內(nèi)分布不均勻的應(yīng)力。由于PC的比熱容較大，導(dǎo)熱系數(shù)小，制品表面層比內(nèi)層冷卻快得多，制品表面所形成的凝固殼層會阻礙內(nèi)部繼續(xù)冷卻時的自由收縮，其結(jié)果引起制品內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力而在外層則產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。熱塑性塑料由收縮產(chǎn)生的應(yīng)力越大，則材料在模內(nèi)因壓實作用所產(chǎn)生的應(yīng)力越低，即保壓時間短，保壓壓力低，可大大減小內(nèi)應(yīng)力。

制品形態(tài)和尺寸對內(nèi)應(yīng)力也有很大的影響。制品表面積與體積之比越大，表面冷卻越快，取向應(yīng)力、溫度應(yīng)力也越大。取向應(yīng)力主要產(chǎn)生在制品薄的表層內(nèi)，因此，可以認(rèn)為取向應(yīng)力應(yīng)該隨制品表面對其體積之比的增加而增大。若制品厚度不均勻或制品帶有金屬嵌件都容易產(chǎn)生取向應(yīng)力，所以嵌件和澆口都宜設(shè)置在制品厚壁處。

通過以上分析可知，由于PC塑料的結(jié)構(gòu)特征及注塑工藝條件的限制，要完全避免內(nèi)應(yīng)力是不可能的，只能盡量減小內(nèi)應(yīng)力或盡量使內(nèi)應(yīng)力在制品內(nèi)分布均勻。其方法是：

• 注射溫度對制品內(nèi)應(yīng)力大小影響很大，因此要適當(dāng)?shù)靥岣邫C(jī)筒溫度，保證物料塑化良好，使組分均勻以降低收縮率，減小內(nèi)應(yīng)力；提高模具溫度，使制品冷卻緩慢，以松弛取向分子，降低內(nèi)應(yīng)力。

• 過高的注塑壓力可使塑料分子取向作用增大而產(chǎn)生較大的剪切力，使塑料分子有序排列，制品取向應(yīng)力增大，因此，要盡量采用較低的注塑壓力；若保壓時間太長，模內(nèi)壓力由于補(bǔ)壓作用而提高，熔料產(chǎn)生較高的受擠壓效應(yīng)，分子取向程度提高，使制品內(nèi)應(yīng)力增大，因此保壓時間不宜太長。

• 注射速率對注塑件內(nèi)應(yīng)力的影響比溫度、壓力等因素要小得多，不過最好采用變速注射，即快速充模，當(dāng)模腔充滿后改用低速，變速注射一方面充模過程快，減少熔接痕，另一方面低速保壓可減少分子取向。

• 合理設(shè)計澆口位置，扁平制品最好采用縫形、扇形澆口；頂出裝置應(yīng)設(shè)計成大面積頂出；脫模斜度要大。

• 盡可能使用較好的料 (含雜質(zhì)少，分子質(zhì)量大)，不用澆口料。

• 當(dāng)制品帶有金屬嵌件時，嵌件材料需預(yù)先加熱(一般要求達(dá)200℃左右)，以防止金屬材料與塑料材料線脹系數(shù)不一致而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。過渡處需用圓弧過渡。

• 出模后可用熱處理方法消除內(nèi)應(yīng)力。熱處理的溫度為120℃左右，時間2h左右。其實質(zhì)是使塑料分子中的鏈段、鏈節(jié)有一定的活動能力，凍結(jié)的彈性變形得到松弛，取向的分子回到無規(guī)狀態(tài)。

• 最好不用脫模劑，否則易引發(fā)內(nèi)應(yīng)力，造成制品不透明、斑紋或開裂。