大尺寸聚碳酸酯材料制造工艺及其应用研究

高分子材料如聚碳酸酯材料已经成为高强度高透明度的选择。各国都就相关工艺的改进和研究做了大量的工作。现代战斗机多采用直接成型的的无故架飞机透明件,它能降低透明件的成本, 提高透明件的性能,增加透明件的寿命,同时具有可靠性、易维修性,而且大大加强了飞机透明件的设计和生产能力。这就要求大尺寸高分子制件的制作的工艺更加成熟,该项研究在将来将有更为广阔的研究前景。

大尺寸聚碳酸酯材料制造工艺及其应用研

究

Tarys

摘要：高分子材料如聚碳酸酯材料已经成为高强度高透明度的选择。各国都就相关工艺的改进和研究做了大量的工作。现代战斗机多采用直接成型的的无故架飞机透明件，它能降低透明件的成本, 提高透明件的性能，增加透明件的寿命,同时具有可靠性、易维修性,而且大大加强了飞机透明件的设计和生产能力。这就要求大尺寸高分子制件的制作的工艺更加成熟，该项研究在将来将有更为广阔的研究前景。

关键词：聚碳酸酯；大尺寸制件；制造工艺

1 背景

聚碳酸酯（Polycarbonate，缩写PC）是一种无定形、无味、透明的热塑性工程塑料，具有优良的机械强度、延伸性、尺寸稳定性和良好的透明性（其透光率可达90%），较好的耐热性能、耐紫外辐射及电绝缘性，具有易增强、阻燃、无毒、卫生、能着色等优点。还可以对聚碳酸酯进行改性，以降低成本或获得具有某些特定功能的聚合物材料。

目前，聚碳酸酯制品已广泛应用于汽车、电子电器、光盘、建筑材料、机械零件、医疗保健和家庭用品等领域，在美国、日本与西欧各国，聚碳酸酯应用的最大市场是汽车行业，它在汽车照明灯罩和汽车玻璃领域已经有着广泛应用。在航空航天领域，聚碳酸酯最初只是用于飞机的座舱罩和挡风玻璃，随着对聚碳酸酯研究的不断深入，其在航空航天领域的应用越来越多。

2005年，我国已成为世界第三大汽车生产国，这说明聚碳酸酯在我国汽车行业的应用极具潜力。但是国内目前尚没有采用聚碳酸酯加工汽车车窗和车身壳体等复杂形面制件的相关技术的报道，因此开发具有自主产权的大尺寸聚碳酸酯透明件意义重大。

2 制造工艺

1、对聚碳酸酯板材高温力学拉伸性能的相关研究结果有如下结论：

1）聚碳酸醋板材成形性能比较好的温度区间是120℃-130℃，位移速度为30mm/min。此时其延伸率、抗拉屈服强度、流动应力及其它重要性能均表现良好。

2）聚碳酸醋板材在110℃以下时, 表现出强大的抗拉强度和弹性模量, 但是其韧性不足。

3）用气压胀形法加工聚碳酸醋板材的温度应不得高于140℃。[1]

2、对聚碳酸酯的KDSGZ 本构模型研究成果如下式：

1 Ch( ,T) e3 ( , ,T) K f( ) Ch( ,T) 3 n 1 sC3h(,T) 1 e

mT (ln(g( ,T)) C4) f( ) h( ,T) e C1 C2 f( ) (e )(1 e)，h( ,T) e，g( ,T)是h( ,T)的无量纲形式。其中[2]

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