PC材料
關注創建者：匿名 創建時間：2022-07-28
PC材料的視頻教程
LSDYNA小球撞擊夾層玻璃近場動力學數值模擬
主要信息下： 夾層玻璃上下兩層為玻璃，中間層為PC，總大小100mm×100mm×9mm，小球直徑10mm； 玻璃為DP本構，PC為彈性材料，小球為剛體，初速度30m/s。
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PC材料的實例教程
PC材料具有重量輕、透明度高、抗沖性能好、尺寸穩定性好、耐候、電氣絕緣特性佳、易加工成型的特點，通常有增韌、增強、阻燃等幾種改性方法。改性之后的PC材料性能更優，應用更為廣泛，應用于汽車零部件、OA產品、電子電器等領域。
PC材料的幾種改性方法
PC材料主要有阻燃、增強、增韌等幾種改性方法。
阻燃PC材料：材料阻燃性能符合行業UL94 V0/1.5mm，可通過美國UL認證，落球沖擊可承受1.3m/500g鋼球自由落體撞擊，焊接可通過自由跌落測試，環保性能可達到ROHS、REACH等行業法規，熱變形溫度(1.82MPa/3.20mm)達到127℃。主要應用于高端充電器、燈頭、開關面板、OA設備等電子電器產品。
高流動阻燃PC材料：材料流動性好，易于成型，成型收縮率小，韌性較佳，可噴涂，可鐳雕，阻燃性好，可達UL V0/1.5等級。主要應用于三防手機、平板后殼、一體機電腦后蓋等。
增強PC材料：材料具有低浮纖、耐化學性好、噴油良率高、良好剛韌性平衡的特點，可應用于手機中框、打印機、復印機、照相機、學習機、光學器材外殼等。
增韌PC材料：材料具有良好的耐沖擊性能，沖擊性能可調節，成型收縮率小，尺寸穩定，具有良好的耐候性，低溫沖擊較高，可噴涂。主要應用于薄壁制品、汽車配件、手機等電子電器產品。
光擴散PC材料：材料具有高透光、高霧度、阻燃的特點，主要應用于LED燈用擠出燈管、光擴散板、LED燈用注塑球泡、燈罩等。
聚賽龍改性PC材料有阻燃PC材料、高流動阻燃PC材料、增強PC材料、增韌PC材料、光擴散PC材料等。
改性PC材料在各領域的應用
光學照明領域：PC材料用于LED照明領域、大型燈罩、防護視窗等。
電子電器領域：PC材料是優良的絕緣材料，用于制造絕緣接插件、線圈框架、管座、絕緣套管、電話機殼體及零件、礦燈的電池殼等。
展開 綜上所述，在1000s-1 的高應變率加載下，玻璃纖維增強 PC 復合材料的抗拉強度和破壞應變較準靜態加載時出現大幅增大的主要原因是：高應變加載下試件發生絕熱溫升，溫度的上升導致 PC 基體軟化，塑性變形程度加深，纖維在拔出過程中與 PC 基體間的黏附力增強。
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結論
(1) 玻璃纖維增強 PC 復合材料具有顯著的應變率敏感性，隨著應變率的增加，材料的拉伸強度和破壞應變均增加。
(2) 0°方向（即沿加載方向）的玻璃纖維能夠有效提升玻璃纖維增強 PC 材料的抗拉強度，45°和90°的玻璃纖維對材料拉伸強度和破壞應變增強效果不明顯，PC 基體在拉伸過程中起主要承載作用。
(3) 玻璃纖維增強 PC 復合材料在準靜態和中應變率加載下主要表現出纖維拔出、纖維斷裂、基體脆性斷裂以及纖維與基體脫粘 4 種失效模式；在高應變率加載下主要表現出纖維拔出、纖維斷裂、基體塑性變形、基體塑性斷裂、纖維與基體脫粘 5 種失效模式。
(4) 在高應變率加載下，因絕熱溫升現象導致 PC 基體軟化，黏附力和塑性變形增強，在纖維拔出、斷裂以及脫粘過程中，纖維/基體界面強度增加。此外，PC 基體的塑性變形是造成高應變率下玻璃纖維增強 PC 復合材料的抗拉強度和破壞應變大幅提升的主要原因。
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復合材料評價綜合解決方案
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展開 如果塑件要求有較高的抗沖擊性，那么就使用低流動率的PC材料；反之，可以使用高流動率的PC材料，這樣可以優化注塑過程。
PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物
1、典型應用范圍
計算機和商業機器的殼體、電器設備、草坪和園藝機器、汽車零件（儀表板、內部裝修以及車輪蓋）。
2、注塑模工藝條件
干燥處理：加工前的干燥處理是必須的。濕度應小于0.04%，建議干燥條件為90~110℃，2~4小時。
熔化溫度： 230~300℃。
模具溫度：50~100℃。
注射壓力：取決于塑件。
注射速度：盡可能地高。
3、化學和物理特性
PC/ABS具有PC和ABS兩者的綜合特性。例如ABS的易加工特性和PC的優良機械特性和熱穩定性。二者的比率將影響PC/ABS材料的熱穩定性。PC/ABS這種混合材料還顯示了優異的流動特性。
展開 結果討論
3.1 二次元影像測量分析
利用二次元影像測量儀（下文簡稱為二次元）對PC-1、PC-2、PC-3及PC-4和PC-5進行形貌分析；其通過二次元分析可得相應的形貌圖，分別見圖1和圖2；
圖1 PC-1、PC-2、PC-3料花的二次元形貌圖
從圖1可以看出三種改性PC制件表面均存在一些發亮的氣泡點，部分氣泡點存在交叉和部分破裂，推測是氣體隨著熔體向前流動，由圓形氣泡逐漸被拉成橢圓狀，以上過程與料花的形成機理的中氣泡的形成過程的基本一致，初步實現了料花的形成機理的可視化驗證。
另外從形貌圖可以看出制件表面的氣泡較為均勻的分布，說明氣體是在熔體流動過程中均勻的被帶到制件表面，可能是注塑加工過程中塑料成型階段產生的水氣導致的料花；水氣的來源可能是材料未充分烘干或者是加工環境濕度較大，材料發生重新吸水導致；因此在改性PC材料加工過程中未避免因水氣導致料花的產生需要充分干燥物料，且加工環境的濕度也需要進行把控。
展開 圖1 PP材料的真實應力-真實應變曲線
圖2 PC材料的真實應力-真實應變曲線
04 分析與討論
兩種方法均可以得出高應變速率下的應力-應變曲線,其在操作過程中差異明顯,但在結果上,對于進行測試的兩種材料而言,差異不大。
由圖1,2可見,采用方法擬合的曲線與采用直接測試得出的曲線在100,1 000 mm/s(高于最高測試速度兩個數量級)時吻合情況尚可,對于CAE模擬所需的關鍵數據可以得出較準確的值。但是仔細觀察兩個曲線,發現對于PP材料而言,隨著應變的增加,應力增加到最大值后變化幅度較小,而采用方程擬合法擬合時,由于方程本身的特性,達到屈服應力后,應力變化小,不會出現增加或降低很大的情況,與材料實際測試曲線吻合較好。而觀察PC的測試曲線時發現，PC材料本身的應力達到最大值后,由于材料本身的原因塑性段會出現一個急速的力值降低再升高的過程,而式(4)本身描述的曲線確是塑性應變很小的,可見,對于曲線類似PC類(塑性段應力值降低)的材料采用式(4)很難達到很好的擬合效果,但是對于彈性段和應力的擬合是可以接受的。
然而,在應力峰值出現后,受材料分子排布的剛性影響,真實應力隨著應變增加或降低的材料也是較多的，如果真的要達到一致性較高的模擬,可以建議在式(4)的基礎上加一個類似拋物線的參數項得到，即
(6)
其中,δ用來描述在應力出現峰值之后的應力下降,F為應力最小時的塑性應變值,H是高塑性應變時的極限應力。式(6)中的參數H仍然比式(4)中的σf稍大一些,因為要彌補由加入類拋物線參數項而引起地峰值之后的應力值降低。然而經過試驗證明,即使是添加了類拋物線的參數項,仍然很難達到類似前文中PP材料擬合的一致性,對于達到應力峰值后應力增加或降低的材料,無論是哪種CAE軟件中的本構關系,都很難達到一致性較高的擬合。
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例如：
?PPS（聚苯硫醚）?：具有優異的剛性和抗蠕變性，彎曲強度高于PA、PC等材料，但純PPS脆性較大，通過玻璃纖維增強后可提升沖擊強度和模量。?
?聚烯烴?：溫度影響顯著，低溫下彎曲強度和模量更高；通過共聚或添加彈性體（如POE）可平衡剛韌性。
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圖1 消費電子產品
聚碳酸酯（PC）及其復合材料因其優異的綜合性能，已成為高端電子產品外殼的首選材料。然而，該復合材料在服役時極易受到較強的沖擊載荷，因此，掌握纖維增強 PC 復合材料在寬應變率范圍內的力學行為特征和失效機理顯得尤為重要。
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其他關鍵性能參數的指導意義
吸濕性： 如PA（尼龍）、PBT、PC等材料對水分極其敏感。含水率超標的物料在注塑機料筒內高溫環境下，水分會汽化導致熔體出現水解降解，分子鏈斷裂。表現為制品表面銀紋、氣泡、強度驟降、沖擊韌性喪失。因此，吸濕性參數強制要求生產前必須進行嚴格的預干燥處理。
產品：開瓶器
材料：PC和TPE
方案：
威猛W918機械手將進料裝置內的金屬部件取出并鑲入模具，隨后進行PC材料的射出包覆。射出成型后的基礎件通過旋轉單元傳遞至第二工位，進行TPE材料的二次射出，以增強產品的握持手感。最終成品被放置在內置的傳送帶上，完成整個生產過程。
點選材料展開材料樹形圖后從 EM#1 及 EM#2 下拉選單中選取 材料精靈 即會開啟 Moldex3D 的材料庫；在材料精靈中，切換 Moldex3D 頁簽，EM#1 選取 PC材料中 的 ApecDP9-9331，EM#2 選取 PC 材料中的 ApecDP9-9341。
圖 7 是 PC 材料射出平板成品，退火前后之應力偏光觀測。而圖 8 與圖 9 是多種透明性塑膠材料之圓片成品，在有無經過偏光照射時之應力分布觀察情況，由此可明顯得知不同塑料對成型應力之敏感性。
型創科技 / 王海滔應用工程師
案例介紹
成品尺寸：長145，寬75，高9.5 (mm)
成品厚度：平均厚度1.2 (mm)
澆道系統：冷澆道塑料
使用材料：PC
分析重點
如圖1該產品為一款手機背殼，在攝像頭孔洞邊緣有減薄設計?？蛻粼诂F場試模中發現圖2產品澆口背面出現凹痕問題，圖3孔洞出現明顯縫合線。這些缺陷嚴重影響外觀質量，無法通過驗收。
由于在隨機振動基于線性動力學原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設定相關的 fastener 點焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應的連接關系。
兩端所對應的 PSD 譜線如下圖。請注意該曲線的頻率截斷在 200Hz 處。
圖1 PP材料的真實應力-真實應變曲線
圖2 PC材料的真實應力-真實應變曲線
2 壓縮試驗
壓縮試驗是評估材料在受到壓力作用時的抗壓性能和變形特性的一種方法。通過在不同應力水平下的壓縮試驗，可以獲取材料的屈服強度、壓縮模量、壓縮強度等關鍵參數。
非結晶性材料有PC、M-PPO、PEI、PC/ABS……等，將非結晶性材料依各自的溫度測試排列如下：
*1：RTI 有三種測試，有時會介于HDT 上下。
*2：維卡軟化點測試的結果與Tg 點較接近，可將為卡軟化點近視同為Tg。
