PC/PET合金的特性

PC/PET 合金是聚碳酸酯（PC）与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）通过共混 改性形成的高性能工程塑料，结合了两者的优势，同时改善单一材料的缺陷。其特性可从物理性能、热性能、加工性能、化学性能等维度解析，以下是详细说明：

一、物理性能：力学均衡与外观特性

1. 力学性能

• 高强度与韧性平衡：

• PC 的高冲击韧性（缺口冲击强度可达 60~80 kJ/m²）与 PET 的刚性（弯曲模量 1500~2500 MPa）协同作用，使合金兼具抗冲击性和结构强度，优于单一材料。

• 典型应用：汽车结构件（如门把手、镜架）需同时承受冲击和长期负载。

• 玻纤增强后性能跃升：

• 加入 10%~30% 玻纤后，拉伸强度提升至 100~150 MPa（纯 PC 约 65 MPa，纯 PET 约 55 MPa），弯曲模量可达 4000~6000 MPa，接近金属材料。

• 缺点：玻纤分散不均易导致表面浮纤，需优化螺杆剪切设计。

2. 外观与表面特性

• 透明度可调：

• 未增强合金可保持 PC 的部分透明性（透光率约 50%~70%），适合需透光的电子设备面板；

• 玻纤增强后呈乳白色，表面光泽度降低（60° 光泽度≤40 GU），需通过模具抛光或表面处理改善。

• 成型收缩率低：

• 收缩率 0.4%~0.8%（纯 PC 为 0.5%~0.7%，纯 PET 为 1.0%~1.5%），尺寸稳定性优于 PET，适合精密注塑件（如齿轮、连接器）。

二、热性能：耐高温与尺寸稳定

1. 耐热性显著提升

• 热变形温度（HDT）：

• 非增强合金：120~135℃（高于 PET 的 70~90℃，接近 PC 的 130℃）；

• 30% 玻纤增强后：可达 210~230℃，适用于发动机周边部件（如散热格栅、传感器外壳）。

• 长期使用温度：

• 空气环境下可长期耐受 120~140℃（PET 仅为 80~100℃），满足汽车内饰件耐老化需求。

2. 结晶特性与热稳定性

• PET 的结晶诱导作用：

• PET 的结晶行为可降低 PC 的无定形结构比例，减少高温下的蠕变，提升热变形抗力；

• 但需控制结晶度（通常 20%~30%），过高结晶度会导致韧性下降。

• 热氧稳定性：

• 需添加抗氧剂（如受阻酚类）抑制 PC/PET 酯基在高温下的水解，延长加工窗口（滞留时间≤30 分钟 @280℃）。

三、加工性能：流动性与工艺适配

1. 熔体流动性改善

• PET 降低熔体粘度：

• PET 的熔融粘度低于 PC，共混后合金流动性提升（熔体流动速率 MFR 从 PC 的 5~10 g/10min 提升至 8~15 g/10min），适合薄壁件（壁厚≤1.2 mm）。

• 加工温度窗口：

• 注塑温度：250~280℃（PC 需 280~320℃，PET 需 260~290℃），重叠区间减少热降解风险；

• 螺杆转速：50~80 r/min，避免高剪切导致 PET 降解（产生乙醛）。

2. 吸湿性与干燥要求

• PC/PET 均需干燥：

• 吸水率：PC 约 0.15%，PET 约 0.08%，混合后需在120℃下干燥 4~6 小时，含水率控制＜0.02%，否则制品易出现气泡、银纹。

3. 模具温度影响

• 低温模具（50~70℃）：

• 抑制 PET 结晶，获得无定形结构，提升透明性和韧性，但尺寸稳定性略下降。

• 高温模具（80~100℃）：

• 促进 PET 结晶，提高刚性和耐热性，但可能导致 PC 应力开裂，需配合退火处理（100℃×2 小时）。

四、化学性能：耐溶剂与环境应力

1. 耐化学腐蚀性

• 优于 PC 的耐油性：

• PET 的酯基结构使其耐汽车燃油（如汽油、柴油）和润滑油性能显著优于 PC（PC 易被溶剂溶胀），适合汽车油路部件。

• 耐酸碱性局限：

• 强酸（如硫酸）、强碱（如 NaOH）会加速酯基水解，需避免接触；

• 耐水性：长期浸泡（＞72 小时）可能导致分子量下降，拉伸强度降低约 10%~15%。

2. 环境应力开裂（ESC）

• PC 的应力敏感性改善：

• PET 的结晶相可阻碍 PC 链段运动，降低溶剂（如醇类）引发的应力开裂风险，适合需接触清洁剂的家电部件。

五、功能性改性：拓展应用边界

1. 阻燃改性

• 无卤阻燃体系：

• 添加磷系阻燃剂（如磷酸酯）或硅系阻燃剂，可使合金达到 UL94 V-0 级（1.5 mm 厚度），同时保持力学性能；

• 需注意阻燃剂与 PC/PET 的相容性，避免析出影响外观。

2. 抗静电与导电改性

• 碳纳米管 / 碳纤维填充：

• 加入 3%~5% 碳纳米管可使表面电阻率降至 10⁶~10⁹ Ω，满足电子元件抗静电包装需求；

• 碳纤维增强（10%~15%）可赋予导电性（体积电阻率＜10³ Ω・cm），用于 EMI 屏蔽部件。

3. 耐候性增强

• 添加紫外线吸收剂：

• 苯并三唑类紫外线吸收剂可将氙灯老化 500 小时后的黄变指数（ΔYI）从 15 降至 5 以下，适合户外灯具外壳。

六、与其他合金的对比

总结：核心优势与局限性

• 优势：

1. 力学性能均衡（强韧性兼备）；

2. 耐热性优于多数工程塑料合金；

3. 耐油性突出，适合汽车领域；

4. 加工窗口宽于纯 PC。

• 局限：

1. 耐水解性差，需避免长期接触水或蒸汽；

2. 玻纤增强后表面质量难控制；

3. 价格高于 PC/ABS 等通用合金（成本约高 10%~20%）。

PC/PET 合金通过改性设计，可在汽车、电子、工业等领域替代传统金属和单一工程塑料，尤其在需要综合力学性能与耐热性的场景中表现优异。