PC/PET合金的加工成型

PC/PET 合金的加工成型需兼顾两种树脂的特性差异（如熔融温度、黏度匹配性），通过合理的工艺参数和设备配置实现均匀塑化与稳定成型。以下是其核心加工要点、工艺参数及常见问题解决方案：

一、加工前准备：原料干燥与设备清洁

1. 原料干燥

• 必要性：PC 和 PET 均为吸湿性树脂，水分会导致水解降解（PC 水解产生碳酸酯基团，PET 水解断链），表现为制品表面银丝、气泡或力学性能下降。

• 干燥工艺：

  原料类型	干燥温度（℃）	干燥时间（h）	含水率控制
  未增强 PC/PET	120~130	4~6	≤0.02%
  玻纤 / 碳纤增强	130~140	6~8	≤0.015%

• 操作要点：

• 使用热风循环干燥箱或除湿干燥机，避免干燥后的原料暴露在空气中超过 30 分钟。

• 回收料需单独干燥，且添加比例≤30%（避免分子量下降导致熔体强度不足）。

2. 设备清洁

• 料筒与螺杆：

• 避免残留 PVC、PA 等含卤素或强极性树脂，需用 PC 原料（未加阻燃剂）或专用螺杆清洗剂（如 Colorcon Purge Compound）清洗，温度设定比 PC 熔融温度高 10~20℃。

• 模具清洁：

• 成型前用酒精或专用模具清洁剂去除油污，避免油脂高温碳化污染熔体（尤其透明制品）。

二、注塑成型：核心工艺参数控制

1. 温度控制

• 料筒温度：

• PC 段：240~280℃（根据分子量调整，高分子量 PC 需上限温度），避免超过 300℃导致 PC 降解（产生酚类物质，制品发黄）。

• PET 段：250~290℃，玻纤增强级 PET 需提高 10~20℃以改善流动性，但超过 295℃易导致 PET 热氧化（端羧基含量增加，制品变脆）。

• 建议组合：采用渐变式料筒温度（如喂料段 240℃→压缩段 260℃→计量段 275℃），确保 PC 与 PET 充分熔融相容。

• 模具温度：

• 通用件：60~80℃，提高结晶度（PET 结晶度提升至 30%~40%），改善制品刚性。

• 透明制品：80~100℃，降低内应力（双折射值≤50 nm/mm），避免光学畸变。

• 薄壁制品：40~60℃，缩短冷却时间（成型周期可减少 10%~15%），但需注意熔体充模压力不足。

2. 压力与速度

• 注射压力：

• 常规件：80~120 MPa，玻纤增强级需提高至 120~150 MPa（克服填料阻力）。

• 薄壁件 / 复杂结构：150~180 MPa，防止短射（如壁厚＜1.2 mm 的连接器外壳）。

• 保压压力：注射压力的 60%~80%，保压时间 5~15 s（根据制品厚度调整，厚壁件需延长至 20 s 以上），减少缩孔（如＞3 mm 厚度的齿轮箱）。

• 注射速度：

• 中速填充：3~5 cm³/s，避免高速剪切导致 PC 降解（发黄）或 PET 取向过度（制品翘曲）。

• 透明制品：采用多级射速（前段低速 1 cm³/s→后段中速 3 cm³/s），减少熔接痕（如光学透镜支架）。

3. 螺杆设计

• 长径比（L/D）：20~24:1，压缩比 1.8~2.2:1，确保物料充分熔融混合（尤其非相容体系需增加剪切段）。

• 特殊结构：

• 加装屏障型螺杆头（如 Dray 螺杆头），减少滞留风险（PC/PET 停留时间＞5 分钟易降解）。

• 玻纤增强料需用耐磨螺杆（如表面镀硬铬，硬度≥55 HRC），防止螺杆磨损（寿命可延长至 10 万模次以上）。

三、挤出成型：板材、管材与异型材

1. 板材 / 片材生产

• 工艺要点：

• 熔体温度：250~280℃，模头温度比料筒温度低 5~10℃，减少熔体胀大（Blow-up Ratio 控制在 1.2~1.5）。

• 冷却辊温度：30~50℃，低温辊（30℃）可生产无定形透明片材，高温辊（50℃）促进 PET 结晶，提高刚性（弹性模量增加 20%）。

• 应用案例：

• 汽车仪表盘面板：厚度 2~3 mm，表面需电晕处理（表面张力≥42 mN/m）以提高涂层附着力。

2. 管材挤出

• 模具设计：

• 采用直角式机头，避免熔体滞留（死角角度＜30°），芯模温度比口模温度高 5~8℃，改善熔接效果。

• 定径与冷却：

• 真空定径（真空度 0.05~0.07 MPa），冷却水温 15~25℃，冷却长度 3~5 m，确保管材圆度公差≤±0.1 mm（如汽车制动油管）。

四、常见问题与解决方案

五、改性与加工协同优化

1. 相容剂选择

• 必要性：PC（极性）与 PET（半极性）相容性有限，需添加相容剂改善界面结合。

• 常用体系：

• 酯类相容剂：如 PET-G（ glycol-modified PET），添加量 2~4%，可使拉伸强度提升 15%~20%。

• 反应型相容剂：如马来酸酐接枝 POE（POE-g-MAH），与 PC/PET 端基反应形成化学键，缺口冲击强度可从 50 kJ/m² 提升至 80 kJ/m²。

2. 填料分散技术

• 玻纤增强：

• 采用长玻纤增强（LGF，长度 3~12 mm），需用专门的长玻纤喂料系统（如旁侧喂料机），避免玻纤过度剪切（保留长度≥2 mm，增强效果最佳）。

• 纳米填料：

• 纳米滑石粉（粒径≤100 nm）添加量 1~3%，可提高热变形温度 10~15℃，同时改善熔体流动性（MFR 提升 10%）。

六、环保与可持续性

• 回收利用：

• 清洁废料（无金属、涂层污染）可直接破碎回用，添加比例≤20% 时性能保持率≥90%（需重新干燥）。

• 混杂废料需通过密度分选（PC 密度 1.2 g/cm³，PET 1.38 g/cm³）或近红外光谱分拣，实现循环利用。

• 无卤阻燃：

• 采用磷系阻燃剂（如磷酸酯）替代溴系阻燃剂，满足 RoHS/REACH 标准，同时保持加工温度下的稳定性（分解温度＞300℃）。

总结：加工关键控制点

PC/PET 合金成型的核心在于平衡熔融相容性与冷却结晶行为：

• 相容控制：通过相容剂和螺杆剪切确保微观均匀分散（分散相粒径≤2 μm）。

• 结晶控制：模具温度决定 PET 结晶度，高温（＞80℃）提升刚性，低温（＜50℃）保留透明性。

• 趋势：随着微发泡技术（如 MuCell）和在线混合设备（如双螺杆挤出 - 注塑一体机）的应用，PC/PET 合金正朝着低能耗、高精度、复杂结构一次成型方向发展，例如集成嵌件成型（Insert Molding）的汽车电子模块，可减少二次加工成本 30% 以上。