البولي كربونات (PC) من أكثر أنواع اللدائن الحرارية الهندسية تنوعًا، ويُستخدم في عدسات السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية والنظارات ومعدات الحماية. تجعله مقاومته العالية للصدمات وشفافيته البصرية وثبات أبعاده مثاليًا للتطبيقات الصعبة. مع ذلك، من عيوب البولي كربونات المعروفة انخفاض صلابة سطحه، مما يؤدي إلى ضعف مقاومته للخدوش والتآكل، خاصةً في ظل الاحتكاك المتكرر أو الظروف القاسية.
إذن، كيف يمكن للمصنعين تحسين متانة سطح البولي كربونات دون المساس بشفافيته أو خصائصه الميكانيكية؟ دعونا نستكشف مجموعة من الحلول الفعالة والتقنيات المعتمدة في هذا المجال للتغلب على هذه التحديات.
الحل: الجمع بين تحسينات المعالجة وتعديلات خصائص السطح مع تقنيات الحماية المتقدمة.
1. إضافات أساسها السيليكون: التزييت الداخلي
يمكن أن يؤدي دمج إضافات السيليكون عالية الأداء، مثل بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS) أو الخلطات الرئيسية القائمة على السيلوكسان مثل Dow MB50-001 وWacker GENIOPLAST وSILIKE Silicone Masterbatch LYSI-413، في تركيبات البولي كربونات (PC) إلى تحسين أداء المادة بشكل ملحوظ. باستخدام هذه الإضافات بنسبة تتراوح بين 1 و3%، يمكنك تقليل معامل الاحتكاك بشكل فعال، مما يحسن مقاومة الخدش ومتانة المنتج.
الفوائد الرئيسية: لا تحافظ هذه الإضافات السيليكونية، كمواد مضافة ومُعدِّلة لمعالجة البولي كربونات، على شفافية البولي كربونات فحسب، بل تعزز أيضًا انسيابية سطحه. وينتج عن ذلك انخفاض ملحوظ في تلف السطح أثناء الاحتكاك، مما يؤدي في النهاية إلى إطالة عمر المنتج.
نصيحة عملية: لضمان الأداء الأمثل، من الضروري تحقيق التشتت المناسب من خلال البثق اللولبي المزدوج، مما يساعد على منع انفصال الطور ويزيد من فوائد الإضافات.
شركة تشنغدو سيليك للتكنولوجيا المحدودة هي مورد صيني رائد لـإضافات السيليكون للبلاستيك المعدلتقدم الشركة حلولاً مبتكرة مصممة لتحسين أداء ووظائف مختلف المواد البلاستيكية. ومن أبرز منتجاتها...مادة السيليكون المركزة SILIKE LYSI-413،تركيبة حبيبية عالية الفعالية تحتوي على 25% من بوليمر السيلوكسان ذي الوزن الجزيئي العالي جدًا، مُشتت في البولي كربونات (PC). يُعد هذا المُضاف السيليكوني فعالًا بشكل خاص لأنظمة الراتنج المتوافقة مع البولي كربونات. فهو يُحسّن خصائص المعالجة وجودة السطح من خلال تعزيز انسيابية الراتنج، وتسهيل ملء القالب وفكه، وتقليل عزم دوران الطارد، وخفض معامل الاحتكاك، وتوفير مقاومة فائقة للخدوش والتآكل. بالإضافة إلى ذلك، يعمل هذا المُركّز السيليكوني كمادة مُضادة للخدش، مما يجعله حلاً ممتازًا لزيادة مقاومة منتجات البولي كربونات للخدش، وبالتالي تحسين أدائها العام ومتانتها.
2. طلاءات صلبة قابلة للتصلب بالأشعة فوق البنفسجية بتقنية النانو
استخدم طلاءات صلبة متطورة قائمة على السيليكون أو طلاءات هجينة عضوية-غير عضوية (مثل Momentive SilFORT AS4700 أو DuraShield من PPG). تحقق هذه الطلاءات صلابة قلم رصاص تصل إلى 7H-9H، مما يحسن مقاومة الخدش بشكل كبير.
قم بدمج الطلاءات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية مع الجسيمات النانوية (مثل السيليكا أو الزركونيا) لزيادة مقاومة التآكل بشكل أكبر.
الفائدة: يوفر حاجزًا واقيًا ضد الخدوش والمواد الكيميائية والتلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية، وهو مثالي للتطبيقات البصرية والسيارات.
التطبيق: استخدم الطلاء بالغمس أو الطلاء بالرش أو الطلاء بالتدفق للحصول على سمك موحد (5-10 ميكرومتر).
3. تقوية المواد النانوية المركبة
أضف مواد نانوية مالئة مثل السيليكا النانوية أو الألومينا أو أكسيد الجرافين (بنسبة 0.5-2% وزناً) إلى مصفوفة البولي كربونات. تزيد هذه المواد من صلابة السطح وتحسن مقاومة التآكل دون التأثير بشكل ملحوظ على الشفافية إذا كان حجم الجسيمات أقل من 40 نانومتر.
مثال: تشير الدراسات إلى أن إضافة 1% من السيليكا النانوية إلى البولي كربونات يمكن أن تحسن مقاومة التآكل بنسبة 20-30%.
نصيحة: استخدم مواد التوافق (مثل عوامل اقتران السيلان) لضمان التشتت الموحد وتجنب التكتل.
4. مزيج PC لأداء متوازن
امزج البولي كربونات مع بولي ميثيل ميثاكريلات (بنسبة 10-20%) لتعزيز صلابة السطح، أو مع بولي بيوتيلين تيريفثالات لتحسين المتانة ومقاومة التآكل. توازن هذه الخلطات بين مقاومة الخدش وقوة تحمل الصدمات المتأصلة في البولي كربونات.
مثال: يمكن لمزيج PC/PMMA بنسبة 15٪ PMMA أن يزيد من صلابة السطح مع الحفاظ على الوضوح لتطبيقات العرض.
تنبيه: يجب تحسين نسب الخلط لتجنب المساس بالاستقرار الحراري أو المتانة للبولي كربونات.
5. تقنيات تعديل الأسطح المتقدمة
المعالجة بالبلازما: يتم تطبيق تقنية الترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما (PECVD) لترسيب طبقات رقيقة وصلبة مثل أكسيد نتريد السيليكون (SiOxNy) على أسطح البولي كربونات. وهذا يحسن مقاومة الخدش وخصائص التآكل.
التشكيل بالليزر: إنشاء نسيج دقيق أو نانوي على سطح الكمبيوتر لتقليل مساحة التلامس وتخفيف الخدوش، مما يحسن المتانة الجمالية.
الفائدة: يمكن أن يقلل التخشين من الخدوش المرئية بنسبة تصل إلى 40٪ في التطبيقات عالية الاحتكاك.
6. تركيبات إضافية لتحقيق التآزر
يمكن دمج إضافات السيليكون مع إضافات وظيفية أخرى مثل مساحيق البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) الدقيقة (0.5-1%) للحصول على تأثيرات تآزرية. يعزز البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) خاصية التزييت، بينما يحسن السيليكون مقاومة التآكل.
مثال: يمكن لمزيج من 2% من مادة السيليكون الرئيسية و0.5% من مادة PTFE أن يقلل من معدلات التآكل بنسبة 25% في التطبيقات الانزلاقية.
7. ظروف المعالجة المُحسّنة:
استخدم الخلط عالي القص لتوزيع الإضافات والحشوات بشكل متجانس. حافظ على درجات حرارة معالجة البولي كربونات (260-310 درجة مئوية) لتجنب التلف.
استخدم تقنيات التشكيل الدقيق (مثل التشكيل بالحقن باستخدام قوالب مصقولة) لتقليل عيوب السطح التي يمكن أن تسبب الخدوش.
قم بتلدين الأجزاء المقولبة عند درجة حرارة 120-130 درجة مئوية لتخفيف الإجهادات الداخلية، مما يحسن أداء التآكل على المدى الطويل.
متابعة الابتكارات: الطلاءات ذاتية الإصلاح وطلاءات الكربون الشبيه بالماس في ازدياد
تُقدّم التقنيات الناشئة، مثل الطلاءات ذاتية الإصلاح (القائمة على كيمياء البولي يوريثان أو السيلوكسان) وطلاءات الكربون الشبيه بالماس (DLC)، حلولاً مستقبلية لتطبيقات الحواسيب الشخصية فائقة المتانة وعالية الاستخدام. ورغم أن تكلفتها لا تزال باهظة بالنسبة للمنتجات الموجهة للسوق العامة، إلا أن هذه التقنيات تُبشّر بمستقبل واعد في مجالات الإلكترونيات الفاخرة والسيارات والفضاء.
النهج الموصى به لتحقيق الأداء الأمثل في اللدائن الحرارية الهندسية
بالنسبة للمصنعين الذين يبحثون عن حل عملي وقابل للتطوير لتحسين متانة سطح أجهزة الكمبيوتر، نوصي بما يلي:
1)مادة مضافة من السيليكون فائق الوزن الجزيئي بنسبة 2% لتزييت داخلي
2) طلاء بالأشعة فوق البنفسجية قائم على السيلوكسان + 1% من السيليكا النانوية لزيادة صلابة السطح
3) تقنية التشكيل الدقيق بالليزر لإخفاء الخدوش
يوفر هذا النهج الثلاثي توازناً بين الكفاءة من حيث التكلفة، والتوافق مع عمليات التصنيع، والأداء، مما يجعله مثالياً للمنتجات المعرضة للاستخدام اليومي والتي تتطلب جماليات تدوم طويلاً.
مثبتة في الصناعة
بحسب تقرير صادر عن MarketsandMarkets عام 2024، من المتوقع أن يتجاوز حجم سوق الطلاءات الصلبة العالمية 1.3 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2027، مدفوعًا بالطلب المتزايد على البلاستيك المقاوم للخدش في شاشات السيارات والأجهزة المحمولة والعدسات البصرية. ويتمتع مصنّعو المواد ومركّبوها، الذين يدمجون إضافات متعددة الوظائف وحشوات نانوية، بموقعٍ متميزٍ لقيادة الجيل القادم من المنتجات المتينة القائمة على البولي كربونات.
هل أنت مستعد لتعزيز مقاومة البلاستيك الهندسي الخاص بك، مثل البولي كربونات، للخدوش والتآكل؟
استكشف SILIKEمادة مضافة للبلاستيكحلول تعمل على تحسين خصائص المعالجة والسطح لتلبية متطلبات المتانة الخاصة بك.
For further information, please visit our website at www.siliketech.com, or contact us at Tel: +86-28-83625089 or via email at amy.wang@silike.cn. we provide حلول فعالة لمعالجة البلاستيك.
تاريخ النشر: 2 يوليو 2025
