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干貨！超韌PC在手機(jī)應(yīng)用中的五大關(guān)鍵問題
????????PC(聚碳酸酯)作為手機(jī)的一種基礎(chǔ)材料，在手機(jī)的Front Cover、Rear Cover、Battery Cover上得到廣泛的應(yīng)用。近年來手機(jī)外殼金屬化越來越成為一個(gè)趨勢(shì)，但PC由于其高性價(jià)比、易加工成型、造型豐富、適合做結(jié)構(gòu)復(fù)雜制件等優(yōu)點(diǎn)，仍然保持很高的競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有率，是手機(jī)領(lǐng)域最主要的基礎(chǔ)材料之一。
????????PC材料在手機(jī)外殼上的應(yīng)用，主要有以下部件(部分圖片摘自網(wǎng)絡(luò))：
????????不同手機(jī)部件其功能不同，結(jié)構(gòu)也大不相同，因此對(duì)材料的要求也不盡相同。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中，一種PC材料要同時(shí)滿足不同制件的不同功能要求，這對(duì)從事PC材料改性的大咖們提出了很高的挑戰(zhàn)。小編從某國(guó)際著名手機(jī)廠商了解到，使用超韌PC材料經(jīng)常遇到的問題：
????????表1：手機(jī)超韌PC材料在使用時(shí)遇到的問題
????????其中，流動(dòng)性和韌性是一個(gè)平衡問題，兩者很難同時(shí)達(dá)到完美的程度。手機(jī)制件是精密部件，厚度可薄至0.8mm左右，使用PC材料注塑加工時(shí)，加工溫度在300度以上，這對(duì)PC注塑時(shí)材料熱穩(wěn)定性提出了較高挑戰(zhàn)，不能有降解、性能劣化、變色、氣紋、流痕等問題;除了手機(jī)部件本身經(jīng)常需要噴漆之外，其使用環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)接觸到食物油脂、化妝品，因此材料的噴漆性能和耐化學(xué)品性，也是PC材料使用時(shí)的關(guān)注重點(diǎn)。
????????1PC材料的流動(dòng)性問題
????????手機(jī)制件無論是電池蓋還是前/中/后框，均比較薄，結(jié)構(gòu)精密，需要PC材料有優(yōu)良的流動(dòng)加工性。
????????由上圖A看出：電池蓋最薄已達(dá)0.8mm;由圖B看到，制件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。這種工業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)材料的性能提出了很高的要求。
????????我們?cè)賮砜纯碢C的分子結(jié)構(gòu)，如下圖所示：
????????但是，由于PC的分子鏈?zhǔn)怯蓜傂缘碾p酚A多苯環(huán)鏈段構(gòu)成，所以PC材料本身粘度很大，流動(dòng)性差，加工難，如下圖(不同材料流長(zhǎng)比)所示：
????????材料流動(dòng)性不足時(shí)，注塑可以通過提高溫度、加大注塑壓力來解決材料流動(dòng)性不足的問題，然而會(huì)帶來其它的產(chǎn)品缺陷。如下列圖片所示：圖A是某手機(jī)廠商用常規(guī)溫度310℃注塑后蓋時(shí)，制件注塑不滿情況;圖B是通過提高溫度和增加注塑壓力打滿制件后，制件出現(xiàn)變形的對(duì)比照片;圖C是輕微變形制件做手機(jī)Cu Sheet信賴性實(shí)驗(yàn)NG的照片。
????????綜上所述，在手機(jī)行業(yè)，PC材料加工流動(dòng)性是至關(guān)重要的。單純改善PC材料的流動(dòng)性，可以采用如下手段來實(shí)現(xiàn)，如下表2所示：
????????表2：實(shí)現(xiàn)材料流動(dòng)性提升的手段
????????從表2可以看出，單純改善PC的流動(dòng)性方法眾多，但是考慮到成本、韌性、熱穩(wěn)定性、噴漆和耐化學(xué)品性等諸多限制條件時(shí)，改善PC手機(jī)材料流動(dòng)性就成為改性行業(yè)大咖們頭大的難題啦!
????????合肥會(huì)通推出第三代超韌PC手機(jī)材料，牌號(hào):PC-4030，在滿足材料韌性、加工熱穩(wěn)定性、噴漆性能和耐化學(xué)品性的基礎(chǔ)上，大幅度提高材料的流動(dòng)性，成為行業(yè)里PC手機(jī)改性料的標(biāo)桿，如下表3所示：
????????表3：合肥會(huì)通超韌PC與市面同級(jí)別PC性能數(shù)據(jù)
????????2PC材料的熱穩(wěn)定性的問題
????????PC材料本身存在分子鏈剛性大、不易加工的特性，而手機(jī)制件壁薄、結(jié)構(gòu)精細(xì)，為了保證制件良好的尺寸和外觀，在手機(jī)行業(yè)對(duì)PC的加工溫度通常都采用300℃或310℃以上的高溫條件。這就帶來行業(yè)另外一個(gè)頭痛問題：在300℃以上的高溫注塑時(shí)，材料的熱穩(wěn)定性問題。手機(jī)制件注塑澆口往往都比較小(直徑1mm左右)，注塑時(shí)的超強(qiáng)剪切，也進(jìn)一步凸顯了材料熱穩(wěn)定性問題。
????????下圖A和B分別是Rear Cover注塑時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的澆口發(fā)白和側(cè)邊流紋情況，雖然這些缺陷不明顯，非常微弱。但對(duì)于手機(jī)這樣精密的制件，都是不允許的。
????????這些外觀缺陷，除了考慮注塑工藝、模具排氣和材料水分含量的因素之外，材料高溫?zé)岱€(wěn)定性是最關(guān)鍵的考慮因素。在PC材料中，影響材料熱穩(wěn)定性的主要因素如下表4所示：
????????表4：超韌PC材料的熱穩(wěn)定性影響因素
????????3PC材料的噴漆性能問題
????????眾所周知，PC材料的噴漆性能是比較差的，尤其是和ABS、PC/ABS相比。PC材料噴涂性能差，主要與PC分子鏈的剛性高、應(yīng)力大、易于應(yīng)力開裂、缺乏與油漆強(qiáng)有力結(jié)合的組分有關(guān)。典型的脫漆缺陷如下圖所示：
????????手機(jī)行業(yè)對(duì)材料韌性要求非常高，在油漆噴涂時(shí)，PC材料會(huì)因?yàn)槿軇┑那治g作用導(dǎo)致部品韌性急劇衰減。如何預(yù)防PC制件噴涂后的韌性下降，是PC手機(jī)材料開發(fā)必須考慮的一個(gè)關(guān)鍵問題。
????????下圖A是不同廠家的PC材料經(jīng)油漆溶劑浸蝕后，裂紋發(fā)展的情況。由此可見，選擇合適的PC原料，是開發(fā)PC手機(jī)材料的先決條件。
????????◆圖A：不同廠家PC材料耐化學(xué)品裂紋展現(xiàn)
????????圖B是不同增韌劑增韌的PC材料，經(jīng)油漆溶劑浸蝕后，性能衰減對(duì)比。由此可見，不同增韌劑的選擇也是保證材料噴涂后韌性優(yōu)異的一個(gè)關(guān)鍵因素。
????????◆圖B：含不同增韌劑的PC材料油漆浸漬前后的韌性變化
????????4PC材料的耐化妝品性問題
????????如下圖所示，PC耐化學(xué)品性并不出色，但通常都可以通過改性來提高并滿足使用要求。這里我們重點(diǎn)講下PC的耐化妝品性。
????????PC材料耐化學(xué)溶劑腐蝕能力
????????眾多的從事手機(jī)產(chǎn)業(yè)的工廠向小編介紹到，在手機(jī)的信賴性試驗(yàn)中，耐化妝品試驗(yàn)是難搞定的硬骨頭。
????????除了試驗(yàn)周期長(zhǎng)，影響因素眾多之外，化妝品的超強(qiáng)腐蝕能力是一個(gè)關(guān)鍵原因，尤其是BB霜和防曬霜(小編開始為整天往臉上抹化妝品的美眉們擔(dān)心了!)。
????????下圖是手機(jī)后殼涂敷化妝品后信賴性實(shí)驗(yàn)對(duì)比。從圖中可見，合肥會(huì)通PC-4030注塑的制件，與未做試驗(yàn)的制件基本看不出變化，而市面上號(hào)稱耐化學(xué)品優(yōu)異的硅PC材料制件出現(xiàn)一定的色變。這可能是因?yàn)榛瘖y品中通常添加有含硅類的潤(rùn)滑物，這類物質(zhì)與硅PC有一定相容性，易于侵蝕到硅PC材料內(nèi)部而導(dǎo)致的。
????????◆圖：涂抹化妝品存放48h后的顏色變化圖片
????????合肥會(huì)通采用特殊的添加成分，擁有著出色的化學(xué)溶劑抵抗性，顯著提高了材料耐化妝品性能，在行業(yè)里廣受贊譽(yù)。
