干貨！超韌PC在手機應用中的五大關鍵問題

 PC(聚碳酸酯)作為手機的一種基礎材料，在手機的Front Cover、Rear Cover、Battery Cover上得到廣泛的應用。近年來手機外殼金屬化越來越成為一個趨勢，但PC由于其高性價比、易加工成型、造型豐富、適合做結構復雜制件等優點，仍然保持很高的競爭力和市場占有率，是手機領域最主要的基礎材料之一。

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PC材料在手機外殼上的應用，主要有以下部件(部分圖片摘自網絡)：

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不同手機部件其功能不同，結構也大不相同，因此對材料的要求也不盡相同。但是，在實際生產中，一種PC材料要同時滿足不同制件的不同功能要求，這對從事PC材料改性的大咖們提出了很高的挑戰。小編從某國際著名手機廠商了解到，使用超韌PC材料經常遇到的問題：

表1：手機超韌PC材料在使用時遇到的問題

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其中，流動性和韌性是一個平衡問題，兩者很難同時達到完美的程度。手機制件是精密部件，厚度可薄至0.8mm左右，使用PC材料注塑加工時，加工溫度在300度以上，這對PC注塑時材料熱穩定性提出了較高挑戰，不能有降解、性能劣化、變色、氣紋、流痕等問題;除了手機部件本身經常需要噴漆之外，其使用環境復雜，經常會接觸到食物油脂、化妝品，因此材料的噴漆性能和耐化學品性，也是PC材料使用時的關注重點。

1PC材料的流動性問題

手機制件無論是電池蓋還是前/中/后框，均比較薄，結構精密，需要PC材料有優良的流動加工性。

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由上圖A看出：電池蓋最薄已達0.8mm;由圖B看到，制件結構非常復雜。這種工業設計對材料的性能提出了很高的要求。

我們再來看看PC的分子結構，如下圖所示：

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但是，由于PC的分子鏈是由剛性的雙酚A多苯環鏈段構成，所以PC材料本身粘度很大，流動性差，加工難，如下圖(不同材料流長比)所示：

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材料流動性不足時，注塑可以通過提高溫度、加大注塑壓力來解決材料流動性不足的問題，然而會帶來其它的產品缺陷。如下列圖片所示：圖A是某手機廠商用常規溫度310℃注塑后蓋時，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，制件出現變形的對比照片;圖C是輕微變形制件做手機Cu Sheet信賴性實驗NG的照片。

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綜上所述，在手機行業，PC材料加工流動性是至關重要的。單純改善PC材料的流動性，可以采用如下手段來實現，如下表2所示：

表2：實現材料流動性提升的手段

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從表2可以看出，單純改善PC的流動性方法眾多，但是考慮到成本、韌性、熱穩定性、噴漆和耐化學品性等諸多限制條件時，改善PC手機材料流動性就成為改性行業大咖們頭大的難題啦!

合肥會通推出第三代超韌PC手機材料，牌號:PC-4030，在滿足材料韌性、加工熱穩定性、噴漆性能和耐化學品性的基礎上，大幅度提高材料的流動性，成為行業里PC手機改性料的標桿，如下表3所示：

表3：合肥會通超韌PC與市面同級別PC性能數據

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2PC材料的熱穩定性的問題

PC材料本身存在分子鏈剛性大、不易加工的特性，而手機制件壁薄、結構精細，為了保證制件良好的尺寸和外觀，在手機行業對PC的加工溫度通常都采用300℃或310℃以上的高溫條件。這就帶來行業另外一個頭痛問題：在300℃以上的高溫注塑時，材料的熱穩定性問題。手機制件注塑澆口往往都比較小(直徑1mm左右)，注塑時的超強剪切，也進一步凸顯了材料熱穩定性問題。

下圖A和B分別是Rear Cover注塑時經常出現的澆口發白和側邊流紋情況，雖然這些缺陷不明顯，非常微弱。但對于手機這樣精密的制件，都是不允許的。

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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，材料高溫熱穩定性是最關鍵的考慮因素。在PC材料中，影響材料熱穩定性的主要因素如下表4所示：

表4：超韌PC材料的熱穩定性影響因素

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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、應力大、易于應力開裂、缺乏與油漆強有力結合的組分有關。典型的脫漆缺陷如下圖所示：

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手機行業對材料韌性要求非常高，在油漆噴涂時，PC材料會因為溶劑的侵蝕作用導致部品韌性急劇衰減。如何預防PC制件噴涂后的韌性下降，是PC手機材料開發必須考慮的一個關鍵問題。

下圖A是不同廠家的PC材料經油漆溶劑浸蝕后，裂紋發展的情況。由此可見，選擇合適的PC原料，是開發PC手機材料的先決條件。

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◆圖A：不同廠家PC材料耐化學品裂紋展現

圖B是不同增韌劑增韌的PC材料，經油漆溶劑浸蝕后，性能衰減對比。由此可見，不同增韌劑的選擇也是保證材料噴涂后韌性優異的一個關鍵因素。

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◆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。這里我們重點講下PC的耐化妝品性。

PC材料耐化學溶劑腐蝕能力

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眾多的從事手機產業的工廠向小編介紹到，在手機的信賴性試驗中，耐化妝品試驗是難搞定的硬骨頭。

除了試驗周期長，影響因素眾多之外，化妝品的超強腐蝕能力是一個關鍵原因，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心了!)。

下圖是手機后殼涂敷化妝品后信賴性實驗對比。從圖中可見，合肥會通PC-4030注塑的制件，與未做試驗的制件基本看不出變化，而市面上號稱耐化學品優異的硅PC材料制件出現一定的色變。這可能是因為化妝品中通常添加有含硅類的潤滑物，這類物質與硅PC有一定相容性，易于侵蝕到硅PC材料內部而導致的。

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◆圖：涂抹化妝品存放48h后的顏色變化圖片

合肥會通采用特殊的添加成分，擁有著出色的化學溶劑抵抗性，顯著提高了材料耐化妝品性能，在行業里廣受贊譽。