课程名称 聚合物加工
姓 名 檀笑风
学 号 0814121034
专 业 08高分子材料与工程一班
任课老师 钱 浩
摘要：本文借助聚碳酸酯的光盘生产技术，对注塑加工工艺流程做了系统介绍。从工艺特性
、基材和注塑机的选取、工艺流程、工艺影响因素、常见问题和解决方案，几个角度作了清晰的介绍。对今后的学习工作具有现实的指导意义。
关键词： 光盘 注塑工艺 聚碳酸酯
一、聚碳酸酯的工艺特性
中文名称：2，2-(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯
英文名称：Polycarbonate
化学结构：
物化特性：① 聚碳酸酯是一种无定型、无味、透明的热塑性工程塑料，其相对密度为1.20，具有良好的透光性，折光率为1.586；②聚碳酸酯主要特点是机械性能良好，既韧又刚、无缺口，冲击强度在热塑性塑料中名列前茅，接近玻璃纤维增强的酚醛或不饱和树脂， 呈延性断裂。成型的零件可达到很精密的公差，并在很宽的范围内保持尺寸稳定，优于聚酰胺ABS和聚甲醛；③热塑性好，热变性温度在135一145℃之间。与其他塑料相比，聚碳酸酯的线胀系数低，且加人玻璃纤维后能降低l/3。冷气机组100℃以上长时间热处理，刚性稍有增加，弹性模量、弯曲强度、拉伸强度也随之增加，而抗冲值有所降低。在100℃以上退火，可消除内应力；④聚碳酸酯具有良好的电性能，在较宽的湿度范围内，电绝缘性恒定，并耐电晕性。聚碳酸酯体积电阻率和介电强度与聚酯薄膜相当。另外还有自熄、易增强、阻燃、能着等特性。
在信息工业中， 光盘生产已形成一项引人注目的高科技产业。光盘基片由塑料加工而成， 主要有两种加工方法： 一种为刻录法， 每片光盘先用4 种不同材料的塑料薄膜压制而成， 然后用激光刻录。这种方法生产速度慢、成本高，只适合于小批量生产。另一种为注塑成型法， 即通过塑料的注塑加工技术制作。光盘主要通过塑料的精密注塑成型来完成。注塑加工是光盘复制工艺过程的关键技术，在精密注塑过程中要将微小的凹槽精密地复制出来， 不仅塑料基片的平面度要求很高， 而且要求质量很均匀、残余应力很低， 在进行检测时双折射要低。这对注塑加工工艺及其成型设备提出了很高的要求。
例如，CD、VCD 为约112 mm 厚的塑料薄片。 DVD 为两片016 mm 的薄片压制而成， 光盘截面如下图所示。随着光存储技术的发展， 光盘中每个信息符所占的空间尺寸不断减小。每比特所占空间已从原来的018 Lm 减小到DVD 的014 Lm。以DVD 光盘为例， 按外圈直径分120 mm 和80 mm 两种， 按记录层结构分单记录层和双记录层两种， 单层厚度016mm。无论是单面盘还是双面盘， 都由两张盘基片粘合在一起制成。
DVD 光盘由两个盘基粘合在一起而成， 其中至少有一个是透明的， 记录层在里面。盘片
的中心与播放面的中心孔要求重合。DVD 预制梁光盘的主要尺寸及精度要求见下表。另外要求盘片双面平行度≤10 μm； 表面平面度≤10 μm； 表面粗糙度Ra≤110 nm； Ry≤810 nm (表面光洁度达Δ14)，这一点对注塑机和模具的要求很高。光盘的表面平面度主要取决于模腔面的平面度、熔体的均匀性及冷却过程的均匀性。微细的凹槽要精密地复制出来， 生产石墨烯则要求塑料熔体能在模腔凹槽周围的流动性好， 同时， 在冷却过程中塑料能保持致密， 使收缩减少并且均匀。
因此用于成型光盘基片的材料应满足如下要求： ( 1) 在激光器工作范围内透光率高； ( 2)
碳化硅纳米线尺寸稳定性好； ( 3) 高的复制精度； ( 4) 很低的双折射； ( 5) 优良的力学性能。由于读取设备的光学棱镜系统只能校正很小的聚焦偏差， 因此光盘基片的尺寸稳定性显得尤为重要。而塑料制品的尺寸变化常常来自材料的吸水率或分子链重排。至于复制精度和双折射， 如CD 基片的双折射不能超过 50 nm 光程差， 则要求材料流动性好， 防火拉链并且要求注射成型过程产生的残余应力和分子取向小。目前对于基片材料的韧性还没有具体要求， 但要求光盘在生产过程中不能出现任何微裂纹。
目前, 光盘生产中应用较多的是聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA )塑料。激光视盘多用PM2MA注塑而成，而CD 系列光盘用PC塑料。两者相比，PC塑料比PMMA 含水率低，物理性能较好, 但在注塑成型时，PC基片中双折射比PMMA 的高。例如，Bayer公司生产的光盘注塑原料Makrolon CD2005和DP121265是基于双酚A的线性聚碳酸脂塑料自救手环，其熔体黏度与剪切速率关系如下图所示，它们相应用于CD和DVD光盘制品, 流动性极佳。
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