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Policarbonato

PC·Policarbonatos·Amorfo

El policarbonato (PC) es el polímero de ingeniería con la combinación más extrema de propiedades: transparente como el cristal pero hasta 250 veces más resistente al impacto que el vidrio, tolerante a temperaturas continuas de hasta 135°C, y formable por inyección con detalle óptico. Es el material de los CDs/DVDs, las botellas reutilizables, los cascos de moto, los vidrios antibala, los faros de auto y miles de productos donde la transparencia ya no se negocia y el impacto tampoco.

Pero esa combinación viene con un precio: es muy higroscópico (la humedad lo degrada catastróficamente), sensible al stress cracking ante químicos comunes, y la sombra del BPA lo persigue desde hace 20 años aunque las autoridades regulatorias (FDA, EFSA) lo siguen aprobando para contacto con alimentos. Acá compilamos los rangos referenciales del PDS, más las preguntas que aparecen una y otra vez en planta: cómo secarlo bien, por qué amarillea al sol, cuándo conviene PC/ABS, y por qué los faros LED de auto duran lo que duran.

Aportá tu experiencia en los comentarios — los rangos cambian según grado óptico/médico/industrial, y la discusión colectiva es la que nos saca de los aprietos en piso.

Los rangos mostrados en las tablas de información han sido recolectados por el equipo de MVPS. Se consideraron distintas cartas de parámetros y literatura, logrando integrar los límites menores y mayores para cada uno de los tipos de materiales.

La información debe ser cuidadosamente revisada para la elaboración de los procesos de moldeo por inyección. Los rangos finales y las tolerancias de procesamiento son responsabilidad del ingeniero a cargo.

No se recomiendan estos rangos para desarrollar tolerancias de proceso específico. MVPS siempre recomienda solicitar y consultar la carta de datos del proveedor.

Propiedades Generales

Estructura QuímicaAmorfo
Peso Específico (Densidad)1,2:1
Relación L/D15 – 20:1
Razón de Compresión2 – 3:1
Factor de Tonelaje6,18 – 7,72kN/cm²
Difusividad Térmica0,1496mm²/s
Tasa de Corte Máxima40.0001/s
Encogimiento0,5 – 0,7%
Remolido20%
Deflexión Térmica (HDT) @ 1.82 MPa141°C
Transición Vítrea (Tg) @ 10°C/min146°C
Ablandamiento Vicat @ 50N135°C

Secado

Temperatura de Secado110 – 121°C
Tiempo de Secado2 – 4h
Humedad Recomendada0,02%
Tipo de Secador RecomendadoDesecante
Punto de Rocío-40°C

Temperaturas

Masa Fundida (Melt)277 – 338°C
Nariz249 – 321°C
Frontal291 – 321°C
Central271 – 302°C
Trasera249 – 282°C
Desmoldeo82 – 110°C
Molde (Enfriamiento)66 – 99°C
Garganta de Alimentación35 – 79°C

Procesamiento

Contrapresión3,1 – 10,3bar
Velocidad de Rotación40 – 70RPM
Velocidad de InyecciónBaja - Media
Ocupación del Barril30 – 80%
Presión de Inyección1200 – 1450Pbar
Presión de Sostenimiento300 – 1160Pbar
Colchón6,4 – 12,7mm

Molde

Diámetro de Corredor4,06 – 9,14mm
Diámetro de Compuerta1,02 – 2,03mm
Área de Compuerta0,81 – 3,24mm²
Espesor de Pared1,02 – 4,57mm

Venteos

Profundidad (Vent Depth)0,0254 – 0,0508mm
Longitud (Vent Land)0,762 – 1,52mm
Ancho (Vent / Clearance)4,06 – 12,7mm
Desahogo (Relief Channel)0,2032 – 0,4064mm

Preguntas frecuentes

El policarbonato es un termoplástico amorfo de ingeniería sintetizado a partir de Bisfenol A (BPA) + fosgeno (o difenil carbonato en procesos modernos sin fosgeno). Su estructura aromática rígida le da una combinación inusual: transparencia óptica del 88%, resistencia al impacto extrema (10–30× mayor que PMMA, 250× mayor que vidrio común), HDT de 130–140°C y temperatura de transición vítrea (Tg) de ~150°C. Densidad ~1.20 g/cm³.
La respuesta corta: sí para uso general adulto, no para infantes. FDA y EFSA consideran el PC seguro para contacto alimentario a los niveles que migra el BPA del producto terminado. Pero la FDA prohibió desde 2012 el PC con BPA en biberones, vasos infantiles y empaque de fórmula infantil por precaución regulatoria. Para esas aplicaciones se usa Tritan (copoliéster) o PP. Para contenedores adultos reutilizables, agua embotellada, garrafones o utensilios resistentes, el PC sigue siendo legal y dominante.
La radiación UV degrada el grupo carbonato (C=O–O), liberando CO₂ y formando productos amarillentos. Sin protección, una pieza al exterior amarillea visiblemente en 6–12 meses. Soluciones: grados con estabilizadores UV incorporados o, mejor aún, hard-coat UV de siloxano (lo que hacen los faros de auto, duran 8–10 años antes de notarse). Para uso interior con luz fluorescente/LED, los grados UV-stabilized estándar alcanzan.
El PC es altamente higroscópico. A la temperatura de inyección (~290–310°C), la humedad absorbida reacciona con la cadena polimérica por hidrólisis, rompiéndola. Una humedad de 0.02% (200 ppm) o menos es crítica. Siempre desecante, 120–130°C por 3–6 horas, dew point ≤–40°C. Inyectar PC húmedo te da silver streaks, pérdida de transparencia, caída del 50–80% en impacto y burbujas. Es el error #1 de los nuevos en PC.
El PC tiene moderada sensibilidad al environmental stress cracking (ESC): bajo tensión mecánica + ciertos químicos (alcoholes, hidrocarburos, ácidos diluidos), aparecen grietas finas que progresan rápido. Soluciones: (1) annealing post-moldeo a 125–135°C por 1–4 h libera tensiones residuales, (2) evitar contacto con limpiadores agresivos (isopropanol, acetona, gasolina), (3) usar grados con resistencia química mejorada si la aplicación lo demanda, (4) tener cuidado con grados FR (flame-retardant) — suelen tener menor resistencia a ESC.
Tradeoff principal: PMMA gana en claridad óptica (92% vs 88%), resistencia al UV (no amarillea), rigidez superficial (más duro a la rayadura), costo (30–50% más barato). PC gana en impacto (10–30× más, prácticamente irrompible), tolerancia térmica (140°C vs 80°C), facilidad de termoformado, resistencia química más amplia. Regla práctica: si el riesgo principal es romperse → PC. Si el riesgo es rayarse o amarillear → PMMA. Lentes de seguridad → PC. Vitrinas de joyería → PMMA.
PC supera al ABS en impacto (especialmente a baja temperatura), HDT (130 vs 80°C), transparencia y resistencia al rayado. ABS supera al PC en facilidad de procesamiento, resistencia química (PC es sensible a hidrocarburos), costo (~40% más barato) y tolerancia a humedad sin degradar. La mezcla PC/ABS combina ambos: ~50% del impacto del PC puro, mejor procesabilidad, mayor HDT que ABS solo. Es la columna vertebral de carcasas de electrónica (Dell, HP, Lenovo), interiores automotrices (consola, paneles) y cascos de moto.
El PDS marca 79–121°C — alto comparado con commodities. Más caliente (95–115°C) = mejor brillo, menos tensiones residuales, mejor reproducción de detalle óptico, pero ciclo más largo. Más frío (80–90°C) = ciclo corto pero mayor riesgo de stress cracking y peor superficie. Para óptica/lentes: 110–120°C. Para piezas estructurales no cosméticas: 90–100°C. Nunca debajo de 80°C porque congelás flujo y generás tensiones internas que crackean después.
El PDS marca 20% como máximo. Cada ciclo de reproceso degrada algo el peso molecular y la transparencia. Para piezas ópticas críticas (lentes, faros) muchos OEMs prohíben todo regrind. Para piezas estructurales, hasta 20% es seguro siempre que el material esté bien secado antes del reproceso — el regrind absorbe humedad del aire entre operaciones. Si la pieza es transparente, esperá ligero tinte amarillo después del 2do reciclo.
Tres razones: (1) materia prima costosa — síntesis de BPA + fosgeno requiere infraestructura compleja con pocos productores globales (Covestro, SABIC, Trinseo, Mitsubishi Engineering Plastics, Idemitsu); (2) alto consumo energético — 290–310°C vs 220°C del ABS, secado obligatorio intensivo; (3) certificaciones — grados ópticos, médicos y aeronáuticos requieren validaciones costosas. Resultado: PC genérico cuesta 2–3× lo que cuesta el ABS, y los grados premium (Makrolon óptico, Lexan EXL impact) pueden costar 4–6×.

Fuentes

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