Article 40

The Role of Lasers in Improving the Mechanical and Surface Properties of Polycarbonate

دور الليزر في تحسين الخواص الميكانيكية والسطحية لمادة البولي كربونات

Zahraa Jassim Mohammed Al-Jaafari¹, Ali Mehri¹*, Maryam Jamaati²

DOI: https://doi.org/10.53796/hnsj710/40

Arabic Scientific Research Identifier: https://arsri.org/10000/710/40

Volume (7) Issue (10). Pages: 806 - 815

Received at: 2026-09-10 | Accepted at: 2026-09-20 | Published at: 2026-10-01

Download PDF

Abstract: This narrative review examines the role of laser processing in modifying the surface and mechanical performance of polycarbonate, with emphasis on roughness, wettability, surface chemistry, and joining. Published findings are analyzed in relation to wavelength, pulse duration, fluence, and scanning conditions, while comparisons with other polymers clarify material-dependent responses. The reviewed evidence indicates that controlled irradiation can generate micro- and nanostructures, alter water contact angle, and improve interfacial conditions for polymer joining. A published polycarbonate–polystyrene welding study reported a contact-angle decrease from 86.3° to 43.4° and a maximum joint shear strength of 13.65 MPa. Other observations show that wetting behavior may evolve with surface aging. Increased roughness does not invariably improve wettability, and improved joining does not establish increased hardness or wear resistance. The fluence–contact-angle regression included in this paper is treated as an illustrative calculation rather than original experimental evidence. The review concludes that laser processing offers a versatile route to functional polycarbonate surfaces, provided that performance gains are assessed alongside transparency loss, thermal damage, and long-term stability using application-specific characterization.

Keywords: Polycarbonate; Laser processing; Surface roughness; Wettability; Laser welding.

المستخلص: تتناول هذه المراجعة السردية دور المعالجة بالليزر في تعديل الأداء السطحي والميكانيكي للبولي كربونات، مع التركيز على الخشونة وقابلية البلل وكيمياء السطح والربط. وتُحلَّل النتائج المنشورة في ضوء الطول الموجي ومدة النبضة وكثافة الطاقة وظروف المسح، مع مقارنة استجابة البوليمرات المختلفة. وتشير الأدلة إلى أن التشعيع المنضبط يمكن أن يُنتج تراكيب ميكروية ونانوية، ويغيّر زاوية تلامس الماء، ويحسّن ظروف الربط بين البوليمرات. وقد أظهرت دراسة منشورة للحام البولي كربونات والبولي ستايرين انخفاض زاوية التلامس من 86.3° إلى 43.4°، وبلوغ مقاومة القص القصوى للوصلة 13.65 ميغاباسكال. كما تتغير قابلية البلل مع تقادم السطح. ولا تعني زيادة الخشونة تحسّن البلل دائماً، ولا يثبت تحسّن الربط زيادة الصلادة أو مقاومة التآكل الاحتكاكي. ويُعرض انحدار كثافة الطاقة وزاوية التلامس بوصفه حساباً توضيحياً، وليس دليلاً تجريبياً أصلياً. وتخلص المراجعة إلى أن الليزر يتيح تطوير أسطح وظيفية للبولي كربونات، بشرط تقييم الأداء إلى جانب فقدان الشفافية والضرر الحراري والاستقرار طويل الأمد باستخدام اختبارات تناسب التطبيق.

الكلمات المفتاحية: البولي كربونات؛ المعالجة بالليزر؛ خشونة السطح؛ قابلية البلل؛ اللحام بالليزر.