Polycarbonaat is een synthetisch polymeer in termen van chemie, het kan worden beschouwd als een complexe polyester van koolzuur en fenolen. Zoals u weet, worden zouten van koolzuur carbonaten genoemd, vandaar de naam van het tegenwoordig populaire polymeer, gevormd uit twee delen - poly (wat veel betekent) en carbonaat.
Een beetje chemie
Polycarbonaat macromolecuul heeft een lineaire structuur. In het algemeen kan de formule als volgt worden geschreven:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Afhankelijk van het type substituent R kunnen alle polycarbonaten worden onderverdeeld in aromatisch, vet-aromatisch en alifatisch. De meest gebruikte van hen is tegenwoordig de eerste groep. Handelsnamen van aromatische polycarbonaten kunnen verschillen, maar ze zijn verenigd door vergelijkbare waarden van fysieke en mechanische parameters, zoals hoge lichttransmissie, laag soortelijk gewicht, relatief hoog smeltpunt. Polycarbonaten met deze eigenschappen bevatten veel benzeenringen (aromatische substituenten).
Voordelen van polycarbonaten
- Kracht. Een van de meest bekende eigenschappen en het belangrijkste voordeel van polycarbonaat is de hoge weerstand tegen mechanische schokken.
- Transparantie. Vanwege hun hoge lichttransmissie hebben polycarbonaten met succes silicaatglas vervangen op veel gebieden van het leven en de productie, omdat ze ook een relatief laag gewicht hebben.
- Thermische weerstand. De waarden van smelt- (verwekings)temperaturen van polycarbonaten verschillen enigszins van elkaar, afhankelijk van de structurele kenmerken van het macromolecuul, maar in de regel overschrijden deze 200 °C.
- Thermoplasticiteit. Polycarbonaat is een type polymeer dat vele malen kan worden omgesmolten. Tegelijkertijd zal het na uitharden zijn eigenschappen herstellen.
- Duurzaamheid. Vanwege de vorige eigenschap kunnen polycarbonaatproducten worden gerecycled.
- Brandveiligheid. De ontstekingstemperatuur ligt beduidend hoger dan het smeltpunt van polycarbonaat, het is ongeveer 570 ° C.
- Chemische weerstand. Dankzij deze eigenschap wordt het materiaal met succes gebruikt in verschillende agressieve omgevingen.
Flaws
Het is vermeldenswaard dat polycarbonaat alle bovengenoemde voordelen alleen heeft als de samenstellende macromoleculen een molecuulgewicht van meer dan 25.000 hebben.zeer kwetsbaar en heeft een veel lager smeltpunt. Polycarbonaat, vervaardigd in strijd met de technologie, kan een vrij groot aantal moleculen met een verlaagd molecuulgewicht bevatten, wat de sterkte en prestatiekenmerken negatief beïnvloedt.
Een ander belangrijk nadeel van polycarbonaten is hun lage weerstand tegen ultraviolette straling. Tegenwoordig zijn er echter technologieën die het polymeer kunnen beschermen tegen directe blootstelling aan UV-stralen. Dit gebeurt meestal met beschermende films die tijdens de fabricagefase van het product aan het polycarbonaat worden versmolten. Een andere beperkende factor bij het gebruik van polycarbonaat is de hoge thermische uitzetting.
Fysische en mechanische eigenschappen
- Brekingsindex - 1.5850.
- Dichtheid (bij 25°C) - 1,20g/cm3.
- Glasovergangstemperatuur - 150 °C.
- Verwekingstemperatuur 220-230 °C.
- Ontledingstemperatuur >320 °C.
- Vorstbestendigheid, °C < -100
- Treksterkte - 65-70 MPa.
- Buigsterkte - 95 MPa.
- Specifieke warmtecapaciteit - 1090-1255J/(g K).
- Thermische geleidbaarheid is 0,20 W/(m·K).
- Coëfficiënt van thermische lineaire uitzetting -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinell-hardheid - (784-980) 105 Pa.
Cellulair en monolithisch polycarbonaat
Cellulair polycarbonaat is een paneel van meerdere lagen kunststof waartussen zich langsribben bevindenstijfheid. In de context van zo'n blad lijkt het vaag op een honingraat, waar het zijn naam aan dankt. Dergelijke platen kunnen gemakkelijk in koude toestand worden gebogen, waarbij de kleinst mogelijke buigradius wordt bereikt. Cellulair polycarbonaat wordt meestal gebruikt voor de constructie van decoratieve scheidingswanden en de constructie van transparante daken.
Monolitisch polycarbonaat heeft een hogere slagvastheid en transparantie. Een belangrijk voordeel is de hoge hittebestendigheid van monolithisch polycarbonaat, het smeltpunt is vrij hoog, waardoor het zonder angst kan worden gebruikt bij temperaturen van 120 ° C. Een andere belangrijke eigenschap ervan is vorstbestendigheid, waardoor het gebruik van producten van dit type kunststof bij temperaturen tot min 50 ° C mogelijk is.
Gebruik van polycarbonaat
Bouw. Door zijn hoge transparantie en lichtheid helpt polycarbonaat architecten om hun meest gedurfde projecten te realiseren. Tegelijkertijd kan het gewicht van de constructie, ten opzichte van traditioneel gebruikt glas, de belasting van de fundering aanzienlijk verminderen en dus materiaal besparen. Bovendien heeft polycarbonaat ook thermische isolatie-eigenschappen, als we het hebben over de cellulaire variëteit. Het wordt gebruikt om doorschijnende constructies te maken voor zwembaden en stadions, parkeerplaatsen en supermarkten, overgangen tussen gebouwen en wintertuinen. Dit materiaal is ook populair bij tuinders. Voor kassen wordt steeds vaker polycarbonaat gebruikt. Het smeltpunt is aanzienlijk hoger dan de atmosferische, zelfs in de heetste zomer, en daarom aanzienlijkzonnewarmte kan dit polymeer niet schaden
- Elektronica. Behuizingen en beschermende coatings voor laptops, smartphones, spelers, thuiscomputers en nog veel meer zijn gemaakt van polycarbonaat. Dankzij dit polymeer kon touchscreentechnologie de massa bereiken. Het wordt gebruikt om biometrische paspoorten te produceren.
- Adverteren. Polycarbonaat wordt gebruikt om lichte structuren, uithangborden, scoreborden, driedimensionale letters en nog veel meer te maken. Dit alles kan zeer ingewikkelde buitengewone vormen hebben. Ook worden hun platen van monolithisch plastic gebruikt om reclamestructuren tegen vandalisme te beschermen.
- Optische schijven. Sinds de jaren tachtig wordt polycarbonaat gebruikt om de achterkant van cd's te maken. Tegenwoordig wordt het ook gebruikt om dvd's met hoge capaciteit te maken.
- Auto- en vliegtuigindustrie. Voor de constructie van vliegtuigen worden traditioneel de nieuwste materialen gebruikt, die een hoge sterkte en lichtheid hebben, wat ook kenmerkend is voor polycarbonaat. Het wordt gebruikt om de koepels van de cockpits van jagers en glas voor de helmen van astronauten en piloten te maken. Voor auto's wordt polycarbonaat niet alleen gebruikt voor glas, maar ook voor koplampen en zonnedaken.
- Geneeskunde. Een zeer belangrijk toepassingsgebied van polycarbonaat is de vervaardiging van medische instrumenten geworden. Dit werd mogelijk door voordelen van het materiaal als niet-toxiciteit en hoge biocompatibiliteit, evenals het ontbreken van een immuunrespons van het lichaam op dit plastic. En dankzij zijn sterkte en transparantie concurreerde het met glas en metaallegeringen. producten en apparatuur,gemaakt met behulp van dit materiaal worden gebruikt om de weefsels en vloeistoffen van het menselijk lichaam te controleren. Bovendien zorgen de hoge smelttemperaturen van polycarbonaten ervoor dat ze kunnen worden onderworpen aan de modernste sterilisatiemethoden - hitte, straling, UV-stralen.
- Optica. In de jaren 2000 werden polycarbonaat lenzen gemaakt voor industriële veiligheidsbrillen, die de ogen beschermden tijdens verschillende werkzaamheden. Dergelijke producten zijn tientallen keren sterker dan andere plastic lenzen; bij een klap verspreiden ze geen fragmenten, ze zijn nog moeilijker te krassen. Geleidelijk aan werd polycarbonaat ook gebruikt voor alledaagse brillenglazen. Vanwege hun veiligheidskwaliteiten worden dergelijke lenzen heel vaak gebruikt voor kinderbrillen, motorhelmbrillen.
- Andere gebieden. Tegenwoordig is polycarbonaat zo stevig verankerd in ons leven dat inwoners van niet alleen megasteden, maar ook afgelegen dorpen, dagelijks producten tegenkomen waarvan dit plastic deel uitmaakt. Er worden balpennen, zaklampen, computermuizen, strijkijzers en waterkokers, kurken voor wijnflessen, meubelonderdelen, containers voor drinkvloeistoffen en zelfs verpakkingsfolie van gemaakt.
