Polykarbonat er en syntetisk polymer når det gjelder kjemi, den kan betraktes som en kompleks polyester av karbonsyre og fenoler. Som du vet, kalles s alter av karbonsyre karbonater, derav navnet på den populære polymeren i dag, dannet av to deler - poly (som betyr mye) og karbonat.
Litt kjemi
Polykarbonat-makromolekylet har en lineær struktur. Generelt kan formelen skrives som følger:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Avhengig av type substituent R, kan alle polykarbonater deles inn i aromatiske, fettaromatiske og alifatiske. Den mest brukte av dem i dag er den første gruppen. Handelsnavn på aromatiske polykarbonater kan være forskjellige, men de er forent av lignende verdier av fysiske og mekaniske parametere, for eksempel høy lystransmisjon, lav egenvekt, relativt høyt smeltepunkt. Polykarbonater med disse egenskapene inneholder mange benzenringer (aromatiske substituenter).
Fordeler med polykarbonater
- Styrke. En av de mest kjente egenskapene og betydelige fordelene med polykarbonat er dets høye motstand mot mekaniske støt.
- Åpenhet. På grunn av sin høye lystransmisjon har polykarbonater med suksess erstattet silikatglass på mange områder av livet og produksjonen, siden de også har en relativt lav vekt.
- Termisk motstand. Verdiene for smelte- (myknings-) temperaturer for polykarbonater skiller seg noe fra hverandre avhengig av makromolekylets strukturelle egenskaper, men som regel overstiger det 200 °C.
- Termoplastisitet. Polykarbonat er en type polymer som kan omsmeltes mange ganger. Samtidig vil den gjenopprette egenskapene etter herding.
- Bærekraft. På grunn av den tidligere eiendommen kan polykarbonatprodukter resirkuleres.
- Brannsikkerhet. Antennelsestemperaturen overstiger smeltepunktet til polykarbonat betydelig, den er ca. 570 °C.
- Kjemikaliebestandighet. Takket være denne egenskapen er materialet vellykket brukt i ulike aggressive miljøer.
Flaws
Det er verdt å merke seg at polykarbonat har alle de ovennevnte fordelene bare hvis dets makromolekyler har en molekylvekt på mer enn 25 000. Ellerssvært skjøre og har et mye lavere smeltepunkt. Polykarbonat, produsert i strid med teknologien, kan inneholde et ganske høyt antall molekyler med redusert molekylvekt, noe som påvirker dets styrke og ytelsesegenskaper negativt.
En annen betydelig ulempe med polykarbonater er deres lave motstand mot ultrafiolett stråling. Imidlertid er det i dag teknologier som kan beskytte polymeren mot direkte eksponering for UV-stråler. Dette gjøres vanligvis med beskyttende filmer som er smeltet til polykarbonatet under produksjonsfasen av produktet. En annen begrensende faktor ved bruken av polykarbonat er dens høye termiske ekspansjon.
Fysiske og mekaniske egenskaper
- Refraksjonsindeks - 1,5850.
- Tetthet (ved 25° C) - 1,20 g/cm3.
- Glassovergangstemperatur - 150 °C.
- Mykningstemperatur 220-230 °C.
- Dekomponeringstemperatur >320 °C.
- Frostmotstand, °C < -100
- Strekkfasthet - 65-70 MPa.
- Bøyestyrke - 95 MPa.
- Spesifikk varmekapasitet - 1090-1255J/(g K).
- Vermeledningsevne er 0,20 W/(m K).
- Koeffisient for termisk lineær ekspansjon -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinell hardness - (784-980) 105 Pa.
Cellulært og monolittisk polykarbonat
Cellulær polykarbonat er et panel av flere lag plast, mellom hvilke det er langsgående ribberstivhet. I sammenheng med et slikt blad ligner vagt en honningkake, som det fikk navnet sitt for. Slike plater kan lett bøyes i kald tilstand, og når den minste mulige bøyeradius. Cellulært polykarbonat brukes oftest til konstruksjon av dekorative skillevegger og konstruksjon av gjennomsiktige tak.
Monolitisk polykarbonat har høyere slagfasthet og gjennomsiktighet. En betydelig fordel er den høye varmebestandigheten til monolitisk polykarbonat, smeltepunktet er ganske høyt, noe som gjør at det kan brukes uten frykt ved temperaturer som når 120 ° C. En annen viktig egenskap ved den er frostbestandighet, som tillater bruk av produkter fra denne typen plast ved temperaturer ned til minus 50 °C.
Bruker polykarbonat
Bygg. På grunn av sin høye gjennomsiktighet og letthet hjelper polykarbonat arkitekter med å realisere sine mest vågale prosjekter. Samtidig kan vekten av strukturen, i forhold til tradisjonelt brukt glass, redusere belastningen på fundamentene betydelig, og dermed spare materialer. Dessuten har polykarbonat også varmeisolasjonsegenskaper, hvis vi snakker om dens cellulære variasjon. Den brukes til å lage gjennomskinnelige strukturer for svømmebassenger og stadioner, parkeringsplasser og supermarkeder, overganger mellom bygninger og vinterhager. Dette materialet er også populært blant gartnere. I økende grad brukes polykarbonat til drivhus. Smeltepunktet er betydelig høyere enn atmosfærisk selv i den varmeste sommeren, og derfor betydeligsolvarme kan ikke skade denne polymeren
- Elektronikk. Deksler og beskyttende belegg for bærbare datamaskiner, smarttelefoner, spillere, hjemmedatamaskiner og mye mer er laget av polykarbonat. Takket være denne polymeren var berøringsskjermteknologien i stand til å nå massene. Den brukes til å produsere biometriske pass.
- Reklame. Polykarbonat brukes til å lage lette strukturer, skilt, resultattavler, tredimensjonale bokstaver og mye mer. Alt dette kan ha svært intrikate ekstraordinære former. Dessuten brukes arkene deres av monolittisk plast til å lage anti-vandal beskyttelse av reklamestrukturer.
- Optiske plater. Siden 1980-tallet har polykarbonat blitt brukt til å lage baksiden av CD-er. I dag brukes den også til å lage DVD-er med høy kapasitet.
- Bil- og flyindustri. For konstruksjon av fly brukes tradisjonelt de nyeste materialene, som har høy styrke og letthet, som også er karakteristisk for polykarbonat. Den brukes til å lage kuplene til cockpitene til jagerfly og glass for hjelmer til astronauter og piloter. For biler brukes polykarbonat ikke bare til glass, men også til frontlykter og soltak.
- Medisin. Et svært viktig bruksområde for polykarbonat har blitt produksjon av medisinske instrumenter. Dette ble mulig på grunn av slike fordeler ved materialet som ikke-toksisitet og høy biokompatibilitet, samt mangelen på en immunrespons fra kroppen til denne plasten. Og takket være sin styrke og gjennomsiktighet konkurrerte den med glass og metallegeringer. produkter og utstyr,laget av dette materialet brukes til å overvåke vev og væsker i menneskekroppen. I tillegg tillater de høye smeltetemperaturene til polykarbonater at de kan bli utsatt for de mest moderne steriliseringsmetoder - varme, stråling, UV-stråler.
- Optikk. På 2000-tallet begynte man å lage polykarbonatlinser for industrielle vernebriller, som beskyttet øynene under forskjellig arbeid. Slike produkter er dusinvis av ganger sterkere enn andre plastlinser; i tilfelle et slag mot dem sprer de ikke fragmenter, de er enda vanskeligere å ripe. Etter hvert ble polykarbonat også brukt til hverdagsbrilleglass. På grunn av deres sikkerhetsegenskaper blir slike linser svært ofte brukt til barnebriller, briller til motorsykkelhjelm.
- Andre områder. I dag har polykarbonat blitt så godt etablert i livene våre at innbyggere i ikke bare megabyer, men også avsidesliggende landsbyer, daglig møter produkter som denne plasten er en del av. Kulepenner, lommelykter, datamus, strykejern og vannkoker, korker til vinflasker, møbeldeler, beholdere for drikkevæsker og til og med emballasjefilm er laget av det.
