Polykarbonat är en syntetisk polymer i termer av kemi, den kan betraktas som en komplex polyester av kolsyra och fenoler. Som ni vet kallas s alter av kolsyra karbonater, därav namnet på den populära polymeren idag, bildad av två delar - poly (vilket betyder mycket) och karbonat.
Lite kemi
Polykarbonatmakromolekylen har en linjär struktur. I allmänhet kan dess formel skrivas enligt följande:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Beroende på typen av substituent R kan alla polykarbonater delas in i aromatiska, fettaromatiska och alifatiska. Den mest använda av dem idag är den första gruppen. Handelsnamn för aromatiska polykarbonater kan vara olika, men de förenas av liknande värden på fysiska och mekaniska parametrar, såsom hög ljustransmission, låg specifik vikt, relativt hög smältpunkt. Polykarbonater med dessa egenskaper innehåller många bensenringar (aromatiska substituenter).
Fördelar med polykarbonater
- Styrka. En av de mest kända egenskaperna och betydande fördelarna med polykarbonat är dess höga motståndskraft mot mekaniska stötar.
- Öppenhet. På grund av sin höga ljusgenomsläpplighet har polykarbonater framgångsrikt ersatt silikatglas inom många områden av livet och produktionen, eftersom de också har en relativt låg vikt.
- Termiskt motstånd. Värdena för smält- (mjuknings-) temperaturer för polykarbonater skiljer sig något från varandra beroende på makromolekylens strukturella egenskaper, men som regel överstiger den 200 °C.
- Termoplasticitet. Polykarbonat är en typ av polymer som kan smältas om många gånger. Samtidigt, efter härdning, kommer det att återställa sina egenskaper.
- Hållbarhet. På grund av den tidigare egenskapen kan polykarbonatprodukter återvinnas.
- Brandsäkerhet. Tändningstemperaturen överstiger avsevärt polykarbonats smältpunkt, den är cirka 570 °C.
- Kemiskt motstånd. Tack vare denna egenskap används materialet framgångsrikt i olika aggressiva miljöer.
Flaws
Det är värt att notera att polykarbonat har alla ovanstående fördelar endast om dess ingående makromolekyler har en molekylvikt på mer än 25 000. I annat fallmycket ömtålig och har en mycket lägre smältpunkt. Polykarbonat, tillverkat i strid med tekniken, kan innehålla ett ganska stort antal molekyler med reducerad molekylvikt, vilket negativt påverkar dess styrka och prestandaegenskaper.
En annan betydande nackdel med polykarbonater är deras låga motståndskraft mot ultraviolett strålning. Men idag finns det teknologier som kan skydda polymeren från direkt exponering för UV-strålar. Detta görs vanligtvis med skyddsfilmer som smälts samman med polykarbonatet under tillverkningsfasen av produkten. En annan begränsande faktor vid användningen av polykarbonat är dess höga termiska expansion.
Fysiska och mekaniska egenskaper
- brytningsindex - 1,5850.
- Densitet (vid 25° C) - 1,20 g/cm3.
- Glastemperatur - 150 °C.
- Mjukningstemperatur 220-230 °C.
- Sönderdelningstemperatur >320 °C.
- Frostmotstånd, °C < -100
- Träckhållfasthet - 65-70 MPa.
- Böjstyrka - 95 MPa.
- Specifik värmekapacitet - 1090-1255J/(g K).
- Värmeledningsförmågan är 0,20 W/(m K).
- Termisk linjär expansionskoefficient -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinell hårdhet - (784-980) 105 Pa.
Cellulär och monolitisk polykarbonat
Cellulär polykarbonat är en panel av flera lager plast, mellan vilka det finns längsgående ribborstelhet. I samband med ett sådant blad liknar vagt en honungskaka, för vilken den fick sitt namn. Sådana ark kan lätt böjas i kallt tillstånd och når minsta möjliga böjningsradie. Cellulär polykarbonat används oftast för konstruktion av dekorativa skiljeväggar och konstruktion av transparenta tak.
Monolitisk polykarbonat har högre slagtålighet och transparens. En betydande fördel är den höga värmebeständigheten hos monolitiskt polykarbonat, smältpunkten är ganska hög, vilket gör att den kan användas utan rädsla vid temperaturer som når 120 ° C. En annan viktig egenskap hos den är frostbeständighet, som tillåter användning av produkter från denna typ av plast vid temperaturer ner till minus 50 ° C.
Använder polykarbonat
Bygg. Tack vare sin höga transparens och lätthet hjälper polykarbonat arkitekter att förverkliga sina mest vågade projekt. Samtidigt kan strukturens vikt, i förhållande till traditionellt använt glas, avsevärt minska belastningen på fundamenten och därmed spara på material. Dessutom har polykarbonat också värmeisolerande egenskaper, om vi talar om dess cellulära sort. Det används för att göra genomskinliga strukturer för simbassänger och arenor, parkeringsplatser och stormarknader, övergångar mellan byggnader och vinterträdgårdar. Detta material är också populärt bland trädgårdsmästare. I allt högre grad används polykarbonat för växthus. Dess smältpunkt är betydligt högre än atmosfären även under den varmaste sommaren, och därför betydandesolvärme kan inte skada denna polymer
- Elektronik. Fodral och skyddsbeläggningar för bärbara datorer, smartphones, spelare, hemdatorer och mycket mer är gjorda av polykarbonat. Tack vare denna polymer kunde pekskärmsteknik nå massorna. Den används för att producera biometriska pass.
- Reklam. Polykarbonat används för att skapa lätta strukturer, skyltar, resultattavlor, tredimensionella bokstäver och mycket mer. Allt detta kan ha mycket intrikata extraordinära former. Deras ark av monolitisk plast används också för att skydda reklamstrukturer mot vandalism.
- Optiska skivor. Sedan 1980-talet har polykarbonat använts för att skapa baksidan av CD-skivor. Idag används den även för att göra DVD-skivor med hög kapacitet.
- Bil- och flygindustrin. För konstruktion av flygplan används traditionellt de senaste materialen, som har hög styrka och lätthet, vilket också är karakteristiskt för polykarbonat. Det används för att göra kupolerna i cockpits av fighters och glas för hjälmar av astronauter och piloter. För bilar används polykarbonat inte bara för glas, utan även för strålkastare och takluckor.
- Medicin. Ett mycket viktigt användningsområde för polykarbonat har blivit tillverkningen av medicinska instrument. Detta blev möjligt på grund av sådana fördelar med materialet som icke-toxicitet och hög biokompatibilitet, såväl som avsaknaden av ett immunsvar från kroppen mot denna plast. Och tack vare sin styrka och transparens konkurrerade den med glas och metallegeringar. produkter och utrustning,gjorda av detta material används för att övervaka människokroppens vävnader och vätskor. Dessutom gör de höga smälttemperaturerna för polykarbonater att de kan utsättas för de modernaste steriliseringsmetoderna - värme, strålning, UV-strålar.
- Optik. På 2000-talet började man tillverka polykarbonatlinser för industriella skyddsglasögon, som skyddade ögonen vid olika arbeten. Sådana produkter är dussintals gånger starkare än andra plastlinser; i händelse av ett slag mot dem sprider de inte fragment, de är ännu svårare att repa. Efter hand användes polykarbonat även till vardagsglasögonglas. På grund av deras säkerhetsegenskaper används sådana linser mycket ofta för barnglasögon, motorcykelhjälmglasögon.
- Andra områden. Idag har polykarbonat blivit så fast etablerat i våra liv att invånare i inte bara megastäder, utan också avlägsna byar, dagligen möter produkter, som denna plast är en del av. Kulspetspennor, ficklampor, datormöss, strykjärn och vattenkokare, korkar för vinflaskor, möbeldelar, behållare för dricksvätska och till och med förpackningsfilm görs av det.
