Polikarbonat je sintetički polimer u kemijskom smislu, može se smatrati složenim poliesterom ugljične kiseline i fenola. Kao što znate, soli ugljične kiseline nazivaju se karbonati, pa otuda i naziv danas popularnog polimera koji se sastoji od dva dijela - poli (što puno znači) i karbonata.
Malo kemije
Makromolekula polikarbonata ima linearnu strukturu. Općenito, njegova se formula može napisati na sljedeći način:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Ovisno o vrsti supstituenta R, svi polikarbonati se mogu podijeliti na aromatične, masno-aromatske i alifatske. Danas se od njih najviše koristi prva skupina. Trgovački nazivi aromatskih polikarbonata mogu biti različiti, ali ih objedinjuju slične vrijednosti fizičkih i mehaničkih parametara, kao što su visoka propusnost svjetlosti, niska specifična težina, relativno visoka točka taljenja. Polikarbonati s ovim svojstvima sadrže mnogo benzenskih prstenova (aromatskih supstituenata).
Prednosti polikarbonata
- Snaga. Jedno od najpoznatijih svojstava i značajna prednost polikarbonata je njegova visoka otpornost na mehaničke udare.
- Transparentnost. Zbog svoje visoke propusnosti svjetlosti, polikarbonati su uspješno zamijenili silikatno staklo u mnogim područjima života i proizvodnje, budući da imaju i relativno malu težinu.
- Termička otpornost. Vrijednosti temperatura taljenja (omekšavanja) polikarbonata se donekle razlikuju jedna od druge ovisno o strukturnim značajkama makromolekule, ali u pravilu prelazi 200 °C.
- Termoplastičnost. Polikarbonat je vrsta polimera koji se može više puta pretopiti. U isto vrijeme, nakon stvrdnjavanja, vratit će svoja svojstva.
- Održivost. Zbog prethodnog svojstva, proizvodi od polikarbonata mogu se reciklirati.
- Protivpožarna sigurnost. Temperatura paljenja značajno premašuje točku taljenja polikarbonata, to je oko 570 °C.
- Kemijska otpornost. Zahvaljujući ovom svojstvu, materijal se uspješno koristi u raznim agresivnim okruženjima.
Nedostaci
Vrijedi napomenuti da polikarbonat ima sve gore navedene prednosti samo ako njegove sastavne makromolekule imaju molekularnu težinu veću od 25 000. Inače,vrlo krhka i ima mnogo nižu točku taljenja. Polikarbonat, proizveden uz kršenje tehnologije, može sadržavati prilično velik broj molekula sa smanjenom molekulskom težinom, što negativno utječe na njegovu snagu i karakteristike performansi.
Još jedan značajan nedostatak polikarbonata je njihova niska otpornost na ultraljubičasto zračenje. Međutim, danas postoje tehnologije koje mogu zaštititi polimer od izravnog izlaganja UV zrakama. To se obično radi sa zaštitnim folijama koje se spajaju na polikarbonat tijekom faze proizvodnje proizvoda. Drugi ograničavajući čimbenik u korištenju polikarbonata je njegova visoka toplinska ekspanzija.
Fizička i mehanička svojstva
- Indeks loma - 1,5850.
- Gustoća (na 25° C) - 1,20 g/cm3.
- Temperatura staklenog prijelaza - 150 °C.
- Temperatura omekšavanja 220-230 °C.
- Temperatura razgradnje >320 °C.
- otpornost na mraz, °C < -100
- Vlačna čvrstoća - 65-70 MPa.
- Snaga na savijanje - 95 MPa.
- Specifični toplinski kapacitet - 1090-1255J/(g K).
- Toplinska vodljivost je 0,20 W/(m K).
- Koeficijent toplinskog linearnog širenja -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinell tvrdoća - (784-980) 105 Pa.
Stanični i monolitni polikarbonat
Stanični polikarbonat je ploča od nekoliko slojeva plastike, između kojih se nalaze uzdužna rebrakrutost. U kontekstu takvog lista nejasno podsjeća na saće, po čemu je i dobio ime. Takvi se listovi mogu lako savijati u hladnom stanju, postižući najmanji mogući radijus savijanja. Stanični polikarbonat se najčešće koristi za izradu ukrasnih pregrada i izradu prozirnih krovova.
Monolitni polikarbonat ima veću otpornost na udarce i prozirnost. Značajna prednost je visoka otpornost na toplinu monolitnog polikarbonata, točka taljenja je prilično visoka, što mu omogućuje da se bez straha koristi na temperaturama koje dosežu 120 ° C. Još jedno važno svojstvo je otpornost na mraz, što omogućuje korištenje proizvoda od ove vrste plastike na temperaturama do minus 50°C.
Upotreba polikarbonata
Izgradnja. Zbog svoje visoke prozirnosti i lakoće, polikarbonat pomaže arhitektima da realiziraju svoje najsmjelije projekte. Istodobno, težina konstrukcije, u odnosu na tradicionalno korišteno staklo, može značajno smanjiti opterećenje na temeljima, a time i uštedjeti na materijalima. Štoviše, polikarbonat također ima svojstva toplinske izolacije, ako govorimo o njegovoj staničnoj raznolikosti. Koristi se za izradu prozirnih konstrukcija za bazene i stadione, parkirališta i supermarkete, prijelaze između zgrada i zimskih vrtova. Ovaj materijal je također popularan među vrtlarima. Polikarbonat se sve više koristi za staklenike. Točka taljenja joj je znatno viša od atmosferske čak iu najtoplijem ljetu, pa je stoga značajnasolarna toplina ne može naštetiti ovom polimeru
- Elektronika. Kućišta i zaštitni premazi za prijenosna računala, pametne telefone, playere, kućna računala i još mnogo toga izrađeni su od polikarbonata. Zahvaljujući ovom polimeru, tehnologija dodirnog zaslona uspjela je doprijeti do masa. Koristi se za izradu biometrijskih putovnica.
- Oglašavanje. Polikarbonat se koristi za izradu svjetlosnih struktura, natpisnih ploča, semafora, trodimenzionalnih slova i još mnogo toga. Sve to može imati vrlo zamršene izvanredne oblike. Također, njihovi listovi od monolitne plastike koriste se za izradu antivandalne zaštite reklamnih konstrukcija.
- Optički diskovi. Od 1980-ih polikarbonat se koristi za izradu podloge CD-a. Danas se također koristi za izradu DVD-ova velikog kapaciteta.
- Automobilska i zrakoplovna industrija. Za izradu zrakoplova tradicionalno se koriste najnoviji materijali koji imaju visoku čvrstoću i lakoću, što je također karakteristično za polikarbonat. Koristi se za izradu kupola kokpita lovaca i stakla za kacige astronauta i pilota. Za automobile, polikarbonat se ne koristi samo za staklo, već i za farove i krovove.
- Medicina. Vrlo važno područje primjene polikarbonata postala je proizvodnja medicinskih instrumenata. To je postalo moguće zbog takvih prednosti materijala kao što su netoksičnost i visoka biokompatibilnost, kao i nedostatak imunološkog odgovora tijela na ovu plastiku. A zahvaljujući svojoj snazi i transparentnosti, natjecao se sa staklom i metalnim legurama. proizvodi i oprema,izrađene od ovog materijala koriste se za praćenje tkiva i tekućina ljudskog tijela. Osim toga, visoke temperature topljenja polikarbonata omogućuju im da budu podvrgnuti najsuvremenijim metodama sterilizacije - toplini, zračenju, UV zrakama.
- Optika. U 2000-ima počele su se izrađivati polikarbonatne leće za industrijske zaštitne naočale, koje su štitile oči tijekom raznih radova. Takvi proizvodi su desetke puta jači od ostalih plastičnih leća, u slučaju udarca ne šire krhotine, još ih je teže ogrebati. Postupno se polikarbonat koristio i za svakodnevne naočalne leće. Zbog svojih sigurnosnih kvaliteta, takve se leće vrlo često koriste za dječje naočale, naočale za motociklističke kacige.
- Druga područja. Danas se polikarbonat toliko učvrstio u našim životima da se stanovnici ne samo megagradova, već i udaljenih sela, svakodnevno susreću s proizvodima, čiji je dio ova plastika. Od njega se izrađuju kemijske olovke, svjetiljke, računalni miševi, glačala i kuhala, čepovi za boce vina, dijelovi namještaja, posude za tekućine za piće, pa čak i folije za pakiranje.
