Polycarbonat ist chemisch gesehen ein synthetisches Polymer, es kann als komplexer Polyester aus Kohlensäure und Phenolen betrachtet werden. Wie Sie wissen, werden Kohlensäuresalze Carbonate genannt, daher der Name des heute beliebten Polymers, das aus zwei Teilen besteht - Poly (was viel bedeutet) und Carbonat.
Ein bisschen Chemie
Polycarbonat-Makromolekül hat eine lineare Struktur. Im Allgemeinen kann seine Formel wie folgt geschrieben werden:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Je nach Art des Substituenten R lassen sich alle Polycarbonate in aromatisch, fettaromatisch und aliphatisch einteilen. Die heute am häufigsten verwendete von ihnen ist die erste Gruppe. Handelsnamen von aromatischen Polycarbonaten können unterschiedlich sein, aber sie werden durch ähnliche Werte physikalischer und mechanischer Parameter wie hohe Lichtdurchlässigkeit, niedriges spezifisches Gewicht, relativ hoher Schmelzpunkt vereint. Polycarbonate mit diesen Eigenschaften enth alten viele Benzolringe (aromatische Substituenten).
Vorteile von Polycarbonaten
- Stärke. Eine der bekanntesten Eigenschaften und ein wesentlicher Vorteil von Polycarbonat ist seine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Stöße.
- Transparenz. Aufgrund ihrer hohen Lichtdurchlässigkeit haben Polycarbonate Silikatglas in vielen Lebens- und Produktionsbereichen erfolgreich ersetzt, da sie zudem ein relativ geringes Gewicht haben.
- Thermischer Widerstand. Die Werte der Schmelztemperaturen (Erweichungstemperaturen) von Polycarbonaten unterscheiden sich je nach den strukturellen Merkmalen des Makromoleküls etwas voneinander, überschreiten jedoch in der Regel 200 °C.
- Thermoplastizität. Polycarbonat ist eine Art von Polymer, das viele Male umgeschmolzen werden kann. Gleichzeitig stellt es nach dem Aushärten seine Eigenschaften wieder her.
- Nachh altigkeit. Aufgrund der vorherigen Eigenschaft können Polycarbonat-Produkte recycelt werden.
- Brandschutz. Die Zündtemperatur übersteigt den Schmelzpunkt von Polycarbonat deutlich, sie liegt bei etwa 570 °C.
- Chemische Beständigkeit. Dank dieser Eigenschaft wird das Material erfolgreich in verschiedenen aggressiven Umgebungen eingesetzt.
Fehler
Es ist erwähnenswert, dass Polycarbonat nur dann alle oben genannten Vorteile hat, wenn seine Makromoleküle ein Molekulargewicht von mehr als 25.000 habensehr zerbrechlich und hat einen viel niedrigeren Schmelzpunkt. Polycarbonat, das unter Verstoß gegen die Technologie hergestellt wird, kann eine ziemlich große Anzahl von Molekülen mit einem reduzierten Molekulargewicht enth alten, was sich negativ auf seine Festigkeits- und Leistungseigenschaften auswirkt.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil von Polycarbonaten ist ihre geringe UV-Beständigkeit. Heutzutage gibt es jedoch Technologien, die das Polymer vor direkter UV-Strahlung schützen können. Dies geschieht in der Regel mit Schutzfolien, die während der Herstellungsphase des Produkts mit dem Polycarbonat verschmolzen werden. Ein weiterer limitierender Faktor bei der Verwendung von Polycarbonat ist seine hohe Wärmeausdehnung.
Physikalische und mechanische Eigenschaften
- Brechungsindex - 1.5850.
- Dichte (bei 25° C) - 1,20g/cm3.
- Glasübergangstemperatur - 150 °C.
- Erweichungstemperatur 220-230 °C.
- Zersetzungstemperatur >320 °C.
- Frostbeständigkeit, °C < -100
- Zugfestigkeit - 65-70 MPa.
- Biegefestigkeit - 95 MPa.
- Spezifische Wärmekapazität - 1090-1255J/(g·K).
- Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,20 W/(m·K).
- Thermischer Längenausdehnungskoeffizient -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinellhärte - (784-980) 105 Pa.
Zellulares und monolithisches Polycarbonat
Zellpolycarbonat ist eine Platte aus mehreren Kunststoffschichten, zwischen denen sich Längsrippen befindenSteifigkeit. Im Zusammenhang mit einem solchen Blatt ähnelt es vage einer Wabe, für die es seinen Namen erhielt. Solche Bleche lassen sich im k alten Zustand gut biegen und erreichen kleinstmögliche Biegeradien. Schaumpolycarbonat wird am häufigsten für den Bau von dekorativen Trennwänden und den Bau von transparenten Dächern verwendet.
Monolithisches Polycarbonat hat eine höhere Schlagfestigkeit und Transparenz. Ein wesentlicher Vorteil ist die hohe Hitzebeständigkeit von monolithischem Polycarbonat, der Schmelzpunkt ist ziemlich hoch, wodurch es ohne Angst bei Temperaturen von bis zu 120 ° C verwendet werden kann. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die Frostbeständigkeit, die den Einsatz von Produkten aus dieser Kunststoffart bei Temperaturen bis minus 50 °C ermöglicht.
Verwendung von Polycarbonat
Bau. Aufgrund seiner hohen Transparenz und Leichtigkeit hilft Polycarbonat Architekten, ihre kühnsten Projekte zu verwirklichen. Gleichzeitig kann das Gewicht der Konstruktion im Vergleich zu herkömmlich verwendetem Glas die Belastung der Fundamente deutlich reduzieren und somit Material einsparen. Darüber hinaus hat Polycarbonat auch Wärmedämmeigenschaften, wenn wir über seine Zellvielf alt sprechen. Es wird verwendet, um lichtdurchlässige Strukturen für Schwimmbäder und Stadien, Parkplätze und Supermärkte, Übergänge zwischen Gebäuden und Wintergärten herzustellen. Dieses Material ist auch bei Gärtnern beliebt. Polycarbonat wird zunehmend für Gewächshäuser verwendet. Sein Schmelzpunkt ist selbst im heißesten Sommer deutlich höher als der atmosphärische und daher signifikantSonnenwärme kann diesem Polymer nichts anhaben
- Elektronik. Aus Polycarbonat werden Hüllen und Schutzhüllen für Laptops, Smartphones, Player, Heimcomputer und vieles mehr hergestellt. Dank dieses Polymers konnte die Touchscreen-Technologie die Massen erreichen. Es wird verwendet, um biometrische Pässe zu erstellen.
- Werbung. Polycarbonat wird verwendet, um leichte Strukturen, Schilder, Anzeigetafeln, dreidimensionale Buchstaben und vieles mehr herzustellen. All dies kann sehr komplizierte außergewöhnliche Formen haben. Außerdem werden ihre Platten aus monolithischem Kunststoff verwendet, um Werbestrukturen vor Vandalismus zu schützen.
- Optische Datenträger. Seit den 1980er Jahren wird Polycarbonat zur Herstellung der Rückseite von CDs verwendet. Heute wird es auch zur Herstellung von DVDs mit hoher Kapazität verwendet.
- Automobil- und Flugzeugindustrie. Für den Bau von Flugzeugen werden traditionell modernste Materialien verwendet, die eine hohe Festigkeit und Leichtigkeit aufweisen, was auch für Polycarbonat charakteristisch ist. Es wird verwendet, um die Kuppeln der Cockpits von Jägern und Glas für die Helme von Astronauten und Piloten herzustellen. Bei Autos wird Polycarbonat nicht nur für Glas, sondern auch für Scheinwerfer und Schiebedächer verwendet.
- Medizin. Ein sehr wichtiges Anwendungsgebiet von Polycarbonat ist die Herstellung medizinischer Instrumente geworden. Möglich wurde dies durch solche Vorteile des Materials wie Ungiftigkeit und hohe Biokompatibilität sowie das Fehlen einer Immunantwort des Körpers auf diesen Kunststoff. Und dank seiner Festigkeit und Transparenz konkurrierte es mit Glas und Metalllegierungen. Produkte und Ausrüstung,aus diesem Material hergestellt, werden zur Überwachung der Gewebe und Flüssigkeiten des menschlichen Körpers verwendet. Darüber hinaus ermöglichen die hohen Schmelztemperaturen von Polycarbonaten, dass sie den modernsten Sterilisationsmethoden ausgesetzt werden - Hitze, Strahlung, UV-Strahlen.
- Optik. In den 2000er Jahren begann man mit der Herstellung von Polycarbonat-Linsen für industrielle Schutzbrillen, die die Augen bei verschiedenen Arbeiten schützten. Solche Produkte sind Dutzende Male stärker als andere Kunststofflinsen, im Falle eines Schlags verteilen sie keine Fragmente, sie sind noch schwerer zu zerkratzen. Nach und nach wurde Polycarbonat auch für alltägliche Brillengläser verwendet. Aufgrund ihrer Sicherheitseigenschaften werden solche Gläser sehr häufig für Kinderbrillen, Motorradhelmbrillen verwendet.
- Andere Bereiche. Heute hat sich Polycarbonat so fest in unserem Leben etabliert, dass Bewohner nicht nur von Millionenstädten, sondern auch von abgelegenen Dörfern täglich auf Produkte stoßen, zu denen dieser Kunststoff gehört. Kugelschreiber, Taschenlampen, Computermäuse, Bügeleisen und Wasserkocher, Korken für Weinflaschen, Möbelteile, Behälter für Flüssigkeiten und sogar Verpackungsfolien werden daraus hergestellt.
