Polikarbonatas yra sintetinis polimeras chemijos požiūriu, jį galima laikyti sudėtingu anglies rūgšties ir fenolių poliesteriu. Kaip žinote, anglies rūgšties druskos vadinamos karbonatais, todėl šiandien vadinamas populiarus polimeras, sudarytas iš dviejų dalių – poli (tai reiškia daug) ir karbonato.
Šiek tiek chemijos
Polikarbonato makromolekulė turi linijinę struktūrą. Apskritai jo formulę galima parašyti taip:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Priklausomai nuo pakaitalo R tipo, visi polikarbonatai gali būti skirstomi į aromatinius, riebalų-aromatinius ir alifatinius. Šiandien dažniausiai naudojama pirmoji grupė. Aromatinių polikarbonatų prekiniai pavadinimai gali būti skirtingi, tačiau juos vienija panašios fizikinių ir mechaninių parametrų reikšmės, tokios kaip didelis šviesos pralaidumas, mažas savitasis svoris, santykinai aukšta lydymosi temperatūra. Šias savybes turintys polikarbonatai turi daug benzeno žiedų (aromatinių pakaitalų).
Polikarbonatų privalumai
- Jėga. Viena žinomiausių polikarbonato savybių ir reikšmingas pranašumas yra didelis atsparumas mechaniniams smūgiams.
- Skaidrumas. Dėl didelio šviesos pralaidumo polikarbonatai sėkmingai pakeitė silikatinį stiklą daugelyje gyvenimo ir gamybos sričių, nes jie taip pat turi palyginti mažą svorį.
- Šiluminė varža. Polikarbonatų lydymosi (minkštėjimo) temperatūrų reikšmės šiek tiek skiriasi viena nuo kitos, priklausomai nuo makromolekulės struktūrinių ypatybių, tačiau paprastai viršija 200 °C.
- Termoplastiškumas. Polikarbonatas yra polimero rūšis, kurią galima daug kartų perlydyti. Tuo pačiu metu po sukietėjimo jis atkurs savo savybes.
- Tvarumas. Dėl ankstesnės savybės polikarbonato gaminiai gali būti perdirbami.
- Gaisrinė sauga. Uždegimo temperatūra gerokai viršija polikarbonato lydymosi temperatūrą, ji yra apie 570 °C.
- Cheminis atsparumas. Dėl šios savybės medžiaga sėkmingai naudojama įvairiose agresyviose aplinkose.
Defektai
Verta pažymėti, kad polikarbonatas turi visus aukščiau išvardintus pranašumus tik tuo atveju, jei jį sudarančių makromolekulių molekulinė masė yra didesnė nei 25 000. Priešingu atveju jislabai trapus ir turi daug žemesnę lydymosi temperatūrą. Polikarbonate, pagamintame pažeidžiant technologiją, gali būti gana daug sumažintos molekulinės masės molekulių, o tai neigiamai veikia jo stiprumą ir veikimo charakteristikas.
Kitas reikšmingas polikarbonatų trūkumas yra mažas jų atsparumas ultravioletinei spinduliuotei. Tačiau šiandien yra technologijų, kurios gali apsaugoti polimerą nuo tiesioginio UV spindulių poveikio. Paprastai tai daroma naudojant apsaugines plėveles, kurios gaminio gamybos etape sulydomos su polikarbonatu. Kitas polikarbonato naudojimą ribojantis veiksnys yra didelis jo šiluminis plėtimasis.
Fizikinės ir mechaninės savybės
- Lūžio rodiklis – 1,5850.
- Tankis (esant 25 °C) – 1,20 g/cm3.
- Stiklėjimo temperatūra – 150 °C.
- Minkštėjimo temperatūra 220–230 °C.
- Skilimo temperatūra >320 °C.
- Atsparumas šalčiui, °C < -100
- Tempimas – 65–70 MPa.
- Lenkimo stipris – 95 MPa.
- Savitinė šiluminė talpa – 1090-1255J/(g K).
- Šiluminis laidumas yra 0,20 W/(m K).
- Šiluminio linijinio plėtimosi koeficientas -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinelio kietumas – (784–980) 105 Pa.
Korinis ir monolitinis polikarbonatas
Korinis polikarbonatas yra kelių plastiko sluoksnių plokštė, tarp kurių yra išilginės briaunosstandumas. Tokio lapo kontekste jis neaiškiai primena korį, dėl kurio ir gavo savo pavadinimą. Tokius lakštus galima lengvai sulenkti š altoje būsenoje, pasiekiant mažiausią įmanomą lenkimo spindulį. Korinis polikarbonatas dažniausiai naudojamas dekoratyvinių pertvarų ir permatomų stogų statybai.
Monolitinis polikarbonatas pasižymi didesniu atsparumu smūgiams ir skaidrumu. Reikšmingas pranašumas yra didelis monolitinio polikarbonato atsparumas karščiui, lydymosi temperatūra yra gana aukšta, todėl ją galima be baimės naudoti esant 120 ° C temperatūrai. Kita svarbi jo savybė – atsparumas šalčiui, leidžiantis naudoti gaminius iš šio tipo plastiko iki minus 50 °C temperatūroje.
Polikarbonato naudojimas
Statyba. Dėl didelio skaidrumo ir lengvumo polikarbonatas padeda architektams įgyvendinti drąsiausius projektus. Tuo pačiu metu konstrukcijos svoris, palyginti su tradiciškai naudojamu stiklu, gali žymiai sumažinti pamatų apkrovą, taigi ir sutaupyti medžiagų. Be to, polikarbonatas taip pat turi šilumos izoliacijos savybių, jei kalbėsime apie jo ląstelių įvairovę. Iš jo gaminamos permatomos baseinų ir stadionų konstrukcijos, automobilių stovėjimo aikštelės ir prekybos centrai, perėjimai tarp pastatų ir žiemos sodų. Ši medžiaga taip pat populiari tarp sodininkų. Vis dažniau šiltnamiams naudojamas polikarbonatas. Jo lydymosi temperatūra yra žymiai aukštesnė nei atmosferos net karščiausią vasarą, todėl reikšmingasaulės šiluma negali pakenkti šiam polimerui
- Elektronika. Dėklai ir apsauginės dangos nešiojamiesiems kompiuteriams, išmaniesiems telefonams, grotuvams, namų kompiuteriams ir daugeliui kitų yra pagaminti iš polikarbonato. Šio polimero dėka jutiklinio ekrano technologija galėjo pasiekti mases. Jis naudojamas biometriniams pasams gaminti.
- Reklama. Polikarbonatas naudojamas lengvoms konstrukcijoms, iškaboms, švieslentėms, trimatėms raidėms ir daug daugiau kurti. Visa tai gali turėti labai sudėtingas nepaprastas formas. Be to, jų monolitinio plastiko lakštai naudojami reklaminių konstrukcijų apsaugai nuo vandalų.
- Optiniai diskai. Nuo devintojo dešimtmečio polikarbonatas buvo naudojamas kuriant kompaktinių diskų pagrindą. Šiandien jis taip pat naudojamas didelės talpos DVD kūrimui.
- Automobilių ir orlaivių pramonė. Lėktuvų statybai tradiciškai naudojamos naujausios medžiagos, kurios pasižymi dideliu stiprumu ir lengvumu, kas būdinga ir polikarbonatui. Iš jo gaminami naikintuvų kabinų kupolai ir stiklai astronautų ir pilotų šalmams. Automobiliams polikarbonatas naudojamas ne tik stiklams, bet ir priekiniams žibintams bei stoglangiams.
- Medicina. Labai svarbia polikarbonato panaudojimo sritimi tapo medicinos instrumentų gamyba. Tai tapo įmanoma dėl tokių medžiagos pranašumų kaip netoksiškumas ir didelis biologinis suderinamumas, taip pat dėl to, kad organizmas nereaguoja į šį plastiką. O dėl savo stiprumo ir skaidrumo jis konkuravo su stiklo ir metalo lydiniais. produktai ir įranga,pagaminti naudojant šią medžiagą, yra naudojami žmogaus kūno audiniams ir skysčiams stebėti. Be to, aukšta polikarbonatų lydymosi temperatūra leidžia jiems taikyti moderniausius sterilizavimo būdus – šilumą, spinduliuotę, UV spindulius.
- Optika. 2000-aisiais pramoniniams apsauginiams akiniams pradėti gaminti polikarbonatiniai lęšiai, kurie saugodavo akis atliekant įvairius darbus. Tokie gaminiai yra keliasdešimt kartų stipresni už kitus plastikinius lęšius, juos patyrus, neišsklaido skeveldros, dar sunkiau subraižyti. Pamažu polikarbonatas pradėtas naudoti ir kasdieniams akinių lęšiams. Dėl saugumo savybių tokie lęšiai labai dažnai naudojami vaikiškiems akiniams, motociklininkų šalmų akiniams.
- Kitos sritys. Šiandien polikarbonatas taip tvirtai įsitvirtino mūsų gyvenime, kad ne tik megamiesčių, bet ir atokių kaimų gyventojai kasdien susiduria su gaminiais, kurių dalis yra šis plastikas. Iš jo gaminami tušinukai, žibintuvėliai, kompiuterinės pelės, lygintuvai ir virduliai, vyno butelių kamšteliai, baldų detalės, skysčių indai ir net pakavimo plėvelė.
