Polikarbonat je v kemijskem smislu sintetični polimer, lahko ga štejemo za kompleksen poliester ogljikove kisline in fenolov. Kot veste, se soli ogljikove kisline imenujejo karbonati, od tod tudi ime danes priljubljenega polimera, sestavljenega iz dveh delov - poli (kar pomeni veliko) in karbonata.
Malo kemije
Makromolekula polikarbonata ima linearno strukturo. Na splošno lahko njegovo formulo zapišemo takole:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Odvisno od vrste substituenta R lahko vse polikarbonate razdelimo na aromatske, maščobno-aromatske in alifatske. Danes je najbolj uporabljena prva skupina. Trgovska imena aromatičnih polikarbonatov so lahko različna, vendar jih združujejo podobne vrednosti fizikalnih in mehanskih parametrov, kot so visoka prepustnost svetlobe, nizka specifična teža, relativno visoko tališče. Polikarbonati s temi lastnostmi vsebujejo veliko benzenskih obročev (aromatskih substituentov).
Prednosti polikarbonatov
- Moč. Ena najbolj znanih lastnosti in pomembna prednost polikarbonata je njegova visoka odpornost na mehanske udarce.
- Transparentnost. Zaradi visoke prepustnosti svetlobe so polikarbonati uspešno nadomestili silikatno steklo na številnih področjih življenja in proizvodnje, saj imajo tudi relativno majhno težo.
- Termična odpornost. Vrednosti temperatur taljenja (mehčanja) polikarbonatov se med seboj nekoliko razlikujejo glede na strukturne značilnosti makromolekule, vendar praviloma presegajo 200 °C.
- Termoplastičnost. Polikarbonat je vrsta polimera, ki ga je mogoče večkrat pretopiti. Hkrati bo po strjevanju obnovil svoje lastnosti.
- Trajnost. Zaradi prejšnje lastnosti je polikarbonatne izdelke mogoče reciklirati.
- Požarna varnost. Temperatura vžiga znatno presega tališče polikarbonata, je približno 570 ° C.
- Kemična odpornost. Zahvaljujoč tej lastnosti se material uspešno uporablja v različnih agresivnih okoljih.
pomanjkljivosti
Omeniti velja, da ima polikarbonat vse zgoraj naštete prednosti le, če imajo njegove sestavne makromolekule molekulsko maso več kot 25.000. V nasprotnem primeruzelo krhka in ima veliko nižje tališče. Polikarbonat, izdelan v nasprotju s tehnologijo, lahko vsebuje precej veliko število molekul z zmanjšano molekulsko maso, kar negativno vpliva na njegovo moč in lastnosti delovanja.
Druga pomembna pomanjkljivost polikarbonatov je njihova nizka odpornost na ultravijolično sevanje. Vendar pa danes obstajajo tehnologije, ki lahko zaščitijo polimer pred neposredno izpostavljenostjo UV-žarkom. To se običajno naredi z zaščitnimi folijami, ki so v fazi izdelave izdelka pritrjene na polikarbonat. Drug omejevalni dejavnik pri uporabi polikarbonata je njegova visoka toplotna razteznost.
Fizikalne in mehanske lastnosti
- Refrakcijski indeks - 1,5850.
- Gostota (pri 25° C) - 1,20 g/cm3.
- temperatura stekla - 150 °C.
- temperatura mehčanja 220-230 °C.
- Temperatura razgradnje >320 °C.
- Odpornost proti zmrzovanju, °C < -100
- Natezna trdnost - 65-70 MPa.
- Upogibna trdnost - 95 MPa.
- Specifična toplotna zmogljivost - 1090-1255J/(g K).
- Toplotna prevodnost je 0,20 W/(m K).
- Koeficient toplotnega linearnega raztezanja -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinellova trdota - (784-980) 105 Pa.
Celični in monolitni polikarbonat
Celični polikarbonat je plošča iz več plasti plastike, med katerimi so vzdolžna rebratogost. V kontekstu takšen list nejasno spominja na satje, po katerem je dobil ime. Takšne plošče je mogoče zlahka upogniti v hladnem stanju in doseči najmanjši možni polmer upogibanja. Celični polikarbonat se najpogosteje uporablja za gradnjo okrasnih predelnih sten in konstrukcijo prozornih streh.
Monolitni polikarbonat ima večjo odpornost na udarce in preglednost. Pomembna prednost je visoka toplotna odpornost monolitnega polikarbonata, tališče je precej visoko, kar omogoča, da se brez strahu uporablja pri temperaturah, ki dosežejo 120 ° C. Druga pomembna lastnost je odpornost proti zmrzovanju, ki omogoča uporabo izdelkov iz te vrste plastike pri temperaturah do minus 50 °C.
Uporaba polikarbonata
Gradbeništvo. Polikarbonat zaradi svoje visoke preglednosti in lahkosti pomaga arhitektom pri realizaciji njihovih najbolj drznih projektov. Hkrati lahko teža konstrukcije glede na tradicionalno uporabljeno steklo znatno zmanjša obremenitev temeljev in s tem prihrani pri materialih. Poleg tega ima polikarbonat tudi toplotnoizolacijske lastnosti, če govorimo o njegovi celični raznolikosti. Uporablja se za izdelavo prosojnih konstrukcij za bazene in stadione, parkirišča in supermarkete, prehode med zgradbami in zimske vrtove. Ta material je priljubljen tudi pri vrtnarjih. Vse pogosteje se polikarbonat uporablja za rastlinjake. Njegovo tališče je tudi v najbolj vročem poletju bistveno višje od atmosferskega in zato pomembnosončna toplota ne more škodovati temu polimeru
- Elektronika. Ovitki in zaščitni premazi za prenosnike, pametne telefone, predvajalnike, domače računalnike in še marsikaj so izdelani iz polikarbonata. Zahvaljujoč temu polimeru je tehnologija zaslona na dotik lahko dosegla množice. Uporablja se za izdelavo biometričnih potnih listov.
- Oglaševanje. Polikarbonat se uporablja za ustvarjanje lahkih struktur, napisov, semaforjev, tridimenzionalnih črk in še veliko več. Vse to ima lahko zelo zapletene izredne oblike. Prav tako se njihove plošče iz monolitne plastike uporabljajo za izdelavo protivandalne zaščite reklamnih struktur.
- Optični diski. Od osemdesetih let prejšnjega stoletja se polikarbonat uporablja za izdelavo podlage CD-jev. Danes se uporablja tudi za izdelavo DVD-jev velike zmogljivosti.
- Avtomobilska in letalska industrija. Za konstrukcijo letal se tradicionalno uporabljajo najnovejši materiali, ki imajo visoko trdnost in lahkotnost, kar je značilno tudi za polikarbonat. Uporablja se za izdelavo kupol pilotskih kabin borcev in stekla za čelade astronavtov in pilotov. Za avtomobile se polikarbonat ne uporablja samo za steklo, ampak tudi za žaromete in pomična streha.
- Medicina. Zelo pomembno področje uporabe polikarbonata je postala proizvodnja medicinskih instrumentov. To je postalo mogoče zaradi takšnih prednosti materiala, kot so netoksičnost in visoka biokompatibilnost, pa tudi pomanjkanje imunskega odziva telesa na to plastiko. In zahvaljujoč svoji trdnosti in preglednosti je tekmoval s steklom in kovinskimi zlitinami. izdelki in oprema,izdelani iz tega materiala se uporabljajo za spremljanje tkiv in tekočin v človeškem telesu. Poleg tega visoke temperature tališča polikarbonatov omogočajo, da so izpostavljeni najsodobnejšim metodam sterilizacije – toplota, sevanje, UV žarki.
- Optika. V 2000-ih so začeli izdelovati polikarbonatne leče za industrijska zaščitna očala, ki so varovala oči pri različnih delih. Takšni izdelki so več desetkrat močnejši od drugih plastičnih leč, v primeru udarca ne širijo drobcev, še težje jih je opraskati. Postopoma se je polikarbonat uporabljal tudi za vsakodnevne leče za očala. Zaradi svojih varnostnih lastnosti se takšne leče zelo pogosto uporabljajo za otroška očala, očala za motoristično čelado.
- Druga območja. Danes se je polikarbonat tako močno uveljavil v naših življenjih, da se prebivalci ne le velikih mest, ampak tudi oddaljenih vasi, vsakodnevno srečujejo z izdelki, katerih del je ta plastika. Iz njega so izdelani kemični svinčniki, svetilke, računalniške miške, likalniki in grelniki vode, zamaški za vinske steklenice, deli pohištva, posode za pitne tekočine in celo embalažni film.
