Шта је поликарбонат?

 

Поликарбонат(ПЦ) припада породици термопластичних полимера које карактеришу карбонатне везе (−О−(Ц=О)−О−) унутар њихове молекуларне кичме. Први пут независно синтетизовану од стране Херманна Шнела из Баиер-а и Данијела Фокса из Генерал Елецтриц-а током 1953-1955. године, ова инжењерска пластика показује необичну комбинацију оптичке чистоће која се приближава 90% пропуштања светлости, отпорности на ударе која је 250 пута већа од стакла и термичке стабилности у радном опсегу од -20 степени до 40 степени. Аморфна структура материјала-што значи да његовим молекулима недостаје кристални ред дугог домета – објашњава и његову транспарентност и његову способност да се подвргне значајној пластичној деформацији без ломљења.

Ствари су свуда

Ево у чему је ствар: вероватно сте данас бар три пута додирнули поликарбонат, а да тога нисте ни свесни. Твоја торбица за телефон? Вероватно поликарбонат или мешавина рачунара. Те заштитне наочаре на послу? Поликарбонат. Поклопци фарова на вашем ауту? Да. Чак и бокал за воду који се налази у вашој канцеларијској кухињи.

И то је пре него што пређемо на чудне ствари-штитове од немира, надстрешнице за авионе, непробојно „стакло“ у вашој банци. ЦД који сте нашли у подруму својих родитеља прошлог викенда. Стакленици. Бочице за бебе (иако је то постало компликовано-о томе више касније).

Зашто се инжењери томе враћају

Ствар отпорности на ударце заслужује више пажње него што јој придаје већина чланака. Не говоримо о "прилично јаким за пластику". Говоримо о материјалу који може да заустави метак када је правилно слојевит. Стандардна поликарбонатна плоча може да издржи директан ударац чекићем без пуцања-пробајте то са акрилом или стаклом и поместићете крхотине.

Оно што чини овај рад је молекуларна структура. Оне карбонатне групе које сам раније поменуо? Они омогућавају полимерним ланцима да апсорбују енергију деформацијом, а не ширењем пукотина. Ланци се могу растегнути и проклизати један поред другог пре него што се покидају. Због тога се поликарбонат може савијати на хладно-у многим случајевима можете га формирати на кочници од лима без грејања.

Температура преласка стакла је око 147 степени. Испод тога је крут. Изнад, постепено се омекшава и постаје изводљив. Ово произвођачима даје широк прозор за обраду који избирљивија инжењерска пластика не нуди.

Пренос светлости

 

Поликарбонат без премаза преноси око 88% видљиве светлости, што га чини на удаљености од оптичког стакла. Неке оцене достижу 92%. Индекс преламања је око 1,58-већи од стандардног стакла-што га заправо чини корисним за сочива за наочаре танког профила.

Али ево шта вам листови са спецификацијама не говоре увек: материјал жути током времена под излагањем УВ зрачењу осим ако се не стабилизује. Сирови поликарбонат остављен на сунчевој светлости ће постати ћилибар за годину или две. Већина комерцијалних плоча долази са УВ-стабилизованим површинама управо из тог разлога.

Питање БПА

Морамо разговарати о бисфенолу А.

Стандардни поликарбонат се прави реакцијом БПА са фосгеном. БПА је ендокрини дисруптор-и опонаша естроген у телу. И да, количине у траговима могу се испирати из поликарбонатних контејнера, посебно када су загрејане или изложене киселом садржају.

Ово је постало значајна забринутост око 2008-2012, што је довело до регулаторних мера за флашице за бебе у неколико земаља и покренуло развој алтернатива без БПА{3} као што је Тритан (који користи различите мономере). ФДА и даље сматра поликарбонат у контакту са храном безбедним на тренутним нивоима изложености, али дебата се наставља.

За индустријску примену-машинске штитнике, застакљивање, заштитне навлаке-испирање БПА у суштини није-проблем. Али апликације за{4}}контакте за храну остају спорна територија. Само вреди знати.

Рад са материјалом

Поликарбонатне машине прелепо. Стандардни алат од карбида ради добро. Можете да га бушите, тестеришете, усмеравате-главна мера предострожности је избегавање прегревања, што изазива локално топљење и накупљање гуме на ивицама алата. Оштри алати и умерене брзине су одговор.

Термоформирање захтева прво сушење лима. Поликарбонат је хигроскопан (апсорбује атмосферску влагу), а заробљена вода ствара мехуриће током загревања. Већина произвођача суши лист на 120 степени 2-4 сата пре формирања.

За спајање делова:

Заваривање растварачем функционише, али захтева пажњу-растварачи који делују су агресивни и могу да изазову пуцање под напоном ако се примењују превише обилно

За механичко причвршћивање су потребне велике рупе да би се прилагодило топлотном ширењу

Лепљење са полиуретанским или силиконским лепком даје најбоље резултате

Ињекционо ливење је приступ велике количине-. Температура бурета око 280-320 степени, температура калупа 80-120 степени. Материјал није отпоран на контаминацију влаге – заостала вода изазива хидролитичку деградацију током обраде талине, уништавајући молекулску масу и механичка својства.

Како се слаже

Против акрила (ПММА)

Акрил је оптички супериорнији-чишћи, мање подложан замагљивању, боља отпорност на гребање из кутије. Такође је јефтиније. Али акрил се разбија под ударом док се поликарбонат савија. Ако нешто удари у материјал за стакло, побеђује поликарбонат.

Агаинст Гласс

 

Стакло мање гребе. Стакло не жути. Стакло је јефтиније за равне плоче. Стакло вам даје бољу оптичку јасноћу.

Али стакло тежи отприлике двоструко више по квадратном метру при еквивалентној дебљини. Стакло се разбија у опасне крхотине. Стакло се не може савијати хладно. Стакло захтева специјалне алате и климу{3}}контролисано окружење за сечење за поуздане резултате.

За било шта где је тежина важна или ломљење има последице-што се испоставило да је много примена-поликарбонат има више смисла него што би поређење са спецификацијама{2}}могло да сугерише.

Оцене о којима нико не говори

Проблем огреботина

Ево Ахилове пете материјала: поликарбонат се лако гребе. Срамотно лако, с обзиром на све остало добро ради.

Ово се не може поправити на молекуларном нивоу. Иста покретљивост ланца која даје отпорност на удар чини површину довољно меком да се означи ноктима.

Индустријско решење су тврди премази{0}}обично на бази силикона-или акрила-слојеви који се наносе потапањем, течењем или таложењем плазмом. Добри{4}}системи тврдих премаза добијају тврдоћу поликарбоната до оловке од 2Х-4Х, приближавајући се стаклу. Али премаз додаје трошкове и кораке обраде.

За наочаре, у суштини сва поликарбонатна сочива се испоручују са тврдим премазима. За индустријско застакљивање, верзије са премазом и без премаза имају тржишта у зависности од толеранције примене за означавање површине.

Рециклирање стварности

Поликарбонат се технички може рециклирати. Термопластичан је, на крају крајева-истопите га и преобликујте. Шифра смоле 7 („Остало“) га покрива.

Реалност је неуреднија. Материјал је осетљив на термичку деградацију, губи молекулску тежину са сваким циклусом обраде. Контаминација је проблем-мешовита пластика чини шарже неупотребљивим. А запремине једноставно не постоје у поређењу са ПЕТ или ХДПЕ. Већина програма поред ивичњака то не прихвата.

Индустријски програми рециклаже постоје за ствари као што су боце за воду и оптички дискови, али проценат који стварно допире до рециклера и даље је мали. Хемијска рециклажа (деполимеризација назад у БПА и карбонат) је технички изводљива, али још увек није економична у обиму.

Где иде

Производни капацитет сада расте-негде северно од 6 милиона метричких тона годишње. Азија доминира и производњом и потрошњом.

Трендови истраживања укључују:

Алтернативе засноване на био{0}}има које користе изосорбид уместо БПА

Нанокомпозити за побољшану отпорност на огреботине без жртвовања транспарентности

Системи{0}}самозалеђујућих премаза

Боља оптичка јасноћа за апликације ЛЕД осветљења

Транзиција ЕВ покреће значајну нову потражњу за аутомобилским осветљењем и кућиштима батерија. Захтеви за смањење тежине фаворизују пластику у односу на стакло и метал где то својства дозвољавају.

Боттом Лине

Поликарбонат заузима необичну нишу: довољно јак за захтевне структуралне примене, довољно чист за оптичку употребу, обрадив кроз скоро сваки метод обликовања пластике. Комбинација не постоји нигде другде.

Није савршено. Осетљивост на огреботине ограничава где га можете користити без премаза. БПА ствар компликује апликације за{2}}контакте за храну. УВ стабилност захтева адитиве или премазе.

Али када су вам потребни провидни оклоп, лагано застакљивање,-отпорна сочива или стотину других апликација где је „јасан и чврст“ на врху листе захтева-поликарбонат је обично место где завршите. Педесет година након комерцијализације, ништа друго не одговара ономе што ради.