Polikarbonat je sintetički polimer u hemijskom smislu, može se smatrati kompleksnim poliesterom ugljene kiseline i fenola. Kao što znate, soli ugljične kiseline nazivaju se karbonati, pa otuda i naziv danas popularnog polimera, formiranog iz dva dijela - poli (što znači mnogo) i karbonata.
Malo hemije
Makromolekula polikarbonata ima linearnu strukturu. Generalno, njegova formula se može napisati na sljedeći način:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
U zavisnosti od vrste supstituenta R, svi polikarbonati se mogu podijeliti na aromatične, masno-aromatične i alifatične. Danas se najviše koristi prva grupa. Trgovački nazivi aromatičnih polikarbonata mogu biti različiti, ali ih objedinjuju slične vrijednosti fizičkih i mehaničkih parametara, kao što su visoka propusnost svjetlosti, niska specifična težina, relativno visoka tačka topljenja. Polikarbonati sa ovim svojstvima sadrže mnogo benzenskih prstenova (aromatičnih supstituenata).
Prednosti polikarbonata
- Snaga. Jedno od najpoznatijih svojstava i značajna prednost polikarbonata je njegova visoka otpornost na mehaničke udare.
- Transparentnost. Zbog svoje visoke propustljivosti svjetlosti, polikarbonati su uspješno zamijenili silikatno staklo u mnogim područjima života i proizvodnje, budući da imaju i relativno malu težinu.
- Termička otpornost. Vrijednosti temperature topljenja (omekšavanja) polikarbonata se donekle razlikuju jedna od druge u zavisnosti od strukturnih karakteristika makromolekule, ali u pravilu prelazi 200 °C.
- Termoplastičnost. Polikarbonat je vrsta polimera koji se može pretopiti više puta. Istovremeno, nakon stvrdnjavanja, povratiće svoja svojstva.
- Održivost. Zbog prethodnog svojstva, proizvodi od polikarbonata se mogu reciklirati.
- Protivpožarna sigurnost. Temperatura paljenja značajno premašuje tačku topljenja polikarbonata, iznosi oko 570°C.
- Hemijska otpornost. Zahvaljujući ovoj osobini, materijal se uspješno koristi u raznim agresivnim okruženjima.
Nedostaci
Vrijedi napomenuti da polikarbonat ima sve gore navedene prednosti samo ako njegovi sastavni makromolekuli imaju molekulsku težinu veću od 25 000. Inače,vrlo krhka i ima mnogo nižu tačku topljenja. Polikarbonat, proizveden uz kršenje tehnologije, može sadržavati prilično veliki broj molekula sa smanjenom molekulskom težinom, što negativno utiče 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 direktnog izlaganja UV zracima. To se obično radi sa zaštitnim folijama koje se spajaju na polikarbonat tokom faze proizvodnje proizvoda. Još jedan ograničavajući faktor u korištenju polikarbonata je njegova visoka toplinska ekspanzija.
Fizička i mehanička svojstva
- Indeks refrakcije - 1.5850.
- Gustoća (na 25° C) - 1,20g/cm3.
- Temperatura prelaska stakla - 150 °C.
- Temperatura omekšavanja 220-230 °C.
- Temperatura razlaganja >320 °C.
- otpornost na mraz, °C < -100
- Vlačna čvrstoća - 65-70 MPa.
- Snaga na savijanje - 95 MPa.
- Specifični toplotni kapacitet - 1090-1255J/(g K).
- Toplotna provodljivost je 0,20 W/(m K).
- Koeficijent termičke linearne ekspanzije -1(5-6) 10-5 °C.
- Brinell tvrdoća - (784-980) 105 Pa.
Ćelijski i monolitni polikarbonat
Ćelijski polikarbonat je ploča od nekoliko slojeva plastike, između kojih se nalaze uzdužna rebrarigidnost. U kontekstu takav list nejasno podsjeća na saće, po čemu je i dobio ime. Takvi listovi se mogu lako savijati u hladnom stanju, postižući najmanji mogući radijus savijanja. Ćelijski polikarbonat se najčešće koristi za izradu ukrasnih pregrada i izradu prozirnih krovova.
Monolitni polikarbonat ima veću otpornost na udarce i transparentnost. Značajna prednost je visoka otpornost na toplinu monolitnog polikarbonata, tačka topljenja je prilično visoka, što mu omogućava da se bez straha koristi na temperaturama koje dostižu 120 ° C. Još jedno važno svojstvo je otpornost na mraz, što omogućava upotrebu proizvoda od ove vrste plastike na temperaturama do minus 50°C.
Upotreba polikarbonata
Izgradnja. Zbog svoje visoke transparentnosti i lakoće, polikarbonat pomaže arhitektima da realizuju svoje najsmjelije projekte. Istovremeno, 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 ćelijskoj raznolikosti. Koristi se za izradu prozirnih konstrukcija za bazene i stadione, parkinge i supermarkete, prelaze između zgrada i zimskih vrtova. Ovaj materijal je popularan i među vrtlarima. Polikarbonat se sve više koristi za staklenike. Njegova tačka topljenja je znatno viša od atmosferske čak iu najtoplijem ljetu, pa je stoga značajnasolarna toplota ne može naštetiti ovom polimeru
- Elektronika. Kućišta i zaštitni premazi za laptopove, pametne telefone, plejere, kućne računare i još mnogo toga su napravljeni od polikarbonata. Zahvaljujući ovom polimeru, tehnologija ekrana osetljivog na dodir uspela je da dopre do masa. Koristi se za izradu biometrijskih pasoša.
- Oglašavanje. Polikarbonat se koristi za izradu svjetlosnih struktura, natpisnih ploča, semafora, trodimenzionalnih slova i još mnogo toga. Sve to može imati vrlo zamršene, neobične oblike. Takođe, njihovi listovi monolitne plastike se koriste za izradu antivandal zaštite reklamnih konstrukcija.
- Optički diskovi. Od 1980-ih, polikarbonat se koristi za izradu podloge za CD-ove. Danas se takođe koristi za pravljenje DVD-ova velikog kapaciteta.
- Automobilska i avionska industrija. Za konstrukciju aviona tradicionalno se koriste najnoviji materijali koji imaju visoku čvrstoću i lakoću, što je karakteristično i za polikarbonat. Koristi se za izradu kupola kokpita lovaca i stakla za kacige astronauta i pilota. Za automobile, polikarbonat se koristi ne samo za staklo, već i za farove i krovove.
- Medicine. Veoma važno polje primjene polikarbonata postala je proizvodnja medicinskih instrumenata. To je postalo moguće zahvaljujući takvim prednostima materijala kao što su netoksičnost i visoka biokompatibilnost, kao i nedostatak imunološkog odgovora tijela na ovu plastiku. A zahvaljujući svojoj snazi i transparentnosti, konkurirao je staklu i metalnim legurama. proizvodi i oprema,napravljene od ovog materijala koriste se za praćenje tkiva i tečnosti ljudskog tela. Osim toga, visoke temperature topljenja polikarbonata omogućavaju im da budu podvrgnuti najsavremenijim metodama sterilizacije - toplota, zračenje, UV zračenje.
- Optics. U 2000-im godinama počele su se izrađivati polikarbonatne leće za industrijske zaštitne naočale, koje su štitile oči pri raznim radovima. Takvi proizvodi su desetine puta jači od ostalih plastičnih leća, u slučaju udarca ne šire krhotine, još ih je teže ogrebati. Postepeno se polikarbonat koristio i za svakodnevna sočiva za naočale. Zbog svojih sigurnosnih kvaliteta, ova sočiva se vrlo često koriste za dječje naočale, naočale za motociklističke kacige.
- Druge oblasti. Danas je polikarbonat toliko čvrsto ušao u naše živote da se stanovnici ne samo megagradova, već i udaljenih sela, svakodnevno susreću sa proizvodima čiji je dio ova plastika. Od toga se prave hemijske olovke, baterijske lampe, kompjuterski miševi, pegle i čajnici, čepovi za boce vina, delovi nameštaja, posude za tečnost za piće, pa čak i folija za pakovanje.
