Polycacbonat là một polyme tổng hợp về mặt hóa học, nó có thể được coi là một polyeste phức tạp của axit cacbonic và phenol. Như bạn đã biết, muối của axit cacbonic được gọi là cacbonat, do đó có tên gọi là polyme phổ biến ngày nay, được hình thành từ hai phần - poly (có nghĩa là nhiều) và cacbonat.
Một chút hóa học
Đại phân tử polycarbonate có cấu trúc tuyến tính. Nói chung, công thức của nó có thể được viết như sau:
H - [- O-R-O- (C=O) -O-R -] -OH.
Tùy thuộc vào loại nhóm thế R, tất cả các muối polycacbonat có thể được chia thành thơm, thơm béo và béo. Nhóm được sử dụng nhiều nhất hiện nay là nhóm đầu tiên. Tên thương mại của nhựa polycacbonat thơm có thể khác nhau, nhưng chúng được thống nhất bởi các giá trị tương tự về các chỉ tiêu cơ lý, chẳng hạn như truyền ánh sáng cao, trọng lượng riêng thấp, nhiệt độ nóng chảy tương đối cao. Polycacbonat với những tính chất này chứa nhiều vòng benzen (nhóm thế thơm).
Ưu điểm của nhựa polycarbonate
- Sức mạnh. Một trong những đặc tính nổi tiếng nhất và ưu điểm đáng kể của polycarbonate là khả năng chống va đập cơ học cao.
- Minh bạch. Do khả năng truyền ánh sáng cao, nhựa polycarbonate đã thay thế thành công thủy tinh silicat trong nhiều lĩnh vực đời sống và sản xuất, vì chúng cũng có trọng lượng tương đối thấp.
- Khả năng chịu nhiệt. Các giá trị nhiệt độ nóng chảy (làm mềm) của polycarbonat hơi khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm cấu trúc của đại phân tử, nhưng theo quy luật, nó vượt quá 200 ° C.
- Nhựa nhiệt dẻo. Polycarbonate là một loại polyme có thể được nấu chảy lại nhiều lần. Đồng thời, sau khi đông cứng sẽ phục hồi các đặc tính của nó.
- Bền vững. Do thuộc tính trước đây, các sản phẩm polycarbonate có thể được tái chế.
- An toàn cháy nổ. Nhiệt độ bắt lửa vượt quá đáng kể điểm nóng chảy của polycarbonate, khoảng 570 ° C.
- Kháng hóa chất. Nhờ đặc tính này, vật liệu được sử dụng thành công trong các môi trường khắc nghiệt khác nhau.
Flaws
Cần lưu ý rằng polycarbonate chỉ có tất cả các ưu điểm trên nếu các đại phân tử cấu thành của nó có trọng lượng phân tử lớn hơn 25.000. Nếu không, nórất dễ vỡ và có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiều. Polycarbonate, được sản xuất vi phạm công nghệ, có thể chứa một số lượng phân tử khá cao với trọng lượng phân tử giảm, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến sức mạnh và đặc tính hoạt động của nó.
Một nhược điểm đáng kể khác của nhựa polycarbonate là khả năng chống bức xạ tia cực tím thấp. Tuy nhiên, ngày nay có những công nghệ có thể bảo vệ polyme khỏi sự tiếp xúc trực tiếp với tia UV. Điều này thường được thực hiện với các màng bảo vệ được hợp nhất với polycarbonate trong giai đoạn sản xuất sản phẩm. Một yếu tố hạn chế khác trong việc sử dụng polycarbonate là độ giãn nở nhiệt cao của nó.
Tính chất cơ lý
- Chỉ số khúc xạ - 1.5850.
- Mật độ (ở 25 ° C) - 1,20g / cm3.
- Nhiệt độ chuyển thủy tinh - 150 ° C.
- Nhiệt độ làm mềm 220-230 ° C.
- Nhiệt độ phân hủy >320 ° C.
- Chống sương giá, ° C < -100
- Độ bền kéo - 65-70 MPa.
- Độ bền uốn - 95 MPa.
- Nhiệt dung riêng - 1090-1255J / (g K).
- Độ dẫn nhiệt là 0,20 W / (m K).
- Hệ số giãn nở tuyến tính nhiệt -1 (5-6) 10-5° C.
- Độ cứng Brinell - (784-980) 105Pa.
Polycarbonate dạng tế bào và nguyên khối
Polycarbonate dạng tế bào là một bảng điều khiển gồm nhiều lớp nhựa, giữa các lớp này có các đường gân dọcđộ cứng. Trong bối cảnh của một chiếc lá như vậy trông giống như một tổ ong, mà nó có tên như vậy. Những tấm như vậy có thể dễ dàng uốn cong ở trạng thái nguội, đạt bán kính uốn nhỏ nhất có thể. Polycarbonate dạng tế bào thường được sử dụng nhiều nhất để xây dựng các vách ngăn trang trí và xây dựng các mái nhà trong suốt.
Polycarbonate nguyên khối có khả năng chống va đập và độ trong suốt cao hơn. Một ưu điểm đáng kể là khả năng chịu nhiệt cao của polycarbonate nguyên khối, nhiệt độ nóng chảy khá cao, cho phép sử dụng mà không sợ nhiệt độ lên tới 120 ° C. Một đặc tính quan trọng khác của nó là khả năng chống sương giá, cho phép sử dụng các sản phẩm từ loại nhựa này ở nhiệt độ xuống đến âm 50 ° C.
Sử dụng polycarbonate
Xây dựng. Do tính trong suốt cao và nhẹ, polycarbonate giúp các kiến trúc sư hiện thực hóa các dự án táo bạo nhất của họ. Đồng thời, trọng lượng của cấu trúc, so với kính được sử dụng truyền thống, có thể giảm đáng kể tải trọng cho nền móng, và do đó tiết kiệm vật liệu. Hơn nữa, polycarbonate cũng có đặc tính cách nhiệt, nếu chúng ta nói về tính đa dạng của nó. Nó được sử dụng để làm cấu trúc mờ cho hồ bơi và sân vận động, bãi đậu xe và siêu thị, chuyển tiếp giữa các tòa nhà và khu vườn mùa đông. Vật liệu này cũng phổ biến với những người làm vườn. Ngày càng nhiều, polycarbonate được sử dụng cho các nhà kính. Điểm nóng chảy của nó cao hơn đáng kể so với khí quyển ngay cả trong mùa hè nóng nhất, và do đónhiệt mặt trời không thể gây hại cho polyme này
- Điện tử. Vỏ và lớp phủ bảo vệ cho máy tính xách tay, điện thoại thông minh, máy nghe nhạc, máy tính gia đình và nhiều hơn nữa được làm từ polycarbonate. Nhờ chất polyme này, công nghệ màn hình cảm ứng đã có thể tiếp cận với đông đảo công chúng. Nó được sử dụng để sản xuất hộ chiếu sinh trắc học.
- Quảng cáo. Polycarbonate được sử dụng để tạo ra các cấu trúc ánh sáng, biển hiệu, bảng điểm, chữ cái ba chiều và nhiều hơn nữa. Tất cả điều này có thể có những hình thức phi thường rất phức tạp. Ngoài ra, các tấm nhựa nguyên khối của họ được sử dụng để bảo vệ chống phá hoại của các cấu trúc quảng cáo.
- Đĩa quang. Kể từ những năm 1980, polycarbonate đã được sử dụng để tạo ra mặt sau của đĩa CD. Ngày nay nó cũng được sử dụng để tạo ra các đĩa DVD dung lượng cao.
- Công nghiệp ô tô và máy bay. Để chế tạo máy bay, các vật liệu mới nhất thường được sử dụng theo truyền thống, có độ bền cao và nhẹ, đây cũng là đặc điểm của polycarbonate. Nó được sử dụng để làm mái vòm của buồng lái máy bay chiến đấu và kính cho mũ bảo hiểm của các phi hành gia và phi công. Đối với ô tô, polycarbonate không chỉ được sử dụng cho kính mà còn được sử dụng cho đèn pha và cửa sổ trời.
- Thuốc. Một lĩnh vực ứng dụng rất quan trọng của polycarbonate đã trở thành sản xuất dụng cụ y tế. Điều này trở nên khả thi do những ưu điểm của vật liệu như không độc và tính tương thích sinh học cao, cũng như việc cơ thể không có phản ứng miễn dịch với loại nhựa này. Và nhờ sức mạnh và độ trong suốt của nó, nó đã cạnh tranh với thủy tinh và hợp kim kim loại. sản phẩm và thiết bị,được làm bằng vật liệu này được sử dụng để theo dõi các mô và chất lỏng của cơ thể con người. Ngoài ra, nhiệt độ nóng chảy cao của nhựa polycarbonate cho phép chúng được áp dụng các phương pháp khử trùng hiện đại nhất - nhiệt, bức xạ, tia UV.
- Quang học. Vào những năm 2000, tròng kính polycarbonate bắt đầu được sản xuất cho kính bảo hộ công nghiệp, có tác dụng bảo vệ mắt trong nhiều công việc khác nhau. Những sản phẩm như vậy cứng hơn hàng chục lần so với các loại thấu kính nhựa khác, khi bị va đập vào chúng, chúng không bị văng ra các mảnh vỡ, thậm chí còn khó bị trầy xước hơn. Dần dần, polycarbonate cũng được sử dụng cho các thấu kính đeo mắt hàng ngày. Do chất lượng an toàn của chúng, những thấu kính như vậy rất thường được sử dụng cho kính trẻ em, kính mũ bảo hiểm xe máy.
- Khu vực khác. Ngày nay, polycarbonate đã trở nên vững chắc trong cuộc sống của chúng ta đến nỗi cư dân không chỉ ở các siêu đô thị mà còn cả những ngôi làng xa xôi, những sản phẩm bắt gặp hàng ngày, trong đó nhựa này là một phần. Bút bi, đèn pin, chuột máy tính, bàn là và ấm đun nước, nút chai rượu, các bộ phận nội thất, hộp đựng chất lỏng uống và thậm chí cả màng bao bì đều được làm từ nó.
