Поликарбонат: определение, свойства, приложения и безопасност

Поликарбонатът е прозрачен (нещо, което може да се види през него) термопласт. Този материал е здрав и стабилен. Той може да издържа на висока температура от 138°C (280°F) и ниска температура от -40°C (-40°F). Той е устойчив на петна и не е токсичен. Теглото на поликарбоната е една шеста от това на стъклото.

Индустрията използва поликарбонат за производството на различни продукти - от непробиваеми прозорци до CD и DVD. Основните предимства на поликарбоната са високата якост и малкото тегло.

В промишлеността се използва прозрачен поликарбонат за производство на очила. Това е така, защото той има много добра прозрачност и издръжливост. Лещите, изработени от прозрачен поликарбонат, могат да бъдат по-тънки от лещите, изработени от обикновено стъкло.

Фирмите, които произвеждат електронно оборудване, използват поликарбонат за изработване на капаци на мобилни телефони, лаптопи и други продукти. Въпреки че поликарбонатът не е отровен, в процеса на производство на поликарбонат се използват токсични химикали. (Вижте Бисфенол А).

Кратки допълнителни технически данни

Поликарбонатът е материал с отлична удароустойчивост и висока прозрачност. Типичната плътност е около 1,2 g/cm³, което го прави значително по-лек от много видове стъкло (плътността на стъклото е около 2,4–2,6 g/cm³). Приблизителната температура на стъклопреход (Tg) е около 145–150°C, а за продължителна експлоатация на открито производителите обикновено посочват по-ниска безопасна работна температура (често около 115°C), като 138°C се приема за краткотрайни въздействия.

Основни свойства

• Удароустойчивост: Поликарбонатът е много устойчив на удар — значително по-устойчив от стъкло и акрил.
• Оптична яснота: Прозрачен материал с добро пропускане на видимата светлина; използва се за оптични лещи и покрития.
• Топлинни свойства: Добра термоустойчивост до посочените температурни стойности, но при високи температури може да се деформира.
• Химична устойчивост: Устойчив към много киселини и основи, но може да се разяжда или напука при контакт с някои органични разтворители (кетони, естери, ароматни въглеводороди).
• Електрическа изолация: Добър изолатор и често се използва в електроника и електроинсталации.
• Лесна обработка: Подходящ за екструзия, инжекционно формоване, термоформоване, рязане и фрезоване.
• Чувствителност към UV: Необработеният поликарбонат пожълтява и губи механични свойства под въздействието на ултравиолетовите лъчи; за външни приложения се използват UV-стабилизирани или покрити варианти.
• Надраскване: По-лесно се надрасква от стъклото; често се нанасят защитни, антиабразивни покрития.

Производство и обработка

Поликарбонатът се произвежда чрез поликондензация (например от бисфенол А и фосген) или чрез съвременни безфосгенови технологии. В практиката се използват следните технологии на формоване и обработка: инжекционно формоване, екструзия на листове и мултистенни панели, термоформоване, лазерно и механично рязане, шлайфане и лепене с подходящи адхезиви. За някои приложения се използват ламинирани системи, при които поликарбонатът се комбинира със стъкло или други пластмаси за постигане на специфични свойства (например балистична защита).

Приложения

• Строителство: покривни панели, мултистенни панели за оранжерии, остъкляване и куполи.
• Оптика и лична защита: лещи за очила, предпазни каски, щитове и респиратори.
• Електроника и потребителски продукти: корпуси на мобилни телефони, лаптопи, табла и дисплейни покрития.
• Транспорт: вътрешни елементи и детайли в автомобилостроенето, плафони за осветление и лампи.
• Медицинска индустрия: някои медицински устройства и инструменти (с подходяща сертификация).
• Оптични медии: производство на CD и DVD.
• Реклами и знаци: светещи табла, надписи и декоративни елементи.

Безопасност и екологични аспекти

При производството на традиционния поликарбонат и при някои процеси участват химикали, които са опасни — сред тях е Бисфенол А (BPA), използван като градивна единица в някои видове поликарбонат. Това предизвика загриженост по отношение на възможността за отделяне на следи от BPA при нагряване или при контакт с мастни храни. В резултат на това на пазара има и BPA-free варианти и алтернативни материали (например PETG, полиметилметакрилат/акрил).

Поликарбонатът като готов продукт обикновено се счита за безопасен при нормална експлоатация, но за хранителни опаковки и бутилки производителите често посочват специални инструкции (например да не се нагрява в микровълнова фурна). При горене или термично разпадане поликарбонатът може да отделя токсични газове — при работа с горещ материал или при рециклиране/изгаряне трябва да се осигурява подходяща вентилация и защита.

Рециклиране: поликарбонатът обикновено се класифицира с код 7 (Other) при маркировката за рециклиране. Механично рециклиране е възможно, но отделните видове поликарбонат и замърсявания могат да ограничат възможностите. Някои промишлени потоци се рециклират ефективно, други — не.

Грижа и поддръжка

• Почистване: използвайте мека кърпа или микрофибър и топла вода с нежен сапун. Избягвайте абразивни пасти и твърди четки.
• Разтворители: не използвайте ацетон, метилен хлорид и други силни органични разтворители; те могат да увредят повърхността или да предизвикат напукване.
• За външна употреба: изберете UV-стабилизиран или UV-покрит поликарбонат, за да намалите пожълтяването и загубата на механични свойства.
• Повреди и надрасквания: при по-сериозни надрасквания се използват полиращи пасти, но често по-евтино е да се подмени износен панел или да се нанесе защитно покритие.

Сравнение с други материали

В общи линии поликарбонатът предлага по-висока удароустойчивост от акрил/PMMA и стъкло, но е по-податлив на надраскване и изисква UV-защита за дълготрайна външна употреба. За оптична яснота и устойчивост на надраскване акрилът е по-добър избор; за защита и удароустойчивост — поликарбонатът.

Практически съвети при избор

• За външни окачвания и остъкляване изберете UV-стабилизиран поликарбонат и подходяща дебелина за натоварването.
• За оптични и медицински изделия търсете материал с необходимите сертификации.
• Ако имате съображения свързани с BPA, проверете дали продуктът е маркиран като "BPA-free" или потърсете алтернативни материали.

Ако желаете, мога да добавя таблица с технически данни (плътност, механична якост, модул на еластичност и др.) или да предложа конкретни видове поликарбонат и тяхното приложение според дебелина и обработка.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява поликарбонатът?

В: Какви са предимствата на поликарбоната?

В: Какви продукти могат да се произвеждат от поликарбонат?

В: Токсичен ли е процесът на производство на поликарбонат?

В: Колко тежи поликарбонатът в сравнение със стъклото?

В: До каква температура може да издържат поликарбонатите?

В: Защо компаниите използват прозрачни поликарбони за лещи за очила?

Търсене по буква