Поликарбонат

Поликарбонат
— пластмаса —
Защитни очила от поликарбонат
Физични свойства
Плътност	1200 – 1220 kg/m³
Число на Абе	34,0
Показател на пречупване	1,584 – 1,586
Запалимост	B
Граничен кислороден индекс	25 – 27%
Равновесно водопоглъщане	0,16 – 0,35%
Водопоглъщане за 24 часа	0,10%
Радиационна устойчивост	Задоволителна
Устойчивост на ултравиолетово излъчване	Задоволителна
Механични свойства
Модул на еластичност	2000 – 2400 MPa
Якост на опън	55 – 75 MPa
Удължение при скъсване	80 – 150%
Якост на натиск	>80 MPa
Коефициент на Поасон	0,37
Твърдост по Рокуел	M70
Ударна жилавост по Изод	600 – 850 J/m
Ударна жилавост по Шарпи	20 – 35 kJ/m²
Износоустойчивост	10 – 15 mg/1000 цикъла
Коефициент на триене	0,31
Скорост на звука	2270 m/s
Топлинни свойства
Температура на остъкляване	147 °C
Температура на деформиране	0,45 MPa: 140 °C 1,8 MPa: 128 – 138 °C
Температура на омекване по Вика при 50 N	145 – 150 °C
Горна работна температура	115 – 130 °C
Долна работна температура	-40 °C
Коефициент на топлопроводност	0,19 – 0,22 W/m.K
Топлинна дифузивност	0,144 mm²/s
Топлинно разширение	65 – 70 × 10-6/K
Специфичен топлинен капацитет	1,2 – 1,3 kJ/kg.K
Електромагнитни свойства
Диелектрична константа	2,9
Диелектрична проницаемост	2,568 × 10-11 F/m
Относителна магнитна проницаемост	0,866
Магнитна проницаемост	1,089 μN/A²
Фактор на дисипация	0,01
Повърхностно съпротивление	1015 Ω/sq
Обемно съпротивление	1012-1014 Ω.m
Химическа устойчивост
Концентрирани киселини	Слаба
Разтворени киселини	Добра
Алкохоли	Добра
Основи	Добра до слаба
Ароматни въглеводороди	Слаба
Масла	Добра до задоволителна
Хидрогенирани въглеводороди	Добра до слаба
Халогени	Слаба
Кетони	Слаба
Газопроницаемост
Азот	10 – 25 cm³·mm/(m²·ден·бар)
Кислород	70 – 130 cm³·mm/(m²·ден·бар)
Въглероден диоксид	400 – 800 cm³·mm/(m²·ден·бар)
Водна пара	1 – 2 g·mm/(m²·ден) при 85 – 0% градиент на относителната влажност
Икономика
Цена	5,2 – 5,6 лв./kg
Поликарбонат в Общомедия

Поликарбонатите са група термопластични полимери. В тях остатъците от мономерите се съединяват с въглеродни групи (-O-CO-O-) в дълга молекулна верига. Намират широко приложение, едно от които е за оптични стъкла.

Поликарбонатът има висока устойчивост на удар. Устойчив е на външни влияния. Материалът не се изменя от атмосферните въздействия, тъй като има специален UV-защитен слой. Не изменя механичните и оптичните си свойства в температурни граници от –40 до +120 °C.

Топлопроводността играе важна роля при използване на поликарбоната за остъкляване на сгради. Тя допринася за постигане на топлоизолация и енергийната ефективност. Слоят въздух затворен между пластовете на клетъчния поликарбонат е отличен топлоизолатор. Дори най-тънките плоскости с дебелина 4 мм превъзхождат с два пъти степента на топлоизолация при обикновеното остъкляване. Така се постига около 30 % спестяване на енергия.

Гъвкавостта на листовете ги прави идеален материал за покриване на повърхности със сложна геометрична форма. Благодарение на еластичните връзки поликарбонатът се поддава на огъване дори в студено състояние като това не влияе на здравината на листа. Всяка дебелина на панелите се характеризира с определен минимален радиус на огъване.

Поликарбонатът е пожаробезопасен. Той спира разпространението на пожара и при температурно разрушение не представлява опасност за живота. Това означава, че изгарянето му не е съпроводено с отделяне на вредни вещества, както е при други видове пластмаси, т.е. той е екологично безопасен.

Поликарбонатът е дълговечен и не изменя свойствата си продължително време. Гаранциите за запазване на качеството на клетъчния поликарбонат са за 10 – 12 години.

Характеристики

• Плътност – 1,20 g/cm³
• Температура на топене – 267 °C
• Специфична топлоемкост – 1,2 – 1,3 kJ/kg·K
• Показател на пречупване 1,585 ± 0,001
• Способност да пропуска светлината – около 90% ± 1 %

Производство

Основният поликарбонатен материал се произвежда чрез реакция на бисфенол А (BPA) и фосген COCl2. Цялостната реакция може да бъде написана както следва:

Първата стъпка на синтеза включва третиране на бисфенол А с натриев хидроксид, което deprotonates на хидроксилните групи на бисфенол А.

(HOC ₆ Н ₄) ₂ СМез ₂ + 2 NaOH → Na ₂ (OC ₆ Н ₄) ₂ СМез ₂ + 2 H ₂ O

На дифеноксид (Na ₂ (OC ₆ Н ₄) ₂ СМез ₂) реагира с фосген до получаване на хлороформат, който впоследствие е атакуван от друг феноксид. Нетната реакция от дифеноксида е:

Na ₂ (OC ₆ H ₄) ₂ CMe ₂ + COCl ₂ → 1 / n [OC (OC ₆ H ₄) ₂ CMe ₂] _n + 2 NaCl

По този начин годишно се произвежда приблизително един милиард килограма поликарбонат. Много други диоли са тествани вместо бисфенол А (например, 1,1-бис (4-хидроксифенил) циклохексан и дихидроксибензофенон). Циклохексанът се използва като комономер за потискане на тенденцията на кристализация на продукт, получен от ВРА. Тетрабромбисфенол А се използва за повишаване на огнеустойчивостта. Тетраметилциклобутандиол е разработен като заместител на BPA.

Алтернативен начин за производство на поликарбонатите включва трансстерификация от ВРА и дифенил карбонат :

(HOC ₆ Н ₄) ₂ СМез ₂ + (С ₆ Н ₅ O) ₂ CO → 1 / п [ОС (О ₆ Н ₄) ₂ СМез ₂] _п + 2 ° С ₆ Н ₅ ОН

Дифенил карбонатът се получава частично от въглероден монооксид, като този начин е по-нов от метода на с фосгена.

Източници

• Volker Serini „Поликарбонати“ в енциклопедията на промишлената химия на Улман, Wiley-VCH, Weinheim, 2000. doi : 10.1002 / 14356007.a21_207
• Bosch, Xavier (2001-06-27). „Fungus eats CD“. Nature News..
• „Pollutant Fact Sheet“
• Tjandraatmadja, G. F.; Burn, L. S.; Jollands, M. J. (1999). „The effects of ultraviolet radiation on polycarbonate glazing“ (PDF).