پلی کربنات و کاربردهای آن

پلی کربنات یک ماده ترموپلاستیک است که به تولیدکنندگان و طراحان فرصت های آزادی طراحی ، زیبایی شناسی و کاهش هزینه ها را می دهد. پلی کربنات به دلیل حفظ رنگ و مقاومت در طول زمان، حتی در شرایط تحت تنش نیز مشهور است. در مقاله پیش رو با این پلیمر آشنا شوید و تمام موارد ضروری را که باید در مورد این پلیمر پر کاربرد بدانید بیاموزید.

پلی کربنات چیست؟

پلی کربنات یک پلیمر ترموپلاستیک سخت ، آمورف (بی نظم) و شفاف با کارآیی گسترده است و دارای گروه های عاملی آلی است. که توسط گروه های کربنات (–O– (C = O) –O–) به یکدیگر متصل شده اند و ترکیبی از خواص را ارائه می دهند. پلی کربنات به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود که شامل موارد زیر است به عنوان یک پلاستیک مهندسی کاربرد گسترده ای دارد:

• مقاومت بالا در برابر ضربه
• پایداری ابعادی بالا
• خواص الکتریکی خوب در میان سایر پلیمرها

  تاریخچه پلی کربنات

کشف PC به سال 1898 برمی گردد. زمانیکه آینهورن (Einhorn) ، یک شیمیدان آلمانی، در حالی که تلاش می کرد با واکنش هیدروکینون با فسژن، یک کربنات حلقوی تهیه کند، یک ماده جامد غیر قابل حل و غیرقابل نفوذ را مشاهده کرد. در سال 1902 ، بیشوف (Bischoff) و هدنستروم (Hedenström)، پلی کربنات دارای پیوند عرضی مشابه و با وزن مولکولی بالا به دست آوردند. دکتر کاروتز (WH Carothers) نیز به مطالعه ی محصول پرداخت. با این حال، در سال 1953 بود که آزمایشگاه های Bayer پلی کربنات ترموپلاستیک خطی با وزن مولکولی بالا تولید کردند. در سال 1957 بایر و جنرال الکتریک توسعه مستقل پلی کربنات را اعلام کردند و در تابستان 1960 هر دو شرکت تولید تجاری خود را آغاز کردند.

چگونه پلی کربنات تولید می شود؟

پلی کربنات ها توسط پلیمریزاسیون تراکمی بیس فنول A (BPA ؛ C₁₅H₁₆O₂) و فسژن (COCl₂) تولید می شوند.

 

    روش های متداول تولید قطعات پلی کربنات:

• اکستروژن
• قالبگیری تزریقی
• قالب گیری دمشی
• ترموفرمینگ

PC ذوب شده و با فشار بالا در قالب به شکل مطلوب درمی آید. خشک کردن قبل از فرآیند بسیار توصیه می شود: 2-4 ساعت در 120 درجه سانتیگراد. میزان رطوبت مورد نظر باید حداکثر 0.02 درصد باشد.

به منظور جلوگیری از تخریب مواد ، بسته به دمای ذوب انتخاب شده حداکثر زمان ماند ایده آل بین 6 تا 12 دقیقه است. دو روش عمده در فرآورش پلی کربنات، قالب گیری تزریقی و اکستروژن است.

مشخصات و خواص اصلی پلی کربنات

PC یک ماده ایده آل است که به دلیل ویژگیهای متنوع ، فرآورش سازگار با محیط زیست و قابلیت بازیافت در صنعت شناخته شده و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. مجموعه ای منحصر به فرد از ویژگی های شیمیایی و فیزیکی ، آن را نسبت به شیشه ، PMMA و PE مناسب می کند.

خصوصیات پلی کربنات:

• چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه بالا :

• PC از مقاومت بالایی برخوردار است و آن را در برابر ضربه و شکستگی مقاوم می کند و همچنین باعث ایجاد ایمنی و راحتی در کاربردهایی می شود که قابلیت اطمینان و عملکرد بالا را می طلبند. این پلیمر دارای چگالی 1.2 – 1.22 گرم در سانتی متر مکعب است ، چقرمگی خود را تا 140 درجه سانتیگراد و تا 20- درجه سانتیگراد حفظ می کند.

• عبوردهی نوری:

• PC یک پلاستیک کاملاً شفاف است که می تواند بیش از 90٪ نور را به خوبی شیشه انتقال دهد.

• سبک بودن:

• این ویژگی امکان طراحی تقریباً نامحدود OEM ها را در مقایسه با شیشه فراهم می کند. این ویژگی همچنین امکان افزایش کارایی، سهولت روند نصب و کاهش هزینه های حمل و نقل را فراهم می کند.

• محافظت در برابر اشعه ماورا بنفش:

• این ماده پلیمری می توانند برای جلوگیری از اشعه ماورا بنفش و محافظت 100٪ در برابر اشعه های مضر UV طراحی شوند.

• ماهیت نوری:

• به دلیل ساختار آمورف ، PC ویژگی های نوری بسیار خوبی ارائه می دهد. ضریب شکست پلی کربنات شفاف 1.584 است.

• مقاومت شیمیایی:

•  مقاومت شیمیایی خوبی در برابر اسیدهای رقیق ، هیدروکربن های آلیفاتیک و الکل ها نشان می دهد. مقاومت شیمیایی متوسط ​​در برابر روغن ها و چربی ها. پلی کربنات به راحتی توسط قلیاهای رقیق ، هیدروکربن های آروماتیک و هالوژنه مورد حمله قرار می گیرد.

• مقاومت در برابر حرارت:

• با داشتن مقاومت حرارتی خوب ، پلی کربنات ها از نظر حرارتی تا 135 درجه سانتیگراد پایدار هستند. مقاومت در برابر حرارت بیشتر را می توان با افزودن مواد بازدارنده شعله بدون تأثیر بر خصوصیات مواد بهبود بخشید.

گریدهای موجود

PC وابسته به کاربرد و روش فرآورش انتخاب شده در تعدادی از گریدهای مختلف از جمله فیلم، بازدارنده شعله، مقاوم در برابر ترک خوردگی مقاوم در برابر فشار ، شاخه ای (برای کاربردهایی که به مقاومت ذوب زیاد نیاز دارند) و سایر گرید های خاص موجود است.

ترکیب مواد افزودنی با پلی کربنات می تواند تاخیر در شعله ، پایداری حرارتی ، تابش نور ماورا بنفش و ثبات رنگ و چندین ویژگی دیگر را بهبود بخشد.

مقاومت به خزش پلی کربنات ها را می توان با افزودن تقویت کننده های الیاف شیشه یا کربن بهبود داد. 5-40٪ تقویت کننده های الیاف شیشه می توانند مقاومت به خزش را تا 28 مگاپاسکال در دمای 210 درجه فارنهایت (98 درجه سانتیگراد) بهبود بخشند. گریدهای تقویت شده در مقایسه با گریدهای استاندارد PC دارای مدول کششی، مقاومت خمشی و کششی بهتری هستند.

در سال های اخیر آلیاژهای پلی کربنات از اهمیت تجاری بیشتری برخوردار شده اند. PC به دلیل سازگاری عالی با طیف وسیعی از پلیمرها به طور گسترده ای در آلیاژها مانند PC / ABS ، PC / PET ، PC / PMMA استفاده می شود.

موارد کاربرد

پلی کربنات در بسیاری از صنایع، به ویژه در اتومبیل، صنایع برق و الکترونیک،شیشه ضد گلوله، پنل های سقفی، دیسک های فشرده ، کلاه ایمنی، پزشکی ، روشنایی و لوازم خانگی کاربرد دارد.

• برق و الکترونیک (E&E)

      نمونه های رایج کاربردهای این ماده پلیمری در این حوزه فناوری عبارتند از:

• توزیع برق (روکش ها و محفظه ها)
• کانکتورها
• لوازم خانگی برقی
• تلفن های همراه
• شارژرهای برقی
• نور و روشنایی
• جعبه های باتری

• خودرو

    پلی کربنات به عنوان یکی از پلاستیک های مهندسی در صنعت خودرو همواره نقش مهمی داشته و به خودروسازان اجازه می دهد اجزای سبک تر ، قویتر و با دوام تری تولید کنند.

    موارد مصرف PC و آلیاژهای آن در صنعت خودرو شامل:

• تزئینات داخلی خودرو،
• ساخت داشبورد و متعلقات آن،
• ساخت سپر و پنلهای داخلی و
• شیشه‌های چراغ و روشنایی

• صنایع عمومی / بسته بندی

    در حالی که بازارهای خودرو و برق و الکترونیک تمایل به دستیابی به پیشرفت های فنی در زمینه مواد دارند ، صنایع دیگر کاربردهای منحصر به فرد خود را برای مهندسی پلاستیک ایجاد می کنند.

    در بیشتر این صنایع دوام ، مقرون به صرفه بودن و ظاهر از عوامل محرک در انتخاب مواد هستند. بزرگترین این بازارها عبارتند از:

• ابزارهای برقی
• بطری های کودک
• دستگاه های پخش کننده آب
• تجهیزات باغبانی
• مبلمان (اداری و صنعتی)
• محصولات ورزشی
• کاربرد های پزشکی

آیا پلی کربنات برای استفاده بی خطر است؟ چگونه آن را بازیافت کنیم؟

پلاستیک پلی کربنات ماده ای مناسب برای بطری های کودک ، قمقمه ها و بسیاری دیگر از ظروف غذا و نوشیدنی است. اگرچه ایمنی پلی کربنات به دلیل تولید با بیسفنول A  (BPA)مورد بررسی قرار گرفت.

تحقیقات در سراسر جهان به بررسی قابلیت مهاجرت مقادیر کم  BPA از محصولات پلی کربنات (تخریب مواد در تماس با آب) به مواد غذایی و نوشیدنی ادامه می دهند. این تجزیه و تحلیل ها نشان داده است که مواجهه انسان با BPA از محصولات پلی کربنات در تماس با غذاها و نوشیدنی ها کم است و هیچ خطر شناخته شده ای برای سلامتی انسان ندارد.

چندین مقام نظارتی در سراسر جهان ، مانند FDA ایالات متحده ، کمیته علمی کمیسیون اروپا در مورد غذا ، آژانس استاندارد مواد غذایی انگلستان ، استفاده ایمن از PC را در کاربرد های تماس با مواد غذایی تشخیص داده اند اما از آنجا که برخی مطالعات  BPA را به عنوان یک عامل خطرناک برای سلامتی می داند، منجر به توسعه محصولات PC “بدون BPA” می شود.

تمام گریدهای ساخته شده برای پلاستیک پلی کربنات 100٪ قابل بازیافت هستند و با کد بازیافت “7” شناسایی می شوند. یکی از روشها بازیافت شیمیایی است که در آن PC با فنل واکنش داده و مونومرهایی تولید می کند که برای پلیمریزاسیون بعدی خالص می شوند.

شرکت علمی سازان پاسارگاد با برند کانگورو تامین کننده و وارد کننده مواد اولیه پلیمری، تامین کننده انواع پلی کربنات در گریدهای مختلف و  مورد استفاده در صنایع مختلف می باشد. جهت کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش با شماره 88064800 داخلی 207، 208 تماس حاصل نمایید، کارشناسان ما آماده ارائه مشاوره به شما تولید کنندگان و خریداران گرامی می باشند.