Le polycarbonate (PC en abrégé), également connu sous le nom de plastique PC, est un polymère contenant des groupes carbonates dans la chaîne moléculaire, qui peut être divisé en types aliphatiques, aromatiques, aliphatiques-aromatiques et autres en fonction de la structure du groupe ester. Les polycarbonates aliphatiques et aliphatiques-aromatiques ont de faibles propriétés mécaniques, ce qui limite leur utilisation dans les plastiques techniques.
Seuls les polycarbonates aromatiques ont été produits industriellement. En raison de ses particularités structurelles, le polycarbonate est devenu le plastique technique général qui connaît la croissance la plus rapide parmi les cinq principaux plastiques techniques.
Nom chinois Polycarbonate [2] Nom étranger Polycarbonate[1] Alias PC plastic [1] Point de fusion 220 à 230 °C[2] Soluble dans l'eau insoluble densité 1,2 g/cm³[2] Description de la sécurité non comestible température disponible -40 °C à +135 °C température de déviation thermique 135 °C rendement 1,585 ± 0,001 taux de transmission de la lumière 90% ± 1% conductivité thermique 0,19 W/mK taux de dilatation linéaire 3,8 x 10-5 cm/cm°C

Le polycarbonate est une résine thermoplastique solide qui tire son nom de ses groupes internes. Il peut être synthétisé à partir de bisphénol A et de chlorure de carbonyle (COCl2). La méthode la plus couramment utilisée est celle de l'échange d'esters fondus (le bisphénol A et le carbonate de diphényle sont synthétisés par une réaction d'échange d'esters et de condensation).

Chimie
Le polycarbonate (PC) est un polyester de type acide carbonique, qui n'est pas stable en soi, mais ses dérivés (par exemple, le phosgène, l'urée, le carbonate, le carbonate) sont stables.
Les polycarbonates peuvent être divisés en deux groupes, aliphatiques et aromatiques, en fonction de la structure de l'alcool.
Les polycarbonates aliphatiques. Par exemple, le polyéthylène-carbonate, le polytriméthylène-carbonate et leurs copolymères ont des températures de fusion et de transition vitreuse basses et une faible résistance, et ne peuvent pas être utilisés comme matériaux structurels ; cependant, leur biocompatibilité et leurs propriétés biodégradables peuvent être utilisées dans les vecteurs à libération lente de médicaments, les sutures chirurgicales, les matériaux de soutien osseux et d'autres applications.
Le polycarbonate est résistant aux acides faibles, aux bases faibles et aux huiles neutres.
Le polycarbonate ne résiste pas aux rayons UV ni aux alcalis puissants.
Le PC est un polyester carbonaté linéaire dont la molécule présente une alternance de groupes d'acide carbonique et d'autres groupes qui peuvent être aromatiques, aliphatiques ou les deux. Le PC de type bisphénol A est le produit industriel le plus important.
Le PC est un polymère amorphe, vitreux, presque incolore, doté de bonnes propriétés optiques. Les résines PC à haut poids moléculaire ont une grande ténacité, avec une résistance à l'impact entaillée par un faisceau en porte-à-faux de 600 à 900 J/m. La température de déflexion à chaud des grades non chargés est d'environ 130°C, et le renforcement par des fibres de verre augmente cette valeur de 10°C. Le module de flexion du PC peut dépasser 2400 MPa et la résine peut être transformée en produits rigides de grande taille. La vitesse de fluage sous charge est très faible en dessous de 100°C. Le PC est peu résistant à l'hydrolyse et ne peut être utilisé pour des produits soumis de manière répétée à de la vapeur à haute pression.
Les principaux défauts du PC sont son manque de stabilité hydrolytique, sa sensibilité à l'écaillage, sa résistance aux produits chimiques organiques, sa faible résistance aux rayures et son jaunissement en cas d'exposition prolongée à la lumière UV. Comme d'autres résines, le PC est susceptible d'être attaqué par certains solvants organiques.
Les matériaux PC sont ignifuges. Résistant à l'oxydation.
Physique
Tubes en polycarbonate
Tubes en polycarbonate (2 feuilles)
Densité : 1,18-1,22 g/cm3 Dilatation linéaire : 3,8 x 10-5 cm/°C Température de déflexion thermique : 135°C Basse température -45°C
Le polycarbonate est incolore, transparent, résistant à la chaleur, aux chocs et aux flammes, de qualité BI, et présente de bonnes propriétés mécaniques à toutes les températures de service courantes. Par rapport au polyméthacrylate de méthyle, le polycarbonate présente une bonne résistance aux chocs, un indice de réfraction élevé, de bonnes propriétés de traitement et est ignifuge selon la norme UL94 V-2 sans nécessiter d'additifs. Toutefois, le polyméthacrylate de méthyle est moins cher que le polycarbonate et peut être produit en grandes quantités par polymérisation ontogénique.
La résistance à l'abrasion du matériau est relative et si l'on compare l'ABS au PC, c'est le PC qui est le plus résistant à l'abrasion. Toutefois, comparé à la plupart des matières plastiques, le polycarbonate est relativement peu résistant à l'abrasion. C'est pourquoi certains dispositifs en polycarbonate destinés à des applications sujettes à l'abrasion nécessitent un traitement de surface spécial.
Classification
PC antistatique, PC conducteur, PC résistant au feu renforcé de fibres, PC résistant aux UV et aux intempéries, PC de qualité alimentaire, PC résistant aux produits chimiques.
Principaux avantages
1. propriétés mécaniques : coefficient de résistance et d'élasticité élevé, résistance aux chocs élevée, bonne résistance à la fatigue, bonne stabilité dimensionnelle, faible fluage (très peu de changement même dans des conditions de température élevée), grande transparence et absence de coloration.
2. résistance au vieillissement thermique : une large gamme de températures d'utilisation, un indice de température UL amélioré de 120 ~ 140 ℃ (le vieillissement à long terme à l'extérieur est également très bon).
3. résistance aux solvants : pas de fissuration sous contrainte.
4. stabilité à l'eau : facile à décomposer à haute température au contact de l'eau (prudence lors de l'utilisation dans un environnement à haute température et à forte humidité).
5. propriétés isolantes : excellentes (l'humidité, les températures élevées peuvent également maintenir les propriétés électriques stables, c'est le matériau idéal pour la fabrication de pièces électroniques et électriques).
6. coefficient diélectrique : 3,0-3,2.
7. résistance à l'arc : 120s.
8. possibilité de moulage : équipement courant d'injection ou d'extrusion.
Collage de plastiques PC
En fonction des besoins, les adhésifs suivants peuvent être sélectionnés.
1. G-933 : adhésif antichoc à un composant, durcissant à température ambiante, souple et flexible, résistant aux températures élevées et basses, durcissant en quelques secondes à quelques heures à différentes viscosités.
2. KD-833 : adhésif instantané, peut coller rapidement les plastiques PC en quelques secondes ou dizaines de secondes, mais la couche adhésive est dure et cassante et ne résiste pas à l'immersion dans l'eau chaude à plus de 60 degrés.
3. QN-505 est un adhésif à deux composants avec une couche adhésive souple, adapté au collage ou au laminage de plastiques PC sur de grandes surfaces. Mais sa résistance aux températures élevées est médiocre.
4. QN-906 : adhésif à deux composants, résistance aux températures élevées.
5. G-988 : adhésif de vulcanisation monocomposant à température ambiante, après durcissement, élastomère doté d'une excellente résistance à l'eau et aux chocs, résistance aux hautes et basses températures, épaisseur de 1 à 2 mm, solidification initiale d'environ 10 minutes, durcissement de base de 5 à 6 heures, une certaine résistance est observée. Il faut au moins 24 heures pour un durcissement complet. Monocomposant, aucun mélange n'est nécessaire, il suffit de l'appliquer après l'extrusion et de le laisser durcir, il n'est pas nécessaire d'ajouter de la chaleur.
6. KD-5606 : Adhésif à séchage UV, collage de feuilles et de plaques PS transparentes, peut obtenir l'effet d'absence de traces, doit être séché par la lumière UV. Collant après l'effet de beauté. Mais la résistance aux températures élevées est faible.

Applications
Industries de développement
Les trois principaux domaines d'application des plastiques techniques PC sont l'industrie de l'assemblage du verre, l'industrie automobile et l'industrie électronique et électrique, suivis par les pièces de machines industrielles, les CD-ROM, les emballages, les ordinateurs et autres équipements de bureau, la médecine et les soins de santé, les films, les équipements de loisirs et de protection, etc. Le PC peut être utilisé comme verre de fenêtre et de porte, les stratifiés en PC sont largement utilisés dans les banques, les ambassades, les centres de détention et les lieux publics pour les fenêtres de protection, les trappes d'avion, les équipements d'éclairage, les stalles de sécurité industrielle et le verre pare-balles.
Les feuilles de PC peuvent être utilisées pour diverses signalisations telles que les cadrans de pompes à essence, les tableaux de bord des voitures, les signalisations commerciales pour les cargaisons et les espaces ouverts, les indicateurs à glissière, la résine PC pour les systèmes d'éclairage automobile, les systèmes de tableau de bord et les systèmes de décoration intérieure, comme les couvercles de phares, les panneaux de transmission avant et arrière pour les voitures avec renforcement, les cadres de réflecteurs, les couvercles de cadres de portes, les protections de leviers, les arrêts de flux, Le PC est utilisé comme pièces à faible charge pour les moteurs d'appareils ménagers, les aspirateurs, les lave-cheveux, les machines à café, les grille-pain, les poignées d'outils électriques, divers engrenages, engrenages à vis sans fin, bagues, jauges de guidage, étagères dans les réfrigérateurs. Le PC est un matériau idéal pour les supports de stockage sur disque.
Les bouteilles (conteneurs) en PC sont transparentes, légères, résistantes aux chocs, à certaines températures élevées et au lavage de solutions corrosives, et recyclables. Le PC et les alliages de PC peuvent être utilisés pour les supports d'ordinateurs, les boîtiers et les machines auxiliaires, les pièces d'imprimantes. Le PC modifié résiste à la stérilisation par rayonnement à haute énergie, à la vapeur et à la désinfection par cuisson. Il peut être utilisé pour les appareils de prélèvement d'échantillons sanguins, les oxygénateurs sanguins, les instruments chirurgicaux, les appareils de dialyse rénale, etc. Le PC peut être utilisé pour les casques, les masques de protection, les lunettes de soleil et les lunettes de sport. Les films PC sont largement utilisés pour les cartes d'impression, les emballages pharmaceutiques et les commutateurs de films.
Le développement des applications du polycarbonate est axé sur la spécialisation, la direction des séries, et a lancé une variété de produits tels que les CD-ROM, l'automobile, l'équipement de bureau, les boîtes, l'emballage, la médecine, l'éclairage, les films, etc.
Industrie des matériaux de construction
Les feuilles de polycarbonate ont une bonne transmission de la lumière, une bonne résistance aux chocs, une bonne résistance aux rayons UV, une bonne stabilité dimensionnelle de ses produits et de bonnes propriétés de moulage et de traitement, ce qui lui confère un avantage technique significatif par rapport à l'utilisation traditionnelle du verre inorganique dans l'industrie de la construction. La Chine a construit plus de 20 lignes de production de feuilles creuses en polycarbonate pour les matériaux de construction, les besoins annuels en polycarbonate s'élevant à environ 70 000 tonnes, pour atteindre 140 000 tonnes en 2005.
Industrie automobile
Le polycarbonate présente une bonne résistance aux chocs, une bonne résistance à la déformation thermique, une bonne résistance aux intempéries et une grande dureté. Il convient donc à la production de diverses pièces pour les voitures et les véhicules utilitaires légers, notamment les systèmes d'éclairage, les tableaux de bord, les panneaux chauffants, les dégivreurs et les pare-chocs en alliage de polycarbonate, etc.
Seringues en PC de qualité médicale
Seringues en PC de qualité médicale
Selon les données des pays développés, la proportion de polycarbonate utilisée dans les industries électriques et électroniques et dans la fabrication d'automobiles est de 40% à 50%, et la proportion d'utilisation de la Chine dans ce domaine n'est que d'environ 10%. Le nombre total de voitures en Chine est important et la demande est élevée, de sorte que l'application du polycarbonate dans ce domaine présente un potentiel d'expansion considérable.
Dispositifs médicaux
Les produits en polycarbonate sont largement utilisés dans les équipements d'hémodialyse pour reins artificiels et autres dispositifs médicaux qui doivent être utilisés dans des conditions transparentes et intuitives et être stérilisés à plusieurs reprises, car ils peuvent être stérilisés à la vapeur, aux détergents, au chauffage et à de fortes doses de rayonnement sans jaunissement ni détérioration des propriétés physiques. Il s'agit par exemple de la production de seringues pour autoclave, de masques chirurgicaux, d'appareils dentaires jetables, de séparateurs de sang, etc.
Aérospatiale
Avec le développement rapide de l'aviation et de la technologie aérospatiale, les besoins en composants divers pour les avions et les engins spatiaux augmentent, ce qui fait que l'application du PC dans ce domaine s'accroît également de jour en jour. Selon les statistiques, un seul avion de type Boeing a utilisé jusqu'à 2 500 pièces en polycarbonate, et une seule machine a consommé environ 2 tonnes de polycarbonate. Dans les engins spatiaux, des centaines de configurations différentes et des composants en polycarbonate renforcés de fibres de verre ainsi que des équipements de protection pour les astronautes sont utilisés.
Emballage
Les bouteilles d'eau réutilisables et stérilisables de différents types constituent un nouveau domaine de croissance dans le secteur de l'emballage. Comme les produits en polycarbonate présentent les avantages de la légèreté, de la résistance aux chocs et d'une bonne transparence, ils ne se déforment pas à l'eau chaude et dans les solutions corrosives lors du traitement de lavage et restent transparents ; dans certains domaines, les bouteilles en PC ont complètement remplacé les bouteilles en verre. On prévoit qu'avec l'importance croissante accordée à la qualité de l'eau potable, le taux de croissance de l'utilisation du polycarbonate dans ce domaine restera supérieur à 10% et devrait atteindre 60 000 tonnes d'ici à 2005.
Industrie électronique
Le polycarbonate est un excellent matériau isolant, car son isolation électrique est bonne et constante dans une large gamme de températures et d'humidité. En même temps, ses bonnes propriétés ignifuges et sa stabilité dimensionnelle ont conduit à la formation d'un vaste champ d'application dans l'industrie électrique et électronique.
Les résines de polycarbonate sont principalement utilisées dans la production de diverses machines de transformation des aliments, de boîtiers d'outils électriques, de corps, de supports, de tiroirs de réfrigérateurs-congélateurs et de pièces d'aspirateurs. Les matériaux en polycarbonate sont également utilisés pour des composants importants dans les ordinateurs, les magnétoscopes et les téléviseurs couleur, où une grande précision est requise.
Lentilles optiques
Le polycarbonate occupe une position très importante dans ce domaine en raison de ses caractéristiques uniques de transmission lumineuse élevée, d'indice de réfraction élevé, de résistance aux chocs, de stabilité dimensionnelle et de facilité de traitement et de moulage. Les lentilles optiques fabriquées en polycarbonate de qualité optique sont utilisées non seulement dans les appareils photo, les microscopes, les télescopes et les instruments de test optique, mais aussi dans les lentilles de projecteurs de films, les lentilles de photocopieurs, les lentilles de projecteurs infrarouges à mise au point automatique, les lentilles d'imprimantes à faisceau laser, ainsi que dans divers prismes, miroirs à surfaces multiples et de nombreux autres équipements de bureau et appareils électroménagers.
Une autre application importante du polycarbonate dans les lentilles optiques est le matériau utilisé pour les lunettes pour enfants, les lunettes de soleil, les lunettes de sécurité et les lunettes pour adultes. La consommation de polycarbonate dans l'industrie mondiale de la lunetterie a augmenté à un taux annuel moyen de plus de 20%, ce qui témoigne d'un grand dynamisme du marché.
Fabrication de disques optiques
Avec l'essor de l'industrie de l'information, les disques optiques en polycarbonate de qualité optique se développent rapidement comme une nouvelle génération de supports de stockage d'informations audio et vidéo. Grâce à ses excellentes caractéristiques de performance, le polycarbonate est devenu la principale matière première de l'industrie mondiale de fabrication de disques optiques. La quantité de polycarbonate consommée par l'industrie mondiale de fabrication de disques optiques a dépassé 20% de la consommation globale de polycarbonate, avec un taux de croissance annuel moyen de plus de 10%. Selon les chiffres publiés par l'administration générale de la presse et de la publication, la Chine comptait 748 lignes de production de disques optiques en 2002, avec une consommation annuelle d'environ 80 000 tonnes de polycarbonate de qualité optique, toutes importées. Les perspectives d'application du polycarbonate dans le domaine de la fabrication de disques optiques sont donc extrêmement vastes.
Podcast de l'éditeur d'applications
Éclairage optique
Il est utilisé dans la fabrication de grands abat-jour, de verre de protection, d'instruments d'optique tels que les barillets des oculaires gauche et droit, etc. Il peut également être largement utilisé comme matériau transparent dans les avions.
Appareils électroniques
Le polycarbonate est un excellent matériau isolant de qualité E (120℃), utilisé pour la fabrication de connecteurs isolants, de cadres de bobines, de supports de tubes, de manchons isolants, de boîtiers et de pièces de téléphone, de boîtiers de piles pour les lampes minières, etc. Il peut également être utilisé pour fabriquer des pièces d'une grande précision dimensionnelle, telles que des disques compacts, des téléphones, des ordinateurs électroniques, des magnétoscopes, des centraux téléphoniques, des relais de signalisation et d'autres équipements de communication. Les films de polycarbonate sont également largement utilisés comme condensateurs, peaux isolantes, bandes audio, bandes vidéo couleur, etc.
Machines et équipements
Il est utilisé pour fabriquer divers engrenages, crémaillères, engrenages à vis sans fin, roulements, cames, boulons, leviers, vilebrequins, cliquets, ainsi que des pièces d'équipement mécanique telles que des boîtiers, des couvercles et des cadres.
Matériel médical
Gobelets, tubes, flacons, instruments dentaires, contenants de médicaments et instruments chirurgicaux à usage médical, voire reins artificiels, poumons artificiels et autres organes artificiels.
Autres applications
Dans la construction, il est utilisé comme panneaux à double paroi avec des barres creuses et du verre chauffé ; dans l'industrie textile, il est utilisé comme tubes de fils textiles et carreaux de machines textiles ; dans l'utilisation quotidienne, il est utilisé comme bouteilles de lait, articles de table, jouets, modèles, boîtiers de lampes LED et boîtiers de téléphones portables.
Utilisations modifiées éditer Podcast
L'objectif des PC modifiés est de les rendre plus résistants, d'améliorer les propriétés de moulage et de traitement, de réduire la déformation résiduelle, d'augmenter l'ignifugation, etc. Les variétés spécifiques de PC qui peuvent être modifiées sont les suivantes
Le PC/ABS peut améliorer le module de flexion, la résistance à la chaleur, les performances de placage, etc.
PC/PET, PBT peuvent améliorer la résistance chimique, la résistance aux solvants, etc.
Le PC/PMMA peut être ajouté au verre organique pour améliorer l'aspect des couleurs nacrées.
PC/PA, HIPS peuvent améliorer la résistance aux chocs et l'état de surface.
Le PC/HDPE peut améliorer la résistance à l'eau bouillante, la résistance au vieillissement et la résistance aux intempéries, tandis que le LDPE est moins efficace.
Le PC est modifié avec de la fibre de verre ou de la fibre de carbone pour le renforcer afin d'améliorer la résistance mécanique.
Avec les retardateurs de flamme au brome et le trioxyde d'antimoine, il peut être transformé en PC de qualité retardateur de flamme.
D'autres et le polysulfone, le polycarbonate aromatique, le polyformaldéhyde, le polypropylène, le polystyrène peuvent être mélangés et modifiés pour atteindre un équilibre entre économie et performance.