Поликарбонат (сокращенно ПК), также известный как ПК-пластик, - это полимер, содержащий карбонатные группы в молекулярной цепи, который можно разделить на алифатические, ароматические, алифатико-ароматические и другие типы в зависимости от структуры эфирной группы. Из них алифатические и алифатико-ароматические поликарбонаты обладают низкими механическими свойствами, что ограничивает их применение в инженерных пластиках.
В промышленном масштабе производятся только ароматические поликарбонаты. Благодаря своим структурным особенностям поликарбонат стал самым быстрорастущим инженерным пластиком среди пяти основных инженерных пластиков.
Китайское название Поликарбонат [2] Иностранное название Поликарбонат[1] Псевдоним PC пластик [1] Температура плавления 220 - 230 °C[2] Нерастворимый в воде Плотность 1,2 г/см³[2] Описание безопасности Несъедобный Температура использования -40 °C до +135 °C Температура теплового отклонения 135 °C Выход 1,585 ± 0,001 Скорость светопропускания 90% ± 1% Теплопроводность 0,19 Вт/мК Скорость линейного расширения 3,8 x 10-5 см/см°C

Поликарбонат - это прочная термопластичная смола, получившая свое название от внутренних групп. Он может быть синтезирован из бисфенола А и карбонилхлорида (COCl2). Наиболее распространенным методом является метод обмена расплавленного эфира (бисфенол А и дифенилкарбонат синтезируются в результате реакции обмена эфира и конденсации).

Химия
Поликарбонат (ПК) - это полиэфир типа карбоновой кислоты, который сам по себе не стабилен, но его производные (например, фосген, мочевина, карбонат, карбоновая кислота) стабильны.
Поликарбонаты можно разделить на две группы - алифатические и ароматические - в зависимости от структуры спирта.
Алифатические поликарбонаты. Например, полиэтиленкарбонат, политриметиленкарбонат и их сополимеры имеют низкие температуры плавления и стеклования, низкую прочность и не могут быть использованы в качестве конструкционных материалов, однако их биосовместимость и биоразлагаемые свойства могут быть использованы в носителях лекарств с замедленным высвобождением, хирургических швах, материалах для поддержки костей и других приложениях.
Поликарбонат устойчив к слабым кислотам, слабым основаниям и нейтральным маслам.
Поликарбонат не устойчив к ультрафиолетовому излучению и сильным щелочам.
ПК представляет собой линейный карбонизированный полиэфир с чередующимися карбоновыми кислотными группами в молекуле и другими группами, которые могут быть ароматическими, алифатическими или обоими. Наиболее важным промышленным продуктом является ПК типа бисфенола А.
ПК - это почти бесцветный, стеклообразный, аморфный полимер с хорошими оптическими свойствами. Высокомолекулярные смолы ПК обладают высокой вязкостью, прочность при ударе с надрезом по консольной балке составляет 600-900 Дж/м. Температура теплового прогиба ненаполненных марок составляет около 130°C, а армирование стекловолокном увеличивает это значение на 10°C. Модуль упругости при изгибе ПК может превышать 2400 МПа, и смола может быть переработана в крупные жесткие изделия. Скорость ползучести под нагрузкой очень низкая при температуре ниже 100°C. ПК плохо противостоит гидролизу и не может использоваться для изготовления изделий, которые многократно подвергаются воздействию пара под высоким давлением.
Основными недостатками ПК являются недостаточная гидролитическая стабильность, чувствительность к сколам, устойчивость к органическим химикатам, плохая устойчивость к царапинам и пожелтение при длительном воздействии ультрафиолетовых лучей. Как и другие смолы, ПК подвержен воздействию некоторых органических растворителей.
Материалы PC являются огнестойкими. Устойчивы к окислению.
Физическая
Поликарбонатные трубки
Поликарбонатные трубки (2 листа)
Плотность: 1,18-1,22 г/см3 Линейное расширение: 3,8 x 10-5 см/°C Температура теплового прогиба: 135°C Низкая температура -45°C
Поликарбонат - бесцветный, прозрачный, термостойкий, ударопрочный, огнестойкий материал класса BI, обладающий хорошими механическими свойствами при всех распространенных температурах эксплуатации. По сравнению с полиметилметакрилатом, поликарбонат обладает хорошей ударопрочностью, высоким коэффициентом преломления, хорошими технологическими свойствами и огнестойкостью UL94 V-2 без использования добавок. Однако полиметилметакрилат дешевле поликарбоната и может производиться в больших устройствах методом онтогенной полимеризации.
Стойкость материала к истиранию относительна, и при сравнении ABS и PC именно материал PC является более стойким к истиранию. Однако по сравнению с большинством пластиковых материалов поликарбонат обладает относительно низкой стойкостью к истиранию, поэтому некоторые устройства из поликарбоната, предназначенные для использования в условиях, подверженных истиранию, требуют специальной обработки поверхности.
Классификация
Антистатический ПК, проводящий ПК, армированный волокнами огнестойкий ПК, УФ-стойкий погодоустойчивый ПК, пищевой ПК, химически стойкий ПК.
Основные преимущества
1. механические свойства: высокая прочность и коэффициент упругости, высокая ударная вязкость, хорошая усталостная прочность, хорошая стабильность размеров, небольшая ползучесть (очень малое изменение даже в условиях высокой температуры), высокая прозрачность и отсутствие окрашивания.
2. сопротивление тепловому старению: широкий диапазон температуры использования, расширенный температурный индекс UL 120 ~ 140 ℃ (на открытом воздухе долгосрочное старение также очень хорошо).
3. устойчивость к растворителям: нет растрескивания под напряжением.
4. устойчивость к воде: легко разлагается под воздействием высокой температуры при контакте с водой (необходимо соблюдать осторожность при использовании в условиях высокой температуры и высокой влажности)
5. изоляционные свойства: отличные (влага, высокая температура также может поддерживать электрические свойства стабильными, является идеальным материалом для производства электронных и электрических частей).
6. диэлектрический коэффициент: 3,0-3,2.
7. сопротивление дуги: 120 с.
8. технологичность формования: общее оборудование инжекции или экструзии.
Склеивание полимерных материалов
В зависимости от потребностей можно выбрать следующие клеи.
1. G-933: однокомпонентный, отверждаемый при комнатной температуре, мягкий и эластичный противоударный клей, устойчивый к высоким и низким температурам, отверждаемый от нескольких секунд до нескольких часов при различной вязкости.
2. KD-833: мгновенный клей, может быстро склеить пластик ПК за секунды или десятки секунд, но клеевой слой твердый и хрупкий и не устойчив к погружению в горячую воду выше 60 градусов.
3. QN-505 - это двухкомпонентный клей с мягким клеевым слоем, который подходит для склеивания или ламинирования полимерных материалов на больших площадях. Но устойчивость к высоким температурам оставляет желать лучшего.
4. QN-906: двухкомпонентный клей, устойчивый к высоким температурам.
5. G-988: однокомпонентный клей для вулканизации при комнатной температуре, после отверждения представляет собой эластомер с отличной водонепроницаемостью, ударопрочным клеем, устойчивостью к высоким и низким температурам, толщина 1-2 мм, около 10 минут начального затвердевания, 5-6 часов основного отверждения, есть определенная прочность. Для полного отверждения требуется не менее 24 часов. Однокомпонентный, не требует смешивания, просто нанесите после экструзии и оставьте до полного застывания, не нужно добавлять тепло.
6. KD-5606: УФ-отверждаемый клей, склеивающий прозрачный PS лист и пластину, позволяет достичь эффекта отсутствия следов, необходимо отверждение ультрафиолетовым светом. Липкий после эффекта красивого. Но устойчивость к высоким температурам низкая.

Приложения
Развивающиеся отрасли
Три основные области применения инженерных пластиков PC - это стекольная, автомобильная и электронно-электрическая промышленность, затем детали промышленного оборудования, CD-ROM, упаковка, компьютерное и другое офисное оборудование, медицина и здравоохранение, кино, досуг, средства защиты и т. д. ПК может использоваться в качестве оконного и дверного стекла, ламинаты ПК широко применяются в банках, посольствах, местах лишения свободы и общественных местах для защитных окон, для люков самолетов, осветительного оборудования, промышленных киосков безопасности и пуленепробиваемого стекла.
Листы ПК могут использоваться для изготовления различных вывесок, таких как циферблаты бензоколонок, приборные панели автомобилей, грузовые и открытые коммерческие вывески, выдвижные указатели, смола ПК для систем автомобильного освещения, приборных панелей и систем внутренней отделки, как крышки фар, панели передней и задней передачи для автомобилей с усилением, рамки отражателей, крышки дверных рам, защитные кожухи рычагов, ограничители потока, ПК используется в качестве соединительных коробок, розеток, вилок и гильз, прокладок, ТВ-конвертеров ПК используется в качестве малонагруженных деталей для двигателей бытовой техники, пылесосов, фенов, кофеварок, тостеров, рукояток для электроинструментов, различных шестеренок, червячных передач, втулок, направляющих датчиков, полок в холодильниках. ПК - идеальный материал для изготовления дисковых носителей информации.
Бутылки (контейнеры) из ПК прозрачны, имеют малый вес, хорошую ударопрочность, устойчивы к определенным высоким температурам и мытью коррозионными растворами, а также пригодны для вторичной переработки. ПК и сплавы ПК могут использоваться для изготовления компьютерных стоек, корпусов и вспомогательных машин, деталей принтеров. Модифицированный ПК устойчив к высокоэнергетической радиационной стерилизации, дезинфекции паром и запеканием и может использоваться для изготовления аппаратов для взятия образцов крови, оксигенаторов крови, хирургических инструментов, аппаратов для диализа почек и т. д. ПК может использоваться для изготовления шлемов и касок, защитных масок, солнцезащитных очков и спортивных очков. Пленки PC широко используются для печати диаграмм, фармацевтической упаковки и пленочных коммутаторов.
Поликарбонат развития приложений является высокая композитная, высокая функция, специализация, серия направление, запустил различные продукты, такие как CD-ROM, автомобильной, офисной техники, коробки, упаковка, медицина, освещение, пленка и т.д. каждый специальный бренд класса.
Промышленность строительных материалов
Поликарбонатные листы обладают хорошей светопропускной способностью, ударопрочностью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, стабильностью размеров изделий и хорошими свойствами формовки и обработки, что делает их значительным техническим преимуществом по сравнению с традиционным использованием неорганического стекла в строительной индустрии. В Китае построено более 20 линий по производству полых листов из поликарбоната, годовая потребность в поликарбонате составляет около 70 000 тонн, а в 2005 году достигнет 140 000 тонн.
Автомобильная промышленность
Поликарбонат обладает хорошей ударопрочностью, устойчивостью к тепловым деформациям, хорошей погодоустойчивостью, высокой твердостью, поэтому он подходит для производства легковых автомобилей и легких грузовиков различных деталей, основное внимание уделяется системам освещения, приборным панелям, панелям отопления, размораживателям и бамперам из поликарбонатного сплава и т.д..
Шприцы изготовлены из медицинского ПК
Шприцы изготовлены из медицинского ПК
По данным развитых стран, доля поликарбоната, используемого в электротехнической, электронной и автомобильной промышленности, составляет от 40% до 50%, а доля китайского использования в этой области составляет всего около 10%. Общее количество автомобилей в Китае велико и спрос на них высок, поэтому применение поликарбоната в этой области имеет огромный потенциал для расширения.
Медицинские изделия
Изделия из поликарбоната широко используются в аппаратах искусственной почки для гемодиализа и других медицинских приборах, которые должны эксплуатироваться в прозрачных, интуитивно понятных условиях и многократно стерилизоваться, поскольку они могут стерилизоваться паром, моющими средствами, нагреванием и высокими дозами радиации без пожелтения и ухудшения физических свойств. В качестве примера можно привести производство шприцев для автоклавов, хирургических масок, одноразовых стоматологических приборов, сепараторов крови и т. д.
Аэрокосмическая промышленность
С бурным развитием авиации и аэрокосмических технологий требования к различным компонентам самолетов и космических аппаратов растут, поэтому применение ПК в этой области также увеличивается с каждым днем. По статистике, только в одном самолете типа Boeing используется до 2500 поликарбонатных деталей, расход поликарбоната на одну машину составляет около 2 тонн. В космических кораблях используются сотни различных конфигураций и армированных стекловолокном поликарбонатных деталей и защитного снаряжения для космонавтов.
Упаковка
Новой областью роста в секторе упаковки являются многоразовые и повторно стерилизуемые бутылки для воды различных типов. Поскольку поликарбонатные изделия обладают такими преимуществами, как малый вес, ударопрочность и хорошая прозрачность, при обработке горячей водой и агрессивными растворами при мытье не деформируются и остаются прозрачными, в некоторых областях бутылки из ПК полностью заменили стеклянные бутылки. Прогнозируется, что с ростом значения, придаваемого качеству питьевой воды, темпы роста использования поликарбоната в этой области будут оставаться выше 10% и, как ожидается, достигнут 60 000 тонн к 2005 году.
Электронная промышленность
Поскольку поликарбонат обладает хорошей и постоянной электроизоляцией в широком диапазоне температур и влажности, он является отличным изоляционным материалом. В то же время, его хорошие огнестойкие свойства и стабильность размеров привели к формированию широкой области применения в электротехнической и электронной промышленности.
Поликарбонатные смолы в основном используются для производства различных машин для пищевой промышленности, корпусов электроинструментов, корпусов, кронштейнов, ящиков морозильных камер холодильников и деталей пылесосов. Поликарбонатные материалы также используются для изготовления важных компонентов в компьютерах, видеомагнитофонах и цветных телевизорах, где требуется высокая точность.
Оптические линзы
Поликарбонат занимает очень важное место в этой области благодаря своим уникальным характеристикам - высокому светопропусканию, высокому коэффициенту преломления, высокой ударопрочности, стабильности размеров, простоте обработки и формовки. Оптические линзы из поликарбоната оптического класса используются не только в фотоаппаратах, микроскопах, телескопах и оптических приборах, но и в объективах кинопроекторов, ксероксов, инфракрасных автофокусных проекторов, лазерных лучевых принтеров, а также в различных призмах, многоповерхностных зеркалах и многих других видах офисного оборудования и бытовой техники.
Еще одна важная область применения поликарбоната в оптических линзах - это материал для линз детских очков, солнцезащитных и защитных очков, а также очков для взрослых. Потребление поликарбоната в мировой индустрии очков растет в среднем более чем на 20% в год, что свидетельствует о высокой динамичности рынка.
Производство оптических дисков
С развитием информационной индустрии оптические диски, изготовленные из поликарбоната оптического класса, стремительно развиваются как новое поколение носителей аудио- и видеоинформации. Обладая отличными эксплуатационными характеристиками, поликарбонат стал основным сырьем для мировой индустрии производства оптических дисков. Объем поликарбоната, потребляемого мировой индустрией по производству оптических дисков, превысил 20% от общего объема потребления поликарбоната, а среднегодовой темп роста составил более 10%. Согласно данным, опубликованным Главным государственным управлением по делам печати и публикаций, в 2002 году в Китае насчитывалось 748 линий по производству оптических дисков с годовым потреблением около 80 000 тонн поликарбоната оптического класса, причем все они были импортированы. Таким образом, перспективы применения поликарбоната в области производства оптических дисков чрезвычайно широки.
Подкаст для редактора приложений
Оптическое освещение
Используется в производстве больших абажуров, защитных стекол, оптических приборов, таких как левый и правый окулярные стволы и т.д. Он также может широко использоваться в качестве прозрачного материала в самолетах.
Электронные приборы
Поликарбонат является превосходным изоляционным материалом класса E (120℃), используемым для производства изоляционных разъемов, каркасов катушек, держателей трубок, изоляционных гильз, корпусов и деталей телефонов, корпусов батарей для шахтных ламп и т.д. Он также может использоваться для изготовления деталей с высокой точностью размеров, таких как компакт-диски, телефоны, электронные компьютеры, видеомагнитофоны, телефонные станции, сигнальные реле и другое коммуникационное оборудование. Поликарбонатные пленки также широко используются в качестве конденсаторов, изоляционных оболочек, аудиокассет, цветных видеокассет и т. д.
Машины и оборудование
Из него изготавливают различные шестерни, стойки, червячные передачи, червяки, подшипники, кулачки, болты, рычаги, коленчатые валы, трещотки, а также детали механического оборудования, такие как корпуса, крышки и рамы.
Медицинское оборудование
Чашки, пробирки, бутылки, стоматологические инструменты, контейнеры для лекарств и хирургические инструменты для медицинского использования, даже искусственные почки, искусственные легкие и другие искусственные органы.
Другие приложения
В строительстве из него изготавливают двустенные панели с полыми стержнями и нагретым стеклом; в текстильной промышленности - трубки для текстильной пряжи и плитки для текстильных машин; в повседневном использовании - бутылки для молока, посуду, игрушки, модели, корпуса светодиодных ламп и мобильных телефонов.
Измененные варианты использования редактировать Подкаст
Целью модификации ПК является повышение жесткости, улучшение свойств при формовании и обработке, уменьшение остаточной деформации, повышение огнестойкости и т.д. Конкретные разновидности ПК, которые могут быть модифицированы, следующие
PC/ABS может улучшить модуль упругости при изгибе, термостойкость, качество покрытия и т.д.
PC/PET, PBT могут улучшить химическую стойкость, стойкость к растворителям и т.д.
PC/PMMA можно добавлять в органическое стекло, чтобы улучшить внешний вид перламутровых цветов.
PC/PA, HIPS могут улучшить ударную вязкость и качество поверхности.
PC/HDPE может повысить стойкость к кипящей воде, стойкость к старению, погодоустойчивость, в то время как LDPE менее эффективен.
Для повышения механической прочности ПК модифицируется стекловолокном или углеродным волокном для армирования.
А с помощью бромных антипиренов и триоксида сурьмы из него можно получить огнестойкий ПК.
Другие полисульфон, ароматический поликарбонат, полиформальдегид, полипропилен, полистирол могут быть смешаны и модифицированы для достижения баланса между экономичностью и производительностью.