Свойства поликарбоната и его применение

     Химические  свойства: температура плавления 150—270°С. Деструкция с выделением фенолов при 330°С. Омыляется растворами щелочей. Основной разбавитель — хлорированные углеводороды, особенно хлористый метилен.

     Физико-механические св-ва поликарбонатов зависят от величины молекулярной массы. Поликарбонаты, м.м. которых менее 20 тыс. - хрупкие полимеры с низкими прочностными свойствами, поликарбонаты, м.м. которых 25 тыс., обладают высокой механической прочностью и эластичностью. Для поликарбонатов характерны высокое разрушающее напряжение при изгибе и прочность при действии ударных нагрузок (образцы поликарбонатов без надреза не разрушаются), высокая стабильность размеров. При действии растягивающего напряжения 220 кг/см² в течение года не обнаружено пластической деформации образцов поликарбонатов.

       По диэлектрическим св-вам поликарбонаты относят к среднечастотным диэлектрикам; диэлектрическая проницаемость практически не зависит от частоты тока.

     Нектотрые свойства поликарбонатов на основе бисфенола А:

     Поликарбонаты характеризуются невысокой горючестью. Кислородный индекс гомополикарбоната составляет 24-26%. Полимер биологически инертен. Изделия из него можно эксплуатировать в интервале т-р от — 100 до 135⁰C.

     Для снижения горючести и получения материала с величиной кислородного индекса 36-38% синтезируют смешанные поликарбонаты (сополимеры) на основе смеси бисфенола А и 3,3',5,5'-тетрабромбисфенола А; при содержании последнего в макромолекулах до 15% по массе прочностные и оптические свойства гомополимера не изменяются. Менее горючие сополимеры, имеющие также более низкое дымовыделение при горении, чем у гомополикарбоната, получены из смеси бисфенола А и 2,2-бис-(4-гидроксифенил)-1.1 -дихлорэтилена.

     Оптически прозрачные поликарбонаты, обладающие пониженной горючестью, получены при введений в гомополикарбонат (в количестве менее 1%) солей щелочных или щелочно-земельных металлов ароматических или алифатических сульфокислот.

     Температуру стеклования, устойчивость к гидролизу и атмосферо-стойкость поликарбонатов на основе бисфенола А повышают введением в его макромолекулы эфирных фрагментов; последние образуются при взаимодействии бисфенола А с дикарбоновыми кислотами, например изо- или терефталевой, с их смесями, на стадии синтеза полимера. Полученные таким образом полиэфир-карбонаты имеют температуру стеклования до 182⁰C и такие же высокие оптические свойства и механическую прочность, как у гомополикарбоната. Устойчивые к гидролизу поликарбонаты получают на основе бисфенола А и 3,3',5,5'-тетраметилбисфенола А.

     Прочностные свойства гомополикарбоната возрастают при наполнении стекловолокном (30% по массе): 100 МПа, 160 МПа, модуль упругости при растяжении 8000 МПа.

     Применение поликарбонатов

     Поликарбонаты применяются в радио- и электротехнике; в качестве связующего; для получения лекарственных препаратов пролонгированного действия; для защиты аппаратуры от коррозии; для изготовления инструментов и приборов, а также бытовой посуды, игрушек 

     Благодаря высокой прочности и ударной  вязкости (250—500 кдж/м²) поликарбонаты применяются в качестве конструкционных материалов в различных отраслях промышленности, при этом для улучшения механических свойств применяются и наполненные стекловолокном поликарбонатные композиции.

     Благодаря сочетанию высоких механических и оптических качеств монолитный поликарбонат также применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков и светотехнических изделий; листовой ячеистый поликарбонат применяется в качестве светопрозрачного материала в строительстве.

     Прозрачный  поликарбонат - сферы применения:

     Основное  применение поликарбоната (листового) это:

  строительство   

2. реклама  
3. машиностроение

     Свойства  сотового поликарбоната 

     Сотовый поликарбонат пластик, который производится из высококачественного поликарбоната методом экструзии, что подразумевает расплавление гранул пластика и выдавливание этой массы через особую форму (фильеру), которая определяет строение и конструкцию листа. Получаются полые листы ячеистой структуры, в которых 2 или более слоев поликарбоната соединены внутренними продольными ребрами жесткости ориентированными в направлении длины листа.  
Свойства поликарбоната зависят от величины молекулярной массы поликарбоната.  
Прозрачный поликарбонат имеет следующие свойства: высокая пластичность и прочность самого материала делает возможным получать экструзионным способом листы с очень тонкими стенками (0,3-0,7 мм) без потери ударопрочных характеристик и в то же время с очень малым весом. Воздух, содержащийся в пустотах между слоями листа, обеспечивает его высокие теплоизоляционные свойства, а ребра жесткости - большую конструктивную прочность по отношению к весу. Так же к свойствам относятся:

• Сверхвысокая ударная прочность (сотовый поликарбонат при малом весе в 200 раз прочнее стекла и в 8 раз прочнее акриловых пластиков и ПВХ).
• Высокая термостойкость
• Высокая огнестойкость
• Чрезвычайная легкость, малый удельный вес (сотовый поликарбонат весит в 16 раз меньше, чем стекло и в 3 раза меньше, чем акрил аналогичной толщины)
• Высокие теплоизоляционные свойства, низкая теплопроводность
• Высокая светопроницаемость (прозрачность - до 86 %)
• Хорошая шумо- и звукоизоляция
• Высокая химическая устойчивость
• Прочность на изгиб и на разрыв
• Отличная устойчивость к атмосферным воздействиям
• Долговечность, неизменность свойств (гарантийный срок службы изделий из поликарбоната 10-12 лет
• Безопасность остекления (поликарбонат не разбивается, не даёт трещин, а следовательно, острых осколков при ударе)
• Защита от ультрафиолетового излучения (специальный защитный слой препятствует проникновению наиболее вредных для внутреннего помещения УФ излучений)
• Прекрасные конструкционные возможности, легкость листов позволяет создавать легкие, оригинальные и элегантные конструкции

Физические  свойства поликарбоната

     Одним из основных физических свойств поликарбоната, к которому проявляют интерес  пользователи этого материала, является его теплопроводность. Этот интерес обусловлен применением поликарбонат-пластика по его прямому назначению - остекление зданий. Коэффициент теплопередачи К в зависимости от толщины листа имеет средние значения от 3,9 Вт/м2К (4,5 мм) до 2,5 Вт/м2К (16 мм).

     Такое физическое свойство поликарбоната, как  светопропускание также важная характеристика материала. Для сотового поликарбоната этот показатель в зависимости от толщины листа колеблется от 83 до 90 %, что зачастую превышает светопропускание стандартных силикатных стекол.

     Ударопрочность  характеризуется не только отсутствием  осколков при разрывной деформации, но и не возникновением таких деформаций вообще. Человеку не под силу механически  разрушить этот материал.  
Испытания, проведенные Швейцарским институтом испытаний и исследований, показали, что только при скорости min 69 м/с были отмечены повреждения поверхности (вмятины). Исследование проводилось с помощью запуска полиамидного шарика диаметром 4 см под углом 90° к поверхности. Вышеуказанная скорость летящего объекта вызывает частичное нарушение целостности поверхности в самом "слабом" месте сотового листа - узле. Поэтому с уверенностью можно сказать о существовании некоторого скоростного запаса в случае попадания постороннего предмета на другие участки листового материала.

     Огнеустойчивость - та самая характеристика, которая  волнует всех участников строительства сооружения - заказчика, архитектора, проектировщика и строителя. Материал имеет широкое применение как в складских помещениях (с риском повреждения огнем имущества и складируемых материалов), так и в остеклении производственных цехов, гостиниц, уличных галерей, наземных переходов, где в случае воспламенения опасность грозит непосредственно жизни людей. Никакие архитектурные красоты, эксплуатационные удобства и легкость при сборке не оправдывают возможную опасность, которая может возникнуть при неграмотном применении строительных материалов. Поликарбонат по европейской классификации относится к классу В1 - трудно воспламеняемых материалов. При использовании в строительных конструкциях необходимо соблюдать те строительные нормы и правила, которые касаются применения материалов вышеуказанной степени возгораемости. Поликарбонат не только не воспламеняется в открытом огне, а, следовательно, не способствует его распространению, но и при температурном разрушении не представляет опасности для жизни. Как показали испытания в моделированном пожаре, поликарбонат при воздействии пламени плавится с образованием не горящих паутиноподобных волокон, которые не падают (из-за малого веса), а свисают с краев образующегося при плавлении отверстия. Эти нити-волокна не представляют угрозы, так как успевают остыть и, не воспламеняясь даже при непосредственном контакте с пламенем, исключают горизонтальное распространение огня. Вследствие образования отверстия, являющегося результатом расплавления поликарбоната, также снижается риск удушения и отравления, т.к. дым отводится, а не накапливается.

     Переработка: при переработке поликарбонатов применяют большинство методов переработки и формовки термопластичных полимеров: литьё под давлением (производство изделий), выдувное литьё (разного рода сосуды), экструзию (производство профилей и плёнок), формовку волокон из расплава. При производстве поликарбонатных плёнок также применяется формовка из растворов - этот метод позволяет получать тонкие плёнки из поликарбонатов высокой молекулярной массы, формовка тонких плёнок из которых затруднена вследствие их высокой вязкости, в качестве растворителя обычно используют метиленхлорид.

     Токсическое действие. Работающие на опытно-промышленной установке получения поликарбонатов (в воздухе обнаруживался хлористый метилен в концентрациях, превышающих допустимую; содержание пыли дифенилолпропана составляло 50 мг/м³, поликарбонатов — 100 мг/м³ и выше) жаловались на головную боль, головокружение, боли в конечностях. У 25% обследованных нарушения со стороны вегетативной нервной системы; у нескольких человек остеосклеротические изменения кистей рук и нарушения в составе белков крови, что рассматривается как начальные явления хронической интоксикации хлористым метиленом.