پلاستیک های پلی کربنات (PC) یک ترموپلاستیک آمورف طبیعی شفاف هستند. اگرچه آنها به صورت تجاری در رنگ های مختلف (شاید نیمه شفاف و شاید نه) در دسترس هستند، مواد خام امکان انتقال داخلی نور را تقریباً با همان ظرفیت شیشه فراهم می کند. پلیمرهای پلی کربنات برای تولید انواع مواد مورد استفاده قرار می گیرند و به ویژه زمانی مفید هستند که مقاومت در برابر ضربه و/یا شفافیت یک نیاز محصول باشد (به عنوان مثال در شیشه های ضد گلوله). PC معمولاً برای لنزهای پلاستیکی در عینک، در دستگاه‌های پزشکی، قطعات خودرو، تجهیزات محافظ، گلخانه‌ها، دیسک‌های دیجیتال (سی‌دی، دی‌وی‌دی و بلوری) و وسایل روشنایی بیرونی استفاده می‌شود. پلی کربنات همچنین مقاومت حرارتی بسیار خوبی دارد و می توان آن را با مواد مقاوم در برابر شعله بدون تخریب قابل توجه مواد ترکیب کرد. پلاستیک‌های پلی‌کربنات پلاستیک‌های مهندسی هستند، زیرا معمولاً برای مواد قوی‌تر مانند سطوح شیشه‌ای مقاوم در برابر ضربه استفاده می‌شوند.
در صنعت آبکاری پلاستیک، از پلاستیک های ABS-پلی کربناتی به طور محسوسی استفاده می شود.
یکی دیگر از ویژگی های پلی کربنات این است که بسیار انعطاف پذیر است. به طور معمول می توان آن را در دمای اتاق بدون ترک یا شکستن، شبیه به ورق آلومینیوم تشکیل داد. اگرچه تغییر شکل ممکن است با اعمال گرما ساده تر باشد، حتی خمیدگی های زاویه ای کوچک بدون آن امکان پذیر است. این ویژگی باعث می‌شود استوک ورق پلی‌کربنات به‌ویژه در کاربردهای نمونه‌سازی که ورق‌های فلزی فاقد قابلیت زنده‌بودن هستند، مفید باشد (مثلاً زمانی که شفافیت مورد نیاز است یا زمانی که یک ماده نارسانا با خواص عایق الکتریکی خوب مورد نیاز است).
ویژگی های پلی کربنات چیست؟
اکنون که می دانیم برای چه چیزی استفاده می شود، اجازه دهید برخی از خواص کلیدی پلی کربنات را بررسی کنیم. PC به عنوان یک ترموپلاستیک طبقه بندی می شود (در مقابل “ترموست”) و نام آن به نحوه واکنش پلاستیک به گرما مربوط می شود. مواد ترموپلاستیک در نقطه ذوب خود (155 درجه سانتیگراد در مورد پلی کربنات) به مایع تبدیل می شوند. یکی از ویژگی های مفید در مورد ترموپلاستیک ها این است که می توان آنها را تا نقطه ذوب خود گرم کرد، سرد کرد و مجدداً بدون تخریب قابل توجه دوباره گرم کرد. به جای سوزاندن، ترموپلاستیک هایی مانند پلی کربنات به مایع تبدیل می شوند که به آنها اجازه می دهد به راحتی قالب گیری تزریقی و سپس بازیافت شوند.
در مقابل، پلاستیک های ترموست را فقط یک بار می توان گرم کرد (معمولاً در طی فرآیند قالب گیری تزریقی). اولین گرمایش باعث می شود که مواد ترموست (شبیه به اپوکسی 2 قسمتی) گیر کنند و در نتیجه یک تغییر شیمیایی ایجاد شود که قابل برگشت نیست. اگر بخواهید یک پلاستیک گرماسخت را برای بار دوم به دمای بالا گرم کنید، به سادگی می سوزد. این ویژگی باعث می شود که مواد ترموست نامزد ضعیفی برای بازیافت باشند.
پلی کربنات نیز یک ماده آمورف است، به این معنی که ویژگی های مرتب جامدات کریستالی را نشان نمی دهد. معمولاً پلاستیک‌های آمورف تمایل به نرم شدن تدریجی دارند (یعنی محدوده وسیع‌تری بین دمای انتقال شیشه‌ای و نقطه ذوب خود دارند) به جای نشان دادن انتقال شدید از جامد به مایع همانطور که در پلیمرهای کریستالی وجود دارد. در نهایت، پلی کربنات یک کوپلیمر است که از چندین نوع مونومر مختلف در ترکیب با یکدیگر تشکیل شده است.
چرا از پلی کربنات اغلب استفاده می شود؟
پلی کربنات یک پلاستیک فوق العاده مفید برای کاربردهایی است که به شفافیت و مقاومت در برابر ضربه بالا نیاز دارند. این یک جایگزین سبک تر برای شیشه و یک فیلتر UV طبیعی است، بنابراین اغلب در عینک استفاده می شود. چند نمونه شامل موارد زیر است:
- پاک کردن پنجره ها در مدل های اولیه
- نمونه های اولیه شفاف رنگی
- لوله های شفاف برای نمونه های اولیه تجهیزات ورزشی
- دیفیوزرها و لوله های نور برای LED
- قالب های شفاف برای ریخته گری اورتان و سیلیکون
- مدل‌های پرینت سه‌بعدی برای کاربردهای گرمای بالا زمانی که ABS گزینه‌ای نیست
- محافظ ماشین آلات
ما دیده‌ایم که رایانه‌های شخصی رنگی به منظور کاهش تابش خیره کننده (به عنوان مثال برای پوشاندن علائم روشن در بزرگراه) استفاده می‌شوند. شرکت هایی که این نوع محصولات را تولید می کنند اغلب پلی کربنات رنگی را در جلوی تابلوهای خود قرار می دهند تا هم از LED ها محافظت کنند و هم تابش خیره کننده را کاهش دهند.
انواع مختلف پلی کربنات چیست؟
با توجه به مواد AZO، پلی کربنات به طور همزمان در اواسط قرن بیستم توسط GE در ایالات متحده و Bayer در آلمان ساخته شد. در عصر مدرن توسط تعداد زیادی شرکت تولید می شود که هر کدام معمولاً فرآیند تولید و فرمول منحصر به فرد خود را دارند. نام های تجاری شامل انواع شناخته شده (یا “رزین”) مانند Lexan® توسط SABIC، یا Makrolon® توسط Bayer MaterialScience است.
درجات صنعتی مختلفی از پلی کربنات موجود است. اکثر آنها با نام عمومی (پلی کربنات) نامیده می شوند و معمولاً با مقدار تقویت کننده الیاف شیشه ای که دارند و واریانس جریان مذاب بین آنها متمایز می شوند. برخی از پلی کربنات ها دارای افزودنی هایی مانند “تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش” هستند که از مواد در برابر قرار گرفتن طولانی مدت در معرض خورشید محافظت می کنند. پلی کربنات قالب‌گیری تزریقی ممکن است شامل افزودنی‌های دیگری مانند عوامل آزادکننده قالب باشد که مواد را در طول پردازش روان‌سازی می‌کنند. پلی کربنات تمام شده معمولاً به صورت سیلندر، میله یا ورق فروخته می شود.
پلی کربنات چگونه ساخته می شود؟
پلی کربنات، مانند سایر پلاستیک‌ها، با تقطیر سوخت‌های هیدروکربنی به گروه‌های سبک‌تر به نام «کسری» شروع می‌شود که برخی از آنها با کاتالیزورهای دیگر برای تولید پلاستیک (معمولاً از طریق پلیمریزاسیون یا چند تراکم) ترکیب می‌شوند.
