پلی کربنات (PC)

پلی کربنات، ترموپلاستیکی سخت، غیربلوری و با کارایی زیاد است که دارای یک گروه عاملی آلی بوده که توسط گروه های کربنات به هم متصل شده اند. این ماده به دلیل ضربه پذیری زیاد، پایداری ابعادی و خواص خوب الکتریکی دارای کاربردهای بسیاری است.

استفاده در دیسک های فشرده، کلاه ایمنی، شیشه ضد گلوله، ظرف غذای کودک، سقف سازی و لعاب کاری از جمله کاربردهای متداول پلی کربنات است.

این پلیمر دارای خواص مکانیکی خیلی خوبی است. استحکام خود را در بازه دمایی 20- تا 140 درجه سانتی گراد حفظ می کند. از ویژگی های دیگر آن سازگاری با برخی پلیمرهای خاص دیگر است. به همین جهت به طور گسترده ای در ترکیب با سایر پلیمرهای دیگر همچون پلی متیل متاکریلات مورد استفاده قرار می گیرد و ویژگی های جدیدتری را ارائه می دهد.

خواص فیزیکی پلی کربنات

فرمول شیمیایی

C15H16O2

دمای ذوب

288-316 درجه سانتی گراد

مقاومت کششی

59 مگا پاسکال

مقاومت خمشی

93 مگا پاسکال

چگالی ویژه

19/1


اصلی ترین ویژگی های پلی کربنات

پلی کربنات به دلیل انعطاف پذیری بالا، سازگاری با محیط زیست و قابلیت بازیافت یک ماده مناسب برای بکارگیری در صنعت می باشد. این پلیمر آلی دارای مجموعه ای از خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه فرد است که آن را نسبت به سایر رقبا متمایز می نماید.

سختی و ضربه پذیری بالا

پلی کربنات دارای استحکام زیادی است. این موضوع موجب مقاوم شدن آن در برابر ضربه و شکستگی می شود. از این رو در کاربردهایی که نیازمند کارایی و اطمینان بالا هستند، با اطمینان و آسودگی خاطر می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این ماده در اکثر موارد نشکن است.

سبک وزن

وزن کم این پلیمر آلی موجب افزایش کارایی، فرایند نصب ساده تر و کاهش هزینه های تمام شده حمل و نقل می شود.

حفاظت در مقابل اشعه UV

پلی کربنات را می توان به نحوی طراحی نمود که در برابر پرتوهای مضر فرابنفش خورشید نقش محافظ را ایفا کند.

طبیعت اپتیکی

 به لطف ساختار غیربلوری، پلی کربنات خواص اپتیکی خوبی را داشته و ویژگی های نوری منحصربه فردی را ارائه می دهد. ضریب شکست پلی کربنات شفاف 584/1 است.

مقاومت شیمیایی

پلی کربنات دارای مقاومت شیمیایی خوبی در برابر اسیدهای رقیق، هیدروکربن های آلیفاتیک و الکل ها است. مقاومت شیمیایی متوسطی در برابر روغن ها و گریس ها دارد. با این حال به راحتی توسط بازهای رقیق شده، هیدروکربن های آروماتیکی و هالوژنی مورد حمله قرار می گیرد. سازندگان توصیه می کنند که ورقه های پلی کربنات با مواد تمیز کننده خاصی که ماهیت شیمیایی آن را تحت تاثیر قرار نمی دهند، تمیز شوند. این پلیمر آلی به پاک کننده های قلیایی  حساس است.

مقاومت در برابر حرارت

 پلی کربنات ها مقاومت گرمایی خوبی دارند و تا دمای 140 درجه سانتی گراد پایدار هستند. مقاومت حرارتی بیش از این مقدار را می توان با افزودن بازدارنده های شعله بدون تاثیر بر خواص آن بهبود بخشید.

خواص دیگر پلی کربنات

  • عایق الکتریکی خوب
  • عدم تاثیر از آب و دما
  • مقاومت در برابر سایش
  • مقاوم در برابر استریلیزه کردن بخار مداوم

محدودیت های پلی کربنات

  • استقامت کم در برابر فرسایش
  • خواص مکانیکی آن پس از آن که به مدت زمان طولانی در تماس با آب با دمای بیش از 60 درجه سانتی گراد باشد، افت می کند.
  • پس از آن که بطور طولانی در معرض پرتوهای فرابنفش قرار بگیرد، رنگ آن به زرد تغییر می کند.
  • قبل از انجام فرایند باید به خوبی خشک شود.
  • در تماس با برخی هیدروکربن ها دچار تغییرات شیمیایی می شوند.

تولید پلی کربنات

پلی کربنات از پلیمریزاسیون تراکمی بیسفنول آ و فسژن بوجود می آید. پلی کربنات را می توان از روش های اکستروژن، قالب گیری تزریقی، قالب گیری بادی، شکل دهی حرارتی تولید کرد.

برای تولید اشکال مختلف پلی کربنات ابتدا آن را ذوب کرده و سپس به درون یک قالب تحت فشار زیاد هدایت می کنند تا شکل مطلوب آن حاصل شود. قبل از انجام فرایند پلی کربنات را 2 تا 4 ساعت در دمای 120 درجه سانتی گراد قرار داده تا کاملا خشک شود. محتوای رطوبت در نظر گرفته شده باید حداکثر 02/0 درصد باشد. قالب گیری تزریقی و اکستروژن دو روش اصلی تولید پلی کربنات هستند که در ادامه توضیح داده خواهند شد.

قالب گیری تزریقی

قالب گیری تزریقی یکی از متداول ترین روش های تولید قطعات ساخته شده از پلی کربنات و ترکیب های آن است. به دلیل گرانروی بالای پلی کربنات، معمولا آن را در دمای بالا فرآوری می کنند. در این فرایند، مذاب پلیمری داغ، تحت فشار زیاد درون یک قالب فشرده می شود. با سرد شدن مذاب، پلیمر شکل و مشخصات مطلوب خود را بدست می آورد. این فرایند عمدتا برای تولید صفحات و بطری های پلی کربناتی مورد استفاده قرار می گیرد.

اکستروژن

در این فرایند، مذاب پلیمر در بازه دمایی بین 230 تا 260 درجه سانتی گراد از درون محفظه ای عبور کرده که به آن برای دستیابی به شکل نهایی کمک می کند. پس از خنک شدن، مذاب شکل مطلوب خود را بدست می آورد. این فرایند برای تولید ورقه ها، پروفیل ها . لوله های طویل پلی کربناتی به کار می رود.

استفاده از افزودنی ها یا مخلوط های ترموپلاستی برای بهینه سازی خواص پلی کربنات

افزودن برخی مواد تقویت کنده به پلی کربنات باعث بهبود برخی از خواص فیزیکی آن می شود. به عنوان مثال مقاومت خزشی پلی کربنات با افزودن تقویت کننده های فیبر کربنی یا شیشه افزایش پیدا می کند. همچنین گریدهای تقویت شده آن در مقایسه با گریدهای استاندارد، دارای خواص و مقاومت خمشی و کششی بهتری هستند.

علاوه بر این افزودنی های دیگری نیز جهت بهبود خاصیت بازدارندگی شعله، پایداری حرارتی، پایداری رنگ و مقاومت در برابر پرتو فرابنفش می توان به آن اضافه نمود. ورق های پلی کربنات پوشش داده شده نیز مقاومت آب و هوایی و شیمیایی بهتری از خود نشان می دهند.

افزودنی های مبتنی بر بنزوتریازول برای پایداری پلی کربنات در برابر پرتوهای فرابنفش و محافظت از تخریب آن به کار می روند.

افزودنی های مبتنی بر استرهای فسفریک اسید برای بهبود پایداری حرارتی پلی کربنات های مورد استفاده قرار می گیرند.

استفاده از افزودنی ها و ایجاد ترکیب با پلی کربنات، توازن موفقیت آمیزی بین افزایش کارایی و تجاری سازی ایجاد نموده است.

ترکیب پلی کربنات با پلی استر برای کاربردهای مستلزم مقاومت شیمیایی بالا مناسب است. ترکیب پلی بوتیلن ترفتالات با پلی کربنتات در مقایسه با پلی اتیلن ترفتالات، به دلیل رفتار بلوری بیشتر، مقاومت شیمیایی بیشتری را ایجاد می کند. در حالی که پلی اتیلن ترفتالات در ترکیب با پلی کربنات، مقاومت حرارتی فوق العاده ای را با خود به همراه دارد.

همچنین سختی و مقاومت حرارتی پلی کربنات در ترکیب با آکریلو نیتریل بوتادین استایرن که دارای خاصیت چکش خواری و قابلیت پردازش بالا است، خواص ترکیبی فوق العاده ای را ایجاد می کند.

کاربردهای پلی کربنات

پلی کربنات ها و ترکیبات شامل آن در لوازم خانگی مانند یخچال و فریزر، تهویه هوا، قهوه ساز، میکسر مواد غذایی، ماشین لباسشویی، سشوار و مخازن آب استفاده می شود. همچنین به واسطه دارا بودن قابلیت شکل پذیری خوب باعث افزایش کارایی و جذابیت بصری محصولات می شود.

خودرو / حمل و نقل

به دلیل وزن کم و ظاهر شفاف پلی کربنات، از آن در بسیاری از طراحی های  چشم نواز استفاده می شود. استفاده از این پلیمر آلی در خودرو باعث کاهش وزن و افزایش کارایی آن می شود. همچنین اثر منفی بر دوام و آیرودینامیک خودرو بر جا نمی گذارد. به دلیل مقاومت حرارتی در لامپ های منازل و عدسی ها کاربرد دارد.

ترکیبات شامل پلی کربنات  به علت سختی و مقاومت خزشی عالی آن در اجزای درونی و بیرونی بدنه خودرو مورد استفاده قرار می گیرد.

کشاورزی

شفافیت و مقاومت در برابر پرتو فرابنفش، پلی کربنات را به یک گزینه مناسب جهت ساخت گلخانه ها بدل نموده است. لایه محافظ UV در یک سوی ورقه پلی کربنات، به نور خورشید امکان نفوذ حداکثری به درون را می دهد. در حالی که اشعه های مضر خورشید را دور نگه می دارد. از این رو از گیاهان درون گلخانه محافظت نموده و در عین حال شرایط را برای رشد مناسب آن ها فراهم می نماید. پلی کربنات های چند جداره قدرت حفظ گرمای بیشتر، نفوذ نور و قابلیت محافظت بهتری را در مقایسه با نوع تک جداره آن دارا هستند.

ساختمان و ساخت و ساز

پلی کربنات به واسطه ویزگی های همچون ضربه پذیری بالا، شفافیت، مقاومت در برابر پرتو فرابنفش و آب و هوا، جایگزین مناسبی برای شیشه در کاربردهای لعاب کاری ساختمان های عمومی و تجاری، نماها، پنجره های امنیتی، پناهگاه ها و سقف های شیشه ای محسوب می شود.

محصولات مصرفی

پلی کربنات ضریب شکست مضاعف ناچیز، تنش درونی کم و دقت ابعادی بالایی دارد. از این رو در تولید سی دی ها و دی وی دی ها استفاده می شود. همچنین شفافیت بالای آن موجب می شود که از آن در طراحی محصولات خلاقانه ای که در زندگی روزمره کاربرد دارد استفاده شود. محصولاتی مانند عینک های محافظ، بطری های آب و...

شفافیت این ماده پلیمری این امکان را فراهم می کند که از آن در تولید عینک های آفتابی نشکن، محافظ صورت و پنجره های ضد گلوله استفاده شود.

 

  الکتریک والکترونیک

پلی کربنات در بسیاری از تجهیزات الکتریکی  والکترونیکی مانند قطع کننده های مدار، تجهیزات روشنایی، سوئیچ ها، سوکت ها، رله ها، کانکتورها و پوشش های باطری به کار می رود. همچنین استفاده از فیلم های پلی کربنات به عنوان محافظ صفحات مانع از خش دار شدن آن می شود.

کاربردهای امنیتی

ترکیب استحکام بالا و وزن کم ورقه های پلی کربناتی، این قابلیت را دارد تا در بسیاری از موارد، نیازهای نیروهای امنیتی  وپلیس را برآورده کند. این ماده پلیمری در سپرهای ضد شورش، کلاه های لبه دار محافظ، پنجره های زندان و موارد دیگری از این دست به کار می رود. با توجه به کاربردهای چالشی محصولات پلی کربناتی در این حوزه، امکان آسیب دیدن و از کار افتادن آن به نسبت موارد دیگر بیشتر است. به همین دلیل ورقه های پلی کربناتی مورد استفاده در این حوزه را اغلب با پوشش های ضد خش می سازند. این موضوع باعث می شود مقاومت این محصولات در زمان استفاده مداوم افزایش پیدا کرده و در نتیجه طول عمر بیشتری خواهند داشت.

پزشکی

پلی کربنات به علت دارا بودن ترکیبی عالی از خواص مختلف مانند شفافیت، مقاومت در برابر حرارت، ثبات ابعاد و سختی، در کاربردهای پزشکی به طورگسترده استفاده می شود. پلی کربنات را می توان با اکسید اتیلن، تابش پرتو های پرانرژی و دوره های اتوکلاو محدود استریلیزه نمود. این پلیمر پلاستیکی در بسیاری از کاربردهای متداول پزشکی همچون ابزارهای جراحی، سیستم های دارورسانی، غشاهای همودیالیز، کیسه های خون، فیلتر های خونی و... جایگزین شیشه ها و فلزات گردیده است.

بسته بندی و ظروف مواد غذایی

پلی کربنات به دلیل مقاومت در برابر حرارت و شکستگی، در کاربردهایی که نیاز به تماس مستقیم با مواد غذایی و نوشیدنی ها وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرد. محفظه های ذخیره سازی مواد غذایی که از جنس پلی کربنات هستند، قابلیت استفاده مجدد را دارا می باشند و همچنین به حفظ تازگی مواد غذایی و محافظت از آن در برابر آلودگی کمک می کنند. این محفظه ها را می توان بطور پیوسته در یخچال و مایکروویو نیز قرار داد.

ایمنی مصرف و بازیافت پلی کربنات

پلاستیک پلی کربنات یک ماده پرکاربرد در تولید شیشه های شیر کودکان، بطری های آب، فنجان های پلاستیکی و بسیاری دیگر از ظروف آب و ماده غذایی است. با توجه به کاربردهای فراوان و وجود بیسفنول آ به عنوان یکی از مواد سازنده پلی کربنات، نهاد های دولتی و تحقیقاتی مطالعات زیادی را بر روی ایمنی استفاده از پلی کربنات در موارد مرتبط با صنایع غذایی انجام دادند. از جمله مواردی که در این بررسی ها بیش از بقیه مورد موشکافی قرار گرفت، امکان انتقال میزان کمی از بیسفنول آ از محصولات پلی کربناتی به مواد غذایی و نوشیدنی هایی بود که در تماس با آن ها قرار داشتند. نتایج این مطالعات نشان داد که میزان این انتقال به قدری کم است که خطری برای سلامت انسان وجود ندارد. 

تمام مواد ساخته شده از پلاستیک پلی کربنات به طور کامل قابل بازیافت بوده و با کد بازیافت 7 شناخته می شوند. یکی از روش های بازیافت پلی کربنات، بازیافت شیمیایی است که در آن پلی کربنات های دور ریخته شده با فنول واکنش می دهند. نتیجه این واکنش تولید مونومرهایی است که برای پلیمریزاسیون های بعدی خالص سازی شده اند.

محققین همچنین به دنبال روش های نوینی برای بازیافت پلی کربنات به پلاستیک های دیگر هستند که در زمان استفاده و تخلیه به محل دفن زباله، بیسفنول آ از خود منتشر نکنند. 

تماس با ما

آدرس : تهران اتوبان شهید همت غرب، میدان دریاچه، خیابان شهید جوزانی غربی،جنب شهرک شهید صیاد شیرازی، فاز 2،مجتمع تجاری خلیج فارس،طبقه اول،واحد 75

شماره ثابت : 46084205-021

شماره همراه : 09128186370

 ایمیل : این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید


تمام مطالب و تصاویر این وب سایت برای شرکت وایت شیمی محفوظ است

استفاده از تصاویر و مطالب این وب سایت با ذکر منبع بلامانع است