O policarbonato é um polímero sintético do ponto de vista químico, podendo ser considerado um poliéster complexo de ácido carbônico e fenóis. Como você sabe, os sais de ácido carbônico são chamados de carbonatos, daí o nome do polímero popular hoje, formado por duas partes - poli (que significa muito) e carbonato.
Um pouco de química
A macromolécula de policarbonato tem uma estrutura linear. Em geral, sua fórmula pode ser escrita da seguinte forma:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Dependendo do tipo de substituinte R, todos os policarbonatos podem ser divididos em aromáticos, graxo-aromáticos e alifáticos. O mais usado deles hoje é o primeiro grupo. Os nomes comerciais de policarbonatos aromáticos podem ser diferentes, mas estão unidos por valores semelhantes de parâmetros físicos e mecânicos, como alta transmissão de luz, baixa gravidade específica, ponto de fusão relativamente alto. Policarbonatos com essas propriedades contêm muitos anéis de benzeno (substituintes aromáticos).
Vantagens dos policarbonatos
- Força. Uma das propriedades mais famosas e grande vantagem do policarbonato é sua alta resistência a choques mecânicos.
- Transparência. Devido à sua alta transmissão de luz, os policarbonatos substituíram com sucesso o vidro de silicato em muitas áreas da vida e da produção, pois também têm um peso relativamente baixo.
- Resistência térmica. Os valores das temperaturas de fusão (amolecimento) dos policarbonatos diferem um pouco uns dos outros, dependendo das características estruturais da macromolécula, mas, como regra, excede 200 °C.
- Termoplasticidade. O policarbonato é um tipo de polímero que pode ser refundido muitas vezes. Ao mesmo tempo, após o endurecimento, ele restaurará suas propriedades.
- Sustentabilidade. Devido à propriedade anterior, os produtos de policarbonato podem ser reciclados.
- Segurança contra incêndio. A temperatura de ignição excede significativamente o ponto de fusão do policarbonato, é de cerca de 570 ° C.
- Resistência química. Graças a esta propriedade, o material é utilizado com sucesso em vários ambientes agressivos.
Falhas
Vale a pena notar que o policarbonato tem todas as vantagens acima apenas se suas macromoléculas constituintes tiverem um peso molecular superior a 25.000. Caso contrário, elemuito frágil e tem um ponto de fusão muito mais baixo. O policarbonato, fabricado em violação à tecnologia, pode conter um número bastante elevado de moléculas com peso molecular reduzido, o que afeta negativamente suas características de resistência e desempenho.
Outra desvantagem significativa dos policarbonatos é sua baixa resistência à radiação ultravioleta. No entanto, hoje existem tecnologias que podem proteger o polímero da exposição direta aos raios UV. Isso geralmente é feito com películas protetoras que são fundidas ao policarbonato durante a fase de fabricação do produto. Outro fator limitante no uso do policarbonato é sua alta expansão térmica.
Propriedades físicas e mecânicas
- Índice de refração - 1,5850.
- Densidade (a 25°C) - 1,20g/cm3.
- Temperatura de transição de vidro - 150 °C.
- Temperatura de amolecimento 220-230 °C.
- Temperatura de decomposição >320 °C.
- Resistência ao gelo, °C < -100
- Resistência à tração - 65-70 MPa.
- Resistência à flexão - 95 MPa.
- Capacidade térmica específica - 1090-1255J/(g K).
- A condutividade térmica é 0,20 W/(m K).
- Coeficiente de expansão linear térmica -1(5-6) 10-5 °C.
- Dureza Brinell - (784-980) 105 Pa.
Policarbonato celular e monolítico
O policarbonato celular é um painel de várias camadas de plástico, entre as quais existem nervuras longitudinaisrigidez. No contexto de tal folha se assemelha vagamente a um favo de mel, pelo qual recebeu seu nome. Tais folhas podem ser facilmente dobradas a frio, atingindo o menor raio de curvatura possível. O policarbonato celular é mais usado para a construção de divisórias decorativas e a construção de telhados transparentes.
O policarbonato monolítico possui maior resistência ao impacto e transparência. Uma vantagem significativa é a alta resistência ao calor do policarbonato monolítico, o ponto de fusão é bastante alto, o que permite que ele seja usado sem medo em temperaturas que chegam a 120 ° C. Outra propriedade importante dele é a resistência ao gelo, que permite o uso de produtos desse tipo de plástico em temperaturas até -50°C.
Usando policarbonato
Construção. Devido à sua alta transparência e leveza, o policarbonato ajuda os arquitetos a realizar seus projetos mais ousados. Ao mesmo tempo, o peso da estrutura, em relação ao vidro tradicionalmente usado, pode reduzir significativamente a carga nas fundações e, portanto, economizar materiais. Além disso, o policarbonato também possui propriedades de isolamento térmico, se falarmos de sua variedade celular. É usado para fazer estruturas translúcidas para piscinas e estádios, estacionamentos e supermercados, transições entre prédios e jardins de inverno. Este material também é popular entre os jardineiros. Cada vez mais, o policarbonato é usado para estufas. Seu ponto de fusão é significativamente maior do que o atmosférico mesmo no verão mais quente e, portanto, significativoo calor solar não pode prejudicar este polímero
- Eletrônica. Capas e revestimentos de proteção para laptops, smartphones, players, computadores domésticos e muito mais são feitos de policarbonato. Graças a este polímero, a tecnologia de tela sensível ao toque foi capaz de atingir as massas. É usado para produzir passaportes biométricos.
- Publicidade. O policarbonato é usado para criar estruturas leves, letreiros, placares, letras tridimensionais e muito mais. Tudo isso pode ter formas extraordinárias muito intrincadas. Além disso, suas folhas de plástico monolítico são usadas para fazer a proteção antivandalismo de estruturas publicitárias.
- Discos ópticos. Desde a década de 1980, o policarbonato tem sido usado para criar o suporte de CDs. Hoje também é usado para fazer DVDs de alta capacidade.
- Indústria automobilística e aeronáutica. Para a construção de aeronaves, tradicionalmente são utilizados materiais de última geração, que possuem alta resistência e leveza, o que também é característico do policarbonato. É usado para fazer as cúpulas dos cockpits dos caças e vidros para os capacetes dos astronautas e pilotos. Para carros, o policarbonato é usado não apenas para vidros, mas também para faróis e tetos solares.
- Medicina. Um campo de aplicação muito importante do policarbonato tornou-se a fabricação de instrumentos médicos. Isso se tornou possível devido a vantagens do material como não toxicidade e alta biocompatibilidade, além da f alta de resposta imune do organismo a esse plástico. E graças à sua resistência e transparência, competia com vidro e ligas metálicas. produtos e equipamentos,feitos com este material são usados para monitorar os tecidos e fluidos do corpo humano. Além disso, as altas temperaturas de fusão dos policarbonatos permitem que sejam submetidos aos mais modernos métodos de esterilização - calor, radiação, raios UV.
- Óptica. Nos anos 2000, as lentes de policarbonato começaram a ser feitas para óculos de proteção industrial, que protegiam os olhos durante vários trabalhos. Esses produtos são dezenas de vezes mais fortes que outras lentes de plástico; em caso de golpe, eles não espalham fragmentos, são ainda mais difíceis de arranhar. Gradualmente, o policarbonato também foi usado para lentes de óculos de uso diário. Devido às suas qualidades de segurança, essas lentes são frequentemente usadas para óculos infantis, óculos de capacete de motocicleta.
- Outras áreas. Hoje, o policarbonato tornou-se tão firmemente estabelecido em nossas vidas que moradores não apenas de megacidades, mas também de vilarejos remotos, encontram diariamente produtos dos quais esse plástico faz parte. Com ele são feitas canetas esferográficas, lanternas, mouses de computador, ferros e chaleiras, rolhas para garrafas de vinho, peças de móveis, recipientes para líquidos e até filme de embalagem.
