Le polycarbonate est un polymère synthétique en termes de chimie, il peut être considéré comme un polyester complexe d'acide carbonique et de phénols. Comme vous le savez, les sels d'acide carbonique sont appelés carbonates, d'où le nom du polymère populaire aujourd'hui, formé de deux parties - poly (ce qui signifie beaucoup) et carbonate.
Un peu de chimie
La macromolécule de polycarbonate a une structure linéaire. En général, sa formule peut s'écrire comme suit:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Selon le type de substituant R, tous les polycarbonates peuvent être divisés en aromatiques, aromatiques gras et aliphatiques. Le plus utilisé d'entre eux aujourd'hui est le premier groupe. Les noms commerciaux des polycarbonates aromatiques peuvent être différents, mais ils sont unis par des valeurs similaires de paramètres physiques et mécaniques, tels qu'une transmission lumineuse élevée, une faible densité, un point de fusion relativement élevé. Les polycarbonates dotés de ces propriétés contiennent de nombreux cycles benzéniques (substituants aromatiques).
Avantages des polycarbonates
- Force. L'une des propriétés les plus célèbres et l'un des avantages les plus importants du polycarbonate est sa haute résistance aux chocs mécaniques.
- Transparence. En raison de leur transmission lumineuse élevée, les polycarbonates ont remplacé avec succès le verre de silicate dans de nombreux domaines de la vie et de la production, car ils ont également un poids relativement faible.
- Résistance thermique. Les valeurs des températures de fusion (ramollissement) des polycarbonates diffèrent quelque peu les unes des autres en fonction des caractéristiques structurelles de la macromolécule, mais, en règle générale, elles dépassent 200 °C.
- Thermoplasticité. Le polycarbonate est un type de polymère qui peut être refondu plusieurs fois. En même temps, après durcissement, il restaurera ses propriétés.
- Durabilité. En raison de la propriété précédente, les produits en polycarbonate peuvent être recyclés.
- Sécurité incendie. La température d'inflammation dépasse largement le point de fusion du polycarbonate, elle est d'environ 570°C.
- Résistance chimique. Grâce à cette propriété, le matériau est utilisé avec succès dans divers environnements agressifs.
Défauts
Il convient de noter que le polycarbonate ne présente tous les avantages ci-dessus que si ses macromolécules constitutives ont un poids moléculaire supérieur à 25 000. Sinon, iltrès fragile et a un point de fusion beaucoup plus bas. Le polycarbonate, fabriqué en violation de la technologie, peut contenir un nombre assez élevé de molécules de poids moléculaire réduit, ce qui affecte négativement ses caractéristiques de résistance et de performance.
Un autre inconvénient important des polycarbonates est leur faible résistance aux rayons ultraviolets. Cependant, il existe aujourd'hui des technologies capables de protéger le polymère d'une exposition directe aux rayons UV. Cela se fait généralement avec des films protecteurs qui sont fusionnés au polycarbonate pendant la phase de fabrication du produit. Un autre facteur limitant l'utilisation du polycarbonate est sa forte dilatation thermique.
Propriétés physiques et mécaniques
- Indice de réfraction - 1.5850.
- Densité (à 25° C) - 1.20g/cm3.
- Température de transition vitreuse - 150 °C.
- Température de ramollissement 220-230 °C.
- Température de décomposition >320 °C.
- Résistance au gel, °C < -100
- Résistance à la traction - 65-70 MPa.
- Résistance à la flexion - 95 MPa.
- Capacité calorifique spécifique - 1090-1255J/(g K).
- La conductivité thermique est de 0,20 W/(m K).
- Coefficient de dilatation thermique linéaire -1(5-6) 10-5 °C.
- Dureté Brinell - (784-980) 105 Pa.
Polycarbonate cellulaire et monolithique
Le polycarbonate cellulaire est un panneau de plusieurs couches de plastique, entre lesquelles se trouvent des nervures longitudinalesrigidité. Dans le contexte d'une telle feuille ressemble vaguement à un nid d'abeilles, d'où son nom. De telles feuilles peuvent être facilement pliées à froid, atteignant le plus petit rayon de courbure possible. Le polycarbonate cellulaire est le plus souvent utilisé pour la construction de cloisons décoratives et la construction de toitures transparentes.
Le polycarbonate monolithique a une résistance aux chocs et une transparence supérieures. Un avantage non négligeable est la haute résistance à la chaleur du polycarbonate monolithique, le point de fusion est assez élevé, ce qui lui permet d'être utilisé sans crainte à des températures atteignant 120°C. Une autre propriété importante de celui-ci est la résistance au gel, ce qui permet l'utilisation de produits à partir de ce type de plastique à des températures allant jusqu'à moins 50 ° C.
Utiliser du polycarbonate
Construction. Grâce à sa grande transparence et sa légèreté, le polycarbonate aide les architectes à réaliser leurs projets les plus audacieux. Dans le même temps, le poids de la structure, par rapport au verre traditionnellement utilisé, peut réduire considérablement la charge sur les fondations, et donc économiser sur les matériaux. De plus, le polycarbonate possède également des propriétés d'isolation thermique, si l'on parle de sa variété cellulaire. Il est utilisé pour réaliser des structures translucides pour les piscines et les stades, les parkings et les supermarchés, les transitions entre les bâtiments et les jardins d'hiver. Ce matériau est également apprécié des jardiniers. De plus en plus, le polycarbonate est utilisé pour les serres. Son point de fusion est significativement plus élevé que l'atmosphérique même pendant l'été le plus chaud, et donc significatifla chaleur solaire ne peut pas endommager ce polymère
- Électronique. Les étuis et revêtements de protection pour ordinateurs portables, smartphones, lecteurs, ordinateurs personnels et bien plus encore sont en polycarbonate. Grâce à ce polymère, la technologie des écrans tactiles a pu toucher les masses. Il est utilisé pour produire des passeports biométriques.
- Publicité. Le polycarbonate est utilisé pour créer des structures lumineuses, des enseignes, des tableaux de bord, des lettres en trois dimensions et bien plus encore. Tout cela peut avoir des formes extraordinaires très complexes. De plus, leurs feuilles de plastique monolithique sont utilisées pour réaliser la protection anti-vandalisme des structures publicitaires.
- Disques optiques. Depuis les années 1980, le polycarbonate est utilisé pour créer le support des CD. Aujourd'hui, il est également utilisé pour créer des DVD de grande capacité.
- Industrie automobile et aéronautique. Pour la construction d'avions, les derniers matériaux sont traditionnellement utilisés, qui ont une résistance et une légèreté élevées, ce qui est également caractéristique du polycarbonate. Il sert à fabriquer les dômes des cockpits des chasseurs et le verre des casques des astronautes et des pilotes. Pour les voitures, le polycarbonate est utilisé non seulement pour le verre, mais aussi pour les phares et les toits ouvrants.
- Médecine. Un domaine d'application très important du polycarbonate est devenu la fabrication d'instruments médicaux. Cela est devenu possible grâce aux avantages du matériau tels que la non-toxicité et la haute biocompatibilité, ainsi que l'absence de réponse immunitaire du corps à ce plastique. Et grâce à sa solidité et sa transparence, il rivalisait avec le verre et les alliages métalliques. produits et équipements,fabriqués à partir de ce matériau sont utilisés pour surveiller les tissus et les fluides du corps humain. De plus, les températures de fusion élevées des polycarbonates leur permettent d'être soumis aux méthodes de stérilisation les plus modernes - chaleur, rayonnement, rayons UV.
- Optique. Dans les années 2000, les verres en polycarbonate ont commencé à être fabriqués pour les lunettes de protection industrielles, qui protégeaient les yeux lors de divers travaux. Ces produits sont des dizaines de fois plus résistants que les autres lentilles en plastique; en cas de coup, ils ne répandent pas de fragments, ils sont encore plus difficiles à rayer. Peu à peu, le polycarbonate a également été utilisé pour les verres de lunettes de tous les jours. En raison de leurs qualités de sécurité, ces verres sont très souvent utilisés pour les lunettes pour enfants, les lunettes de casque de moto.
- Autres domaines. Aujourd'hui, le polycarbonate est devenu si fermement ancré dans nos vies que les habitants non seulement des mégapoles, mais aussi des villages reculés, rencontrent quotidiennement des produits dont ce plastique fait partie. Des stylos à bille, des lampes de poche, des souris d'ordinateur, des fers à repasser et des bouilloires, des bouchons pour bouteilles de vin, des éléments de mobilier, des récipients pour boire des liquides et même des films d'emballage en sont fabriqués.
