Что такое поликарбонатная смола?
Рисунок 1. Пять основных конструкционных пластиков общего назначения и их физические свойства (Ссылка: Справочник по химии, 5-е издание)
Поликарбонатная смола — это тип конструкционного пластика и один из пяти основных конструкционных пластиков общего назначения. Среди конструкционных пластиков общего назначения поликарбонатная смола является единственной, которая бесцветна и прозрачна, а ее прозрачность настолько высока, что ее можно сравнить со стеклом.
Он также имеет самую высокую ударопрочность среди всех инженерных пластиков общего назначения, и поскольку он содержит два бензольных кольца в своей основной цепи, он является самозатухающим, что означает, что он не будет распространяться даже при возгорании.
Поликарбонатная смола хорошо поддается обработке, поскольку она совместима с большинством основных методов формования, используемых для пластмасс. Однако, хотя трещины и поломки случаются редко, следует отметить, что она подвержена усталости и царапинам, а также слаба к щелочам и органическим растворителям.
Применение поликарбонатной смолы
Поликарбонатная смола используется во многих областях благодаря своей превосходной устойчивости к широкому спектру условий и простоте обработки.
Ниже приведены примеры областей применения поликарбонатной смолы и ее характеристики:
1. Прозрачность
Благодаря своей высокой прозрачности поликарбонатная смола используется в оптических изделиях, таких как линзы для очков, объективы для камер, а также подложки для CD и DVD.
2. Ударопрочность
Благодаря своей высокой ударопрочности он используется для пуленепробиваемых материалов и т. д., и практически отсутствует риск растрескивания при использовании в обычных условиях.
3. Устойчивость к атмосферным воздействиям
Поскольку он устойчив к ультрафиолетовому излучению и не подвержен быстрому разрушению, он сохраняет свою высокую прочность в течение длительного периода времени при использовании на открытом воздухе. Он используется для кровельных материалов, поверхностей солнечных панелей и других наружных применений, а также для автомобильных фар, рейлингов и дверных ручек.
В последние годы он также был адаптирован для методов формования с использованием 3D-принтеров, и его использование все больше расширяется.
4. Стабильность размеров
Благодаря высокой стабильности размеров поликарбонатная смола используется для чехлов для смартфонов и других применений.
Процесс производства поликарбонатной смолы
Существует два промышленных метода производства поликарбонатной смолы: межфазная полимеризация и эфирный обмен. Плотность варьируется в зависимости от метода производства, а добавление модификаторов к поликарбонатной смоле может сделать ее еще лучшим смоляным материалом.
1. Метод межфазной полимеризации
Рисунок 2. Уравнение реакции метода межфазной полимеризации
В этом методе поликарбонат получают путем добавления карбонилхлорида к суспензионному раствору бисфенола А в водном растворе гидроксида натрия и метиленхлорида или хлорбензола, который подвергается реакции конденсационной полимеризации на границе раздела водной и масляной фаз.
По сравнению с методом обмена эфирами условия реакции более мягкие, и можно получать поликарбонаты с широким диапазоном молекулярных масс, от низких до высоких.
После полимеризации поликарбонатная смола растворяется в масляной фазе, а гранулированный поликарбонат получается в результате процесса разделения, нейтрализации и очистки, процесса восстановления полимера и процесса сушки.
2. Метод обмена эфирами
Рисунок 3. Уравнение реакции для метода обмена эфира
В этом методе бисфенол А и дифенилкарбонат смешиваются в расплаве в присутствии катализатора для получения поликарбоната путем поликонденсации с одновременным восстановлением фенола при высокой температуре и пониженном давлении без использования растворителей. Восстановленный фенол повторно используется в качестве сырья для дифенилкарбоната.
Полученный поликарбонат получается в расплавленном состоянии и может быть гранулирован в продукты, что делает этот метод синтеза более простым, чем метод межфазной полимеризации с точки зрения последующей обработки.
Другая информация о поликарбонатных смолах
1. Доля поликарбонатной смолы на мировом рынке
Поликарбонатная смола используется в чрезвычайно широком спектре приложений, а производственные мощности расположены в различных регионах. По капиталу американские производители составляют 36%, европейские производители, в основном из Германии и Бельгии, 25% и японские производители, 38%.
2. Обработка поликарбонатной смолы
Поликарбонатная смола — это термопластичная смола, которая размягчается при нагревании. Ее можно резать, как акриловую смолу, сгибать под воздействием тепла и сваривать с помощью растворителей.
Ее также можно использовать способом, аналогичным металлообработке, для создания заготовок, которые используют ее свойства. По этой причине существует ряд предприятий, которые зарабатывают на жизнь переработкой поликарбонатной смолы.