Что такое поликарбонатная смола?

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.