Поликарбонат – что это за материал и где его используют. Что делают из поликарбоната?

Резка поликарбоната представляется неотъемлемой частью работы с этим материалом. В наши дни поликарбонат занимает одно из ключевых мест в строительстве, а также в обустройстве частных домов и садовых участков, включая использование в теплицах. Все начинается с процесса резки, который мы обсудим более подробно в данном тексте.

Поликарбонаты (ПК): характеристика, способы получения, технология переработки и области применения

На сегодняшний день многие знакомы с поликарбонатом. Этот уникальный материал нашел своё применение в сельском хозяйстве, где теплицы, выполненные из поликарбоната, стали сильным фактором, позволяющим значительно увеличить урожайность даже в регионах с неблагоприятными климатическими условиями. Яркие крыши беседок не только украшают их, но и защищают от неблагоприятных погодных условий. В промышленных зданиях стеклянные окна нередко заменяются на поликарбонат, что говорит о его высокой функциональности и долговечности.

Происхождение поликарбоната

Химические свойства поликарбоната

Физико-механические характеристики поликарбоната

Типы поликарбоната

Промышленный поликарбонат

Монолитный поликарбонат

Сотовый поликарбонат

Так что же такое поликарбонаты? Каковы источники возникновения этого замечательного материала и что делает его таким уникальным?

Происхождение поликарбоната

Поликарбонат относится к классу термопластов, представляя собой полимерное соединение, состоящее из полиэфира поликарбоната и двухатомного спирта. Его общая химическая формула выглядит следующим образом: (-O-R-O-CO-)n.

В 1953 году был получен патент на сложный поликарбонат. Однако это был только промежуточный шаг, поскольку до создания сотового поликарбоната прошло еще два десятилетия. Стремление к созданию лёгкого и простого в использовании материала стало основным двигателем прогресса в этой области. В 1970 году, в Израиле, где стремительно развивалось сельское хозяйство, люди начали искать замену тяжёлому и хрупкому стеклу, применяемому в теплицах, и проявили интерес к поликарбонату.

В 1976 году, когда компании General Electric и Polygal объединили свои усилия, был произведен первый в мире поликарбонатный лист. Синтез поликарбоната осуществляется из бисфенола А с использованием двух методов: переэтерификации до состояния расплава диарилкарбоната с бисфенолом А и фосгенирования бисфенола А.

Химические свойства поликарбоната

Поликарбонат проявляет химическую устойчивость по отношению к некоторым веществам, но также может поддаваться разрушению под действием других. Например, кислоты низкой концентрации не влияют на поликарбонат при обычной температуре, однако высокие температуры могут вызвать коррозию.

Минеральные масла и соли обычно не оказывают воздействия на поликарбонат. В то же время, циклические углеводороды, такие как циклогексан, а также хлорированные ароматические и алифатические углеводороды способны частично растворять данный материал.

Поликарбонат подвергается разрушению под воздействием щелочей, аммиака, кетонов, этилового спирта, ароматических углеводородов, бензина и парфинических соединений. Поэтому при использовании поликарбонатных изделий необходимо учитывать местное окружение и потенциальные химические воздействия.

Универсальность применения поликарбоната

Постоянные изменения в пластиковой промышленности сделали поликарбонат одним из самых популярных материалов. Сейчас он используется практически во всех сферах промышленности — от аэрокосмического и автомобилестроения до пищевой. Невзирая на это, его уникальные свойства продолжают открывать новые горизонты применения.

Поликарбонат не проводит электричество, и эта характеристика, наряду с его лёгкостью и высокой прозрачностью, позволяет широко использовать его в производстве изоляционных материалов и компонентов электрических устройств различного назначения. К тому же поликарбонатные изделия не впитывают влагу и сохраняют свои свойства в разных климатических условиях, что делает их идеальными для высокоточных приборов. Его использование в высоких технологиях позволяет производить экраны телевизоров, мониторов и мобильных телефонов. Также поликарбонат находит своё применение в производстве жёстких дисков для персональных компьютеров, что подчеркивает его значение для современной электроники.

На рынке компьютерной техники и телекоммуникаций поликарбонат постепенно заменяет традиционные материалы в производстве оптических носителей информации. На смену устаревшим компонентам приходят новые, которые требуют зеркальной и облицовочной поверхности. В этом контексте возрастает спрос на материалы, способные продемонстрировать высокую термостойкость, устойчивость к высокотемпературным условиям, гибкость и прочность в тонких сечениях, а также негорючесть. Поликарбонат отвечает множеству из этих требований, что делает его особенно привлекательным для электротехнической и электронной промышленности благодаря своим выдающимся защитным свойствам.

Согласно данным на 2011 год, поликарбонат занял 20% на рынке электроники и 18% на рынке носителей информации (CD/DVD). Эти показатели достигнуты за счёт соответствия поликарбоната требованиям безопасности, в том числе по термостойкости и электроизоляции. Легкий вес, высокая прочность и ударопрочность делают его идеальным выбором для таких изделий, как домашние телефоны, компьютеры, зарядные устройства, факсы, пейджеры, разъёмы и корпуса батарей, которые могут подвергаться механическим повреждениям, включая удары и падения, а также царапины в результате повседневного использования.

Поликарбонат в строительных материалах

В тех сегментах строительства, где предусмотрено использование полимеров, поликарбонат становится предпочтительным выбором по сравнению с традиционными материалами. Например, 18% всего поликарбоната, используемого в строительстве, идёт на производство строительных материалов, таких как панели, крыши, звукоизолирующие стены и другие компоненты. Примером служат двустенные поликарбонатные листы Lexan Dripgard, разработанные компанией SABIC, которые обеспечивают защиту от ультрафиолетового излучения, обладают высоким светопропусканием, ударопрочностью, долговечностью и устойчивостью к образованию конденсата. Поликарбонатные изделия, предназначенные для строительных целей, безопасны в использовании и имеют длительные гарантии от производителей.

Крыши, выполненные из поликарбоната, а также конструкционные элементы, такие как навесы и перголы, становятся всё более популярными на строительном рынке благодаря своим защитным свойствам от солнечного воздействия. Ультрафиолетовые стабилизаторы, используемые в поликарбонате, обеспечивают его сохранность и долговечность при воздействии солнечных лучей.

Поликарбонат в автомобилестроении и производстве воздушных судов

Существуют несколько ключевых аспектов, способствующих распространению поликарбоната в автомобилестроении:

Использование поликарбоната позволяет снизить общий вес автомобиля, что прямо влияет на экономию топлива.

Поликарбонатные компоненты открывают возможности для реализации новых конструктивных решений, так как термопластичные полимеры легко обрабатываются и позволяют создавать детали самых сложных форм и окраски без необходимости в дополнительной механической обработке.

Применение пластиков дает возможность избежать использования дорогих цветных металлов и нержавеющей стали, что способствует снижению трудозатрат и стоимости производства автомобиля.

Поликарбонат обладает высокой огнестойкостью и может функционировать в широком диапазоне температур, что позволяет ему адаптироваться к различным климатическим условиям.

Поликарбонатная продукция демонстрирует исключительную прочность по сравнению с другими неметаллическими материалами, что увеличивает долговечность и эксплуатационные характеристики автомобилей.

По сравнению со стеклом, поликарбонат значительно легче. Например, лист поликарбоната толщиной 5 мм весит всего 6 кг/м², тогда как стекло VSG такой же толщины может достигать в два раза большего веса. Применение поликарбоната, например, в листах Lexan от Sabic, может снизить вес автомобиля на 30 кг. Компании Bayer MaterialScience и Sabic Innovative Plastics активно разрабатывают инновации в четырёх ключевых сегментах: модули крыши, боковые окна, ветровые и задние стекла.

Поликарбонат используется также для изготовления компонентов автомобильных систем освещения, фар, отделки интерьеров, приборных панелей и внешних частей, таких как бамперы и кузовные панели. Кроме того, поликарбонат применяют для создания защитных решеток, знаков и архитектурного стекла, полок, светильников и люков, а также для других внутренних элементов автомобилей.

В 2011 году около 12% использования поликарбоната приходилось на инженерные приложения, что делает его третьим по величине подразделением в этом секторе. Аэрокосмическая и оборонная промышленности всё чаще обращаются к поликарбонату благодаря его высокой прозрачности, мягкости и гибкости, даже в случае толстых профилей. Одним из наиболее интересных примеров работы с поликарбонатом является пуленепробиваемое стекло, где пластичные свойства этого материала помогают поглотить силу удара пули за счёт расширения и деформации, что повышает его защитные способности.
Электростатическая коптильня: какие бывают и как правильно сделать самостоятельно. Как сделать электростатическую коптильню своими руками.