Policarbonat

editor — Tue, 09 Apr 2013 08:59:15 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Polimèric

Termoplàstic

Policarbonats

Nomenclatura:

Composició química:

(O-(C₆H₄)-C(CH₃)₂-(C₆H₄)-CO)_n

Primeres matèries:

Fenol i acetona

Estructura ramificada amb cadena flexible. Té una alta estabilitat dimensional.

Caracterització

Mètodes espectromètrics:

Preparació:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. Apareixen dos senyals a 2968 cm^-1 i 2928 cm^-1que corresponen als stretchings dels C-H sp³.

A 1768 cm^-1 apareix la senyal del carbonil C=O.

Els pics corresponents a 1221cm^-1, 1186cm^-1 i 1153cm^-1 corresponen al stretching asimètric C-O.

A 1409cm^-1 surt la vibració de deformació asimètrica dels grup CH₃ mentre que la deformació simètrica del C(CH₃)₂ surt a 1368cm^-1.

Entre 2000 i 1650cm^-1 apareixen bandes de combinació molt dèbils dels grup fenil del polímer. A 1077cm^-1 i 1008cm^-1 apreixen les bandes de vibració de deformació del C-H del grup fenil; la vibració és en el pla. Els pics corresponents a 884, 823 i 759cm^-1 corresponen a les bandes de deformació dels mateixos C-H, però la vibració és fora del pla.

Calorimetria:

Propietats generals

Densitat:

1.14 - 1.21 g/cm³

Cristal·linitat:

Amorf

Preu:

2.4 - 2.64 €/kg

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

2 - 2.44 GPa

Coeficient de Poisson:

0.391 - 0.408

Resistència mecànica a compressió:

69 - 86.9 MPa

Resistència mecànica a flexió(MPa):

Alta

Resistència mecànica a tracció(MPa):

60 - 72.4 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

2.1 - 4.6 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	110 %

Duresa:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	17.7 - 21.7 HV

Observacions:

Resistència i duresa elevades; bona tenacitat. Té una elevada resistència l'impacte. Amb fibra de vidre o de carboni augmenta la resistència mecànica i la rigidesa, però disminueix la tenacitat.

Propietats elèctriques

Rigidesa dielèctrica:

A la temperatura de:	Rigidesa dielèctrica
T_amb	0.876 GPa

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	10¹⁵ ohm·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	3.1 - 3.3

Observacions:

Bon aïllant elèctric, independentment del contingut en humitat i de la temperatura ambiental.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

142 - 205 ºC

Temperatura de fusió:

270 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	68e6 1/ ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.189 - 0.218 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.53e3 - 1.63e3 J/kg·K

Observacions:

Bon aïllant tèrmic. És un material que es crema amb dificultat ja que és auto extinguible. Al cremar es descomposa formant un fum espès.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.584 - 1.586

Absorbància:

Absorbeix la llum UV i deixa passar el 90% de la llum visible.

Observacions:

Tendeix a groguejar-se després d'exposicions llargues a la llum UV. Si l'exposició als rajos UV és intensa, s'ha de protegir amb additius UV.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

101 - 144 ºC

Mecanització:

Alt amb tendència a lubricar-se. El refredament es pot fer per aire o aigua, però s'han d'evitar les emulsions en oli. Pulit amb pastes no alcalines.

Soldabilitat:

És convenient assecar primer la peça. Un cop soldat amb gas calent, s'ha de recoure. És millor soldar amb elements calents, fricció o ultrasons. És altament soldable.

Formabilitat:

No presenta problemes per a ser moldejat.

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Observacions:

Resistència al xoc tèrmic: 80 MPa a 150ºC.

Resistència al desgast: Alt

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té molt bona resistència als àcids febles, i una resistència mitjana als àcids forts.

Resistència als àlcalis:

Té resistència mitjana tant als àlcalis febles com els forts.

Resistència als dissolvents orgànics:

Baixa resistència a les cetones, halògens i hidrocarburs aromàtics. Degradable en tetraclorur de carboni.

Absorció d’aigua:

0.1% en 24 hores.

Resistència a l’oxigen:

La seva resistència front a l'oxidació a 500ºC és força pobre.

Observacions:

En presència de tetraclorur de carboni apareix el fenòmen de tensofisuració. Pel que fa a la ignició, es tracta d'un material inflamable. Té molt bona resistència a la presència d'aigua dolça i salada. Té una bona resistència a la radiació UV de la llum solar.

Obtenció

Observacions:

El PC es fabrica mitjançant una policondensació: aquesta pot ser en superfícies de contacte o en estat fos. També es pot aplicar el procés especial de policondensació en solució, anomenat procés de la piridina.

La policondensació en fusió consisteix en la reacció del bisfenol A amb carbonat de difenil a través d'una transesterificació, donant com a producte policarbonat. El procés s'ha de realitzar en atmosfera inert amb exclusió d'oxigen, a temperatures que oscil·len entre 180-300ºC.

Imatges:

Descripció:

Procés de policondensació en superfícies de contacte. El PC s'obté a partir de la condensació interfacial entre el bisfenol-A i el fosgén.

El bisfenol A forma una sal sòdica de bisfenol A en presència de sosa càustica aquosa. Al afegir el clorur de metilè o un dissolvent orgànic insoluble en aigua, s'introdueix el fosgén gas per borboteig, produint una reacció de policondensació.

La reacció té lloc a temperatura ambient, en la superfície límit entre la fase aquosa i la orgànica. El procés es pot accelerar emprant piridina com a catalitzador.

Conformació

Observacions:

El PC fos presenta una viscositat de la massa elevada; per tant, la seva conformació requereix pressions elevades. També és necessari assecar el producte a 120ºC unes hores, ja que cal que es trobi totalment lliure d'humitat.

El procés més important és la injecció, seguit de l'extrussió: de fet, es poden coextruïr làmines amb PP o ABS. També es pot emmotllar per bufat, fabricar làmines, o colar el PC en solució: termoconformat, soldadura. És habitual l' ús de PC reforçat amb fibres de vidre curtes.

Per realitzar un termoconformat només es pot fer amb planxes o làmines perfectament seques, ja que sinó es formen bombolles. El assecat previ s'ha de realitzar a 150ºC aroximadament. És important assecar bé el material abans del termoconformat, perquè és higroscòpic (absorbeix la humitat) i aquesta humitat debilita la part plàstica. Temperatura de conformació: 180-220ºC. És convenient utilitzar motlles escalfats a 130-150ºC.

En el procés de conformació del polímer és important treure qualsevol humitat que hi pogui haver ja que es produiria hidròlisi del material al escalfar, i podria produir-se la descomposició de l'estructura molecular. El resultat seria la pèrdua irreversible de les propietats físiques, i el material hauria de ser rebutjat.

Imatges:

Descripció:

Granses de PC, que poden ser incolores o colorejades.

Reciclatge

Observacions:

El PC és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per a plàstics en general.

Aplicacions

Observacions:

El PC s'utilitza com a base de pel·lícules fotogràfiques, en pantalles, casc i ulleres de seguretat, en lents per a ulleres; cobertes de difusió elèctrica, components de vol, sistemes d'il·luminació, fulles laminades per vidres a prova de bales, llunes i fars de cotxes, lents per a ulleres, col·lectors solars, mobiliari i estris de cuina, estris aptes per microones , esterilització de components mèdics, compact disc (CD), planxes, tubs, làmines, fibres òptiques, endolls, màquines de cafè, filtres, cantimplores, marcs de diapositives, bolígrafs, peces per a màquines d'oficines, càmares fotogràfiques, projectors, fotòmetres, prismàtics, rellotges, suports òptics de memòria informàtica,...

Imatges:

Descripció:

Els CDs i les ulleres de seguretat estan fetes de policarbonat.

Español

CMEmaterials - Policarbonats

Policarbonat

Pestanyes verticals