Policarbonato

editor — Wed, 20 May 2015 10:02:45 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Polimérico

Termoplástico

Policarbonatos

Nomenclatura:

Composición química:

(O-(C₆H₄)-C(CH₃)₂-(C₆H₄)-CO)_n

Materias primas:

Fenol y acetona

Estructura ramificada con cadena flexible. Tiene una alta estabilidad dimensional.

Caracterización

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Preparación:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. Aparecen dos señales a 2968 cm^-1 y 2928 cm^-1 que corresponden a los Stretching de los CH sp3.
En 1768 cm^-1 aparece la señal del carbonilo C = O.
Los picos correspondientes a 1221cm^-1, 1186cm^-1 y 1153cm^-1 corresponden al stretching asimétrico CO.
A 1409cm^-1 aparece la vibración de deformación asimétrica de los grupo CH₃ mientras que la deformación simétrica del C (CH₃) ₂ sale a 1368cm^-1.
Entre 2000 y 1650cm^-1 aparecen bandas de combinación muy débiles de los grupo fenil del polímero. A 1077cm^-1 y 1008cm^-1 aparecen bajo las bandas de vibración de deformación del CH del grupo fenil; la vibración es en el plano. Los picos correspondientes a 884, 823 y 759cm^-1 corresponden a las bandas de deformación de los mismos CH, pero la vibración está fuera del plano.

Calorimetría:

Propiedades generales

Densidad:

1.14 - 1.21 g/cm³

Cristalinidad:

Amorfo

Precio:

2.4 - 2.64 €/kg

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

2 - 2.44 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.391 - 0.408

Resistencia mecánica a la compresión:

69 - 86.9 MPa

Resistencia mecánica a la flexión:

Alta

Resistencia mecánica a la tracción:

60 - 72.4 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

2.1 - 4.6 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

A la temperatura de	Alargamiento (%)
T_amb	110 %

Dureza:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	17.7 - 21.7 HV

Observaciones:

Resistencia y dureza elevadas; buena tenacidad. Tiene una elevada resistencia al impacto. Con fibra de vidrio o de carbono aumenta la resistencia mecánica y la rigidez, pero disminuye la tenacidad.

Propiedades eléctricas

Rigidez dieléctrica:

A la temperatura de:	Rigidez dieléctrica
T_amb	0.876 GPa

Resistividad específica:

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

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
T_amb	3.1 - 3.3

Observaciones:

Buen aislante eléctrico, independientemente del contenido en humedad y de la temperatura ambiental.

Propiedades térmicas

Temperatura de transición vítrea:

142 - 205 ºC

Temperatura de fusión:

270 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	68e6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.189 - 0.218 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

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

Observaciones:

Buen aislante térmico. Es un material que se quema con dificultad ya que es auto extinguible. Al quemar se descompone formando un humo espeso.

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.584 - 1.586

Absorbancia:

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

Observaciones:

Tiende a amarillear tras exposiciones largas a la luz UV. Si la exposición a los rayos UV es intensa, se debe proteger con aditivos UV.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura máxima de utilización:

101 - 144 ºC

Mecanización:

Alta, con tendencia a lubricarse, el enfriamiento se puede hacer en aire o agua, pero se deben evitar las emulsiones en aceite. Pulido con pastas no alcalinas.

Soldabilidad:

Es conveniente secar primero la pieza. Una vez soldado con gas caliente, se debe recocer. Es mejor soldar con elementos calientes, fricción o ultrasonidos. Es altamente soldable.

Formabilidad:

No presenta problemas para ser moldeado.

Reciclabilidad:

Es un material reciclable.

Observaciones:

Resistencia al choque térmico: 80 MPa a 150ºC.

Resistencia al desgaste: Alto

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Tiene muy buena resistencia a los ácidos débiles y una resistencia media a los ácidos fuertes.

Resistencia a los álcalis:

Tiene resistencia media tanto a los álcalis débiles como los fuertes.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Baja resistencia a las cetonas, halógenos e hidrocarburos aromáticos. Degradable en tetracloruro de carbono.

Absorción de agua:

0.1% en 24 horas.

Resistencia al oxígeno:

Su resistencia frente a la oxidación a 500ºC es bastante pobre.

Observaciones:

En presencia de tetracloruro de carbono aparece el fenómeno de tensofisuración. En cuanto a la ignición, se trata de un material inflamable. Tiene muy buena resistencia a la presencia de agua dulce y salada. Tiene una buena resistencia a la radiación UV de la luz solar.

Obtención

Observaciones:

El PC se fabrica mediante una policondensación: ésta puede ser en superficies de contacto o en estado fundido. También se puede aplicar el proceso especial de policondensación en solución, llamado proceso de la piridina.
La policondensación en fusión consiste en la reacción del bisfenol A con carbonato de difenilo a través de una transesterificación, dando como producto policarbonato. El proceso debe realizarse en atmósfera inerte con exclusión de oxígeno, a temperaturas que oscilan entre 180-300ºC.

Imágenes:

Descripción:

Proceso de policondensación en superficies de contacto. El PC se obtiene a partir de la condensación interfacial entre el bisfenol-A y el fosgeno.
El bisfenol A forma una sal sódica de bisfenol A en presencia de sosa cáustica acuosa. Al añadir el cloruro de metileno o un disolvente orgánico insoluble en agua, se introduce el fosgeno gas, produciendo una reacción de policondensación.
La reacción tiene lugar a temperatura ambiente, en la superficie límite entre la fase acuosa y la orgánica. El proceso se puede acelerar utilizando piridina como catalizador.

Conformación

Observaciones:

El PC fuera presenta una viscosidad de la masa elevada; por tanto, su conformación requiere presiones elevadas. También es necesario secar el producto a 120ºC unas horas, ya que es necesario que se encuentre totalmente libre de humedad.

El proceso más importante es la inyección, seguido de la extrusión: de hecho, se pueden coextruir láminas con PP o ABS. También se puede moldear por soplado, fabricar láminas o colar el PC en solución: termoconformado, soldadura. Es habitual el uso de PC reforzado con fibras de vidrio cortas.
Para realizar un termoconformado sólo se puede hacer con planchas o láminas perfectamente secas, ya que sino se forman burbujas. El secado previo se realizará a 150ºC aroximadament. Es importante secar bien el material antes del termoconformado, porque es higroscópico (absorbe la humedad) y esta humedad debilita la parte plástica. Temperatura de conformación: 180-220ºC. Es conveniente utilizar moldes calentados a 130-150ºC.En el proceso de conformación del polímero es importante quitar cualquier humedad que pueda haber ya que se produciría hidrólisis del material al calentar y podría producirse la descomposición de la estructura molecular. El resultado sería la pérdida irreversible de las propiedades físicas, el material debería ser rechazado.

Imágenes:

Descripción:

Granzas de PC, que pueden ser incoloras o coloreadas.

Reciclaje

Observaciones:

El PC es un material reciclable.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para plásticos en general.

Aplicaciones

Observaciones:

El PC se utiliza como base de películas fotográficas, en pantallas, casco y gafas de seguridad, en lentes para gafas; cubiertas de difusión eléctrica, componentes de vuelo, sistemas de iluminación, hojas laminadas para vidrios a prueba de balas, lunas y faros de coches, lentes para gafas, colectores solares, mobiliario y utensilios de cocina, utensilios aptos para microondas, esterilización de componentes médicos, compact disc (CD), planchas, tubos, láminas, fibras ópticas, enchufes, máquinas de café, filtros, cantimploras, marcos de diapositivas, bolígrafos, piezas para máquinas de oficinas, cámaras fotográficas, proyectores , fotómetros, prismáticos, relojes, soportes ópticos de memoria informática ...

Imágenes:

Descripción:

Los CDs y las gafas de seguridad están hechas de policarbonato.

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