پلی‌کربنات Polycarbonate
ساختمان و خواص شیمیایی
پلی‌کربنات‌ها در حقیقت پلی‌استرهای گرمانرم آمورف و خطی هستند که از واکنش اسید کربنیک با دی‌اُل‌های آروماتیک به دست می‌آیند.
اطلاعات کمی در زمینه پلی‌کربنات‌های آلیفاتیک، سیکلوآلیفاتیک، آلیفاتیک آروماتیک وجود دارد در حالی که پلی‌کربنات‌های آروماتیک به ویژه پلی‌کربنات‌های ساخته شده از بیس‌فنل A به طور وسیعی مطالعه شده‌اند.
بیس‌فنل A پلی‌کربنات از ترکیبات اسید کربنیک با فسژن به دست می‌آید.
پلی‌کربنات غیر خورنده است، قابلیت آتش‌گیری دارد ولی پس از خارج ساختن آن از شعله، خودش را خاموش می‌کند.
این پلاستیک در حلال‌های هیدروکربورهای کلره حل می‌شود، توسط هیدروکربورهای حلقوی و قلیاهای قوی مورد حمله قرار می‌گیرد، در الکل‌های خطی نامحلول و در برابر اسیدهای معدنی پایدار می‌باشد.
میزان جذب رطوبت پلی‌کربنات کم و در برابر گازن اُزُن، هوا، اشعه ماوراء بنفش و شرایط محیطی مقاوم است. در جدول زیر برخی از خواص مهم شیمیایی پلی‌کربنات نشان داده شده است.
سال‌ها تصور می‌شد قطعات ساخته شده از پلی‌کربنات غیرسمی هستند و تماس آن‌ها با مواد غذایی مشکلی ایجاد نمی‌کند، لاکن تحقیقات چند سال اخیر دلالت بر آن دارد که پلاستیک‌هایی که در ساختار مولکولی آن‌ها بیس‌فنل A وجود دارد سمی و خطرناک هستند زیرا ورود این مواد به چرخه غذایی باعث جذب این ترکیب توسط مغز انسان می‌شود که یکی از عوارض آن بیماری آلزایمر خواهد بود.
خواص حرارتی
پلی‌کربنات صلبیت خود را تا ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد و چقرمگی خود را تا دمای ۲۰- درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کند.
پلی‌کربنات‌های ساخته شده از بیس‌فنل A تنها در دماهای کم‌تر از ۱۰۰- درجه سانتی‌گراد حالت شکننده پیدا می‌کند همچنین مقاومت خود را تا ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد حفظ می‌نمایند.
این پلاستیک دارای پایداری ابعادی بسیار بالایی است، درجه حرارت واپیچی گرمایی (HDT) قطعات ساخته شده از پلی‌کربنات‌های بیس‌فنل A در گستره حرارتی (۴۳-۱۳۴ درجه سانتی‌گراد) قرار می‌گیرد. این دما با استفاده از تقویت‌کننده‌های الیاف شیشه تا حدود (۱۵ درجه سانتی گراد) افزایش می‌یابد.
این پلاستیک‌ها در تماس با شعله آتش‌گیر است ولی پس از خروج از شعله قابلیت خوداطفایی دارد. پلی‌کربنات قابلیت عمل استریل شدن با بخار آب را دارد.
به آسانی و با انوع مختلف روش‌های متداول صنعتی قابلیت شکل‌دهی دارد.
در جدول زیر تعدادی از خواص مهم حرارتی پلی‌کربنات نشان داده شده است.
خواص مکانیکی
پلی‌کربنات‌های آروماتیک (مانند بیس‌فنل A پلی‌کربنات) با دوام و سخت هستند و این خصوصیات را در محدوده نسبتاً زیادی از دما حفظ می‌کنند.
خصوصیات مکانیکی پلی‌کربنات‌های آروماتیک به وزن مولکولی آن‌ها بستگی دارد.
مقاومت در برابر ضربه بسیار زیاد این پلاستیک از برجسته‌ترین خواص مکانیکی آن در مقایسه با تمام پلاستیک پرمصرف صنعتی و مهندسی است، همچنین از مقاومت بالایی در برابر سایش برخوردار می‌باشد. در جدول زیر تفاوت خواص و کاربردی چهار نوع کربنات با جرم مولکولی مختلف ارائه شده است.
محصولاتی که متوسط وزن مولکولی آن‌ها کم‌تر از ۱۰۰۰۰ است قابلیت تشکیل فیلم را ندارند اما با افزایش وزن مولکولی بین ۱۰۰۰۰ تا ۱۸۰۰۰ خصوصیات مکانیکی آن‌ها در حد ضعیف قرار می‌گیرند.
جرم مولکول‌های کم‌تر از ۲۰۰۰۰ عموماً رفتار مکانیکی مناسبی ندارند، لاکن با افزیش وزن مولکولی تا ۲۵۰۰۰ رفتارهای کششی و ضربه‌ای بهتر می‌شود.
تهیه جرم مولکول‌های بالای ۵۰۰۰۰ این پلاستیک دشوار است. این پلاستیک از پایداری ابعادی بسیار خوبی برخوردار است، ضریب انبساط خطی پلی‌کربنات‌های تهیه شده از بیس‌فنل A در مقایسه با سایر پلاستیک‌ها، بسیار پایین‌تر است، این مقدار با استفاده از تقویت‌کننده الیاف شیشه، تا حدود ۲/۳% مقدار اولیه کاهش می‌یابد.
از تقویت‌شده این پلاستیک با الیاف شیشه، می‌توان به عنوان جای‌گزینی مطمئن برای برخی کامپوزیت‌ها مانند پلی‌فنل‌فرم‌آلدهید استفاده کرد، فرآیند شکل‌دهی آن ساده‌تر و اقتصادی‌تر است و در بسیاری از موارد خواص بهتری نیز در مقایسه با رزین‌های فنلی از خود نشان می‌دهد.
پلی‌کربنات پلاستیکی بسیار شفاف و خوش‌نما است و ۹۰% نور را از خود عبور می‌دهد، ولی در طول زمان از شفافیت آن کمی کاسته می‌شود.
در جدول زیر تغییر شفافیت بیس‌فنل A پلی‌کربنات در ابتدای زمان تولید، و سه سال پس از زمان ساخت آن نشان داده شده
است.
پلی‌کربنات بیس‌فنل A درای ضریب دی‌الکتریک بسیار پائینی است، بنابراین از خواص بالایی از نظر عایق بودن برخوردار می‌باشد.
در جدول زیر برخی از مهم‌ترین خواص مکانیکی و الکتریکی این پلاستیک ارائه شده است.
انواع و گونه‌های مختلف PC
تنوع گونه‌های تجاری پلی کربنات در سال‌های اخیر افزایش زیادی یافته است، کاربرد محصول و فرآیند شکل‌دهی دو گزینه مهم انتخاب مواد و گونه‌های این پلاستیک به شمار می‌آیند.
انواع متعدد پلی‌کربنات موجود در بازار عبارتند از هموپلیمر، آلیاژ تقویت‌شده و بهبود یافته با افزودنی‌های ویژه.
هموپلیمرهای آن در ساخت فیلم، ورق و قطعه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع دیگری از این پلاستیک مانند آلیاژهای آن، از قبیل آمیخته‌های PC/ABS و PC/PBT را می‌توان نام برد که در صنایع خودروسازی به نحو گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع بهبودیافته، مانند مقاوم شده در برابر شعله، یا نوع پایدار شده در مقابل ترک‌های ناشی از تنش‌های محیطی.
انواع تقویت‌شده با الیاف شده با الیاف شیشه که با درصدهای وزنی ۲۰% و ۳۰% کاربردهای فراوانی دارند و از آن‌ها قطعات محکمی ساخته می‌شود.
نوع شاخه‌ای پلی‌کربنات برای کاربردهایی که مذاب باید استحکام زیادی داشته باشد، مناسب است.
مهم‌ترین تفاوت بین گونه‌ها عبارتند از
- تفاوت در وزن مولکولی
- حضور یا (به صورت) یک ترکیب پلی‌هیدرولیکی
- تفاوت در مواد افزودنی
از گونه‌های صنعتی و تجاری بیس‌فنل A پلی کربنات می‌توان موارد زیر را نام برد:
- نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری تزریقی
- نمونه‌های مناسب برای فرآیند اکستروژن
- نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری دمشی
- نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری فوم‌های ساختاری
- نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری حرارتی تحت خلأ
پلی‌کربنات با تمام روش‌های شکل‌دهی مانند قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن، ترموفورمینگ، فشاری و… با کیفیت عالی شکل‌دهی می‌شود.
کاربردها
صنایع الکترونیک یکی از بزرگ‌ترین بازارهای مصرف را برای پلی‌کربنات فراهم نموده‌اند.
این پلاستیک در ساخت محفظه کامپیوترهایی که خواص مکانیکی، الکتریکی و مقاومت در برابر آتش بالاتری از آن‌ها در نظر باشد، همچنین سایبان خلبانان هواپیمای مافوق صوت به کار برده شود.
همچنین در ساخت محصولات قالب‌گیری، فیلم‌های اکسترود شده، لوله، شیشه‌های نشکن، پنجره، حباب چراغ‌های خودروها و خیابان‌ها، مصارف خانگی، حباب کلاه ایمنی فضانوردان، شیشه‌های مقاوم در برابر گلوله بانک‌ها، سپر پلیس ضد شورش و اتومبیل‌های زره‌دار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.
info@fara-ps.com
توسعه حسگر رادار توسط شرکت Sabic
پلی‌بوتیلن‌ترفتالات یک رزین نیمه بلوری با کارایی بالا می‌باشد و یکی از چقرمه‌ترین و متنوع‌ترین رزین از میان همه ترموپلاستیک‌های مهندسی می‌باشد. قوی بوده و وزن سبکی دارد، این پلی‌استر به وسیله جذب رطوبت پایین آن، خواص الکتریکی عالی، مقاومت شیمیایی وسیع، قابلیت لغزنده‌سازی و روان‌کنندگی (Lubricity)، دوام بالا (Durability)، استحکام مکانیکی و مقاومت گرمایی. این خواص در گستره وسیعی از شرایط دمایی و رطوبت، پایدار می‌باشند. رزین عموماً با الیاف شیشه و یا تقویت‌کننده‌های معدنی آمیزه‌سازی شده و بسته‌بندی می‌شود و به همان صورت به فروش می‌رسد.
پلی‌بوتیلن‌ترفتالات از طریق ترانس استری شدن دی‌متیل‌ترفتالات با بوتان‌دی‌ال تهیه و تولید می‌شود. این واکنش از طریق پلیمرزاسیون تراکمی ماده مذاب که کاتالیز شده است به وقوع می‌پیوندد و سبب تکرار واحد مولکولی در طول زنجیر پلیمر می‌گردد و بدین ترتیب موجبات رشد زنجیری پلیمری را فراهم می‌سازد.
پلی‌بوتیلن‌ترفتالات را می‌توان با ۱۰%-۳۰% نایلون آلیاژسازی کرد تا تقویت کردن شیشه‌ای تسهیل گردد. جذب رطوبت را می‌توان کاهش داد، هنگامی که PBT با ۲۵%-۱۵% از پلی‌اتیلن با دانسیته پایین (LPET) آلیاژسازی و آمیخته می‌شود (PBT-LDPE)، فرآیندپذیری و خواص مکانیکی آن، به طور هم‌زمان تقویت می‌شود. افزودن پلیمرهای بوتادی‌ان پیوندی و نیز اوره‌تان‌ها یا الاستومرهای کوپلی‌استر، حساسیت ایجاد شکاف را در آزمون مقاومت ضربه‌ای آیزود، کاهش می‌دهد. وقتی PBT با پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) مخلوط شده و آمیزه‌سازی می‌شود، جلای سطحی آمیزه (PBT-BET) افزایش می‌یابد و مخلوط پلیمری با سطح نسبتاً براق، به دست می‌آید.
مزایای پلی‌بوتیلن‌ترفتالات
مقاومت عالی در برابر آب تا دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد. همچنین این پلیمر در دمای اتاق در برابر محلول‌های آبی نمک، اسیدها و بازهای ضعیف، اغلب حلال‌های آلی (هیدروکربن‌های آلیفاتیک، گلیکول، بنزین و محلول‌های تمیزکننده، مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. این ماده از سوی بیش‌تر روغن‌ها، نفت‌ها و گریس‌ها در دماهای تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد، تحت حمله قرار نمی‌گیرد.
خواص الکتریکی عالی دارد و از استحکام دی‌الکتریک یا مقاومت عایقی بالایی برخوردار می‌باشد. مقاومت در برابر قوس بهتری دارد، ثابت دی‌الکتریک پایدار و پیوسته و برخوردار بودن از فاکتورهای اتلاف پایین در گستره وسیعی از دماها و رطوبت، از دیگر ویژگی‌های خوب PBT می‌باشد. در عمل این دو کمیت یعنی ثابت الکتریک و فاکتور اتلاف انرژی تقریباً مستقل از دما و فرکانس رفتار می‌کنند و به تجربه ثابت شده است که وابستگی آن‌ها به این دو متغیر کم است.
کاربردهای نوعی PBT
خانه‌سازی و صنعت ساختمان، کاربردهای خودرویی، قطعات الکتریکی و الکترونیکی، کاربردهای مخابراتی، جابه‌جایی ماده، کاربردهای صنعتی، کاربردهای صنعتی.
در همین راستا شرکت Sabic دو ترکیب مبتنی بر پایه (PolyButylene Terephthalate) PBT برای رادار جاذب (گیرنده) جهت استفاده در کاربردهای خودرویی را معرفی کرده است. این ترکیبات (Stat Kon) حاوی افزودنی‌های رسانای هدایت الکتریکی هستند تا مقاومت سطحی را برای کاربردهای ضد الکتریسیته ساکن تا محافظت از تداخل امواج الکترومغناطیس فراهم کنند. از مواد جاذب رادار برای محافظت از میدان انتقال رادار، تضعیف امواج جانبی در سیستم‌های کمکی راننده، افزایش دامنه تشخیص و بهبود قدرت تفکیک سیگنال استفاده می‌شود. ترکیبات جدید ۶۷% جذب را در ۷۷ گیگا هرتز فراهم می‌کنند. گفته می‌شود این رادارها در حال توسعه و تکمیل بوده و مواد (Polycarbonate) PC و (Polyethylenimine) PEI را شامل می‌شوند. به گفته شرکت این ترکیبات به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا انعطاف پذیری در راستای موقعیت یابی، عمل‌کرد حسگر و همچنین طراحی آن افزایش یابد. بدین ترتیب می‌تواند برای اندازه وسیله نقلیه و سایر متغیرها بهینه شود.
همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.
info@fara-ps.com
عرضه گسترده پلیمرهای فوق مهندسی توسط شرکت Conventus Polymers
یکی از پلیمرهای فوق مهندسی پلی اتراترکتون PEEK است که دارای مقاومت حرارتی بسیار بالا و استحکام کششی فوق العاده است؛ به طوری که استحکام کششی آن حدود ۱۰۰ مگاپاسکال می‌باشد، یعنی حدود ۱/۵ برابر پلی کربنات. این پلیمر در قطعات هواپیما و بدن انسان کاربرد دارد.
ماه گذشته شرکت Conventus اعلام کرد که گرید خاصی از این پلیمر را به طور گسترده در تمام کاربردهای صنعتی برای کشورهای آمریکا و کانادا عرضه می‌کند. همچنین مسئولیت تأمین گریدهای ویژه پلی‌آمید بر عهده این شرکت است.
گفته می‌شود این گرید از پلی‌اتراترکتون ترکیبی از خواص شیمیایی، حرارتی، مقاومت در برابر سایش، سختی بالا، وزن کم و فرآیندپذیری متنوع را ارائه می‌دهد.
هدف اول این شرکت جای‌گزینی قطعات فلزی غیر خودرویی با قطعات قالب‌گیری تزریقی است، به طوری که مقاومت شیمیایی و چقرمگی مناسب را فراهم کند.
منبع خبر:
www.conventuspolymers.com
همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.
info@fara-ps.com 📧