1. Propriedades químicas

O policarbonato é resistente a ácidos fracos, álcalis fracos e óleos neutros.

O policarbonato não é resistente à luz UV e a álcalis fortes.

PC é um poliéster carbonato linear no qual grupos carbonato são arranjados alternadamente com outros grupos, que podem ser aromáticos, alifáticos ou ambos. Bisfenol A PC é um produto industrial.

O PC é um polímero amorfo vítreo quase incolor com boas propriedades ópticas. A resina de alto peso molecular do PC tem alta tenacidade, resistência ao impacto do entalhe Izod de 600~900J/m, e a temperatura de deformação térmica de graus não preenchidos é de cerca de 130°C, que pode ser aumentada em 10°C após o reforço da fibra de vidro. O módulo de flexão do PC pode atingir mais de 2400MPa, e a resina pode ser processada em grandes produtos rígidos. Quando está abaixo de 100°C, a taxa de fluência sob carga é muito baixa. O PC tem boa resistência à hidrólise, mas não pode ser usado para produtos que são repetidamente submetidos a vapor de alta pressão.

Os principais defeitos de desempenho do PC são que a estabilidade de hidrólise não é alta o suficiente, é sensível a entalhes, tem baixa resistência a produtos químicos orgânicos e arranhões e ficará amarelo quando exposto a raios ultravioleta por um longo tempo. Como outras resinas, o PC é facilmente turvado por certos solventes orgânicos.

2. Propriedades físicas

Densidade: 1,20-1,22 g/cm^3 Coeficiente de expansão linear: 3,8×10 cm/cm°C Temperatura de deformação por calor: 135°C Baixa temperatura -45 graus

O policarbonato é incolor e transparente, resistente ao calor, resistente a impactos, retardante de chamas grau BI e tem boas propriedades mecânicas em temperaturas normais de uso. Comparado com o polimetilmetacrilato, que tem desempenho semelhante, o policarbonato tem boa resistência ao impacto, alto índice de refração, bom desempenho de processamento e tem desempenho retardante de chamas grau UL94 V-0 sem a necessidade de aditivos. No entanto, o polimetilmetacrilato é relativamente mais barato do que o policarbonato, e grandes dispositivos podem ser produzidos por polimerização em massa. Com a escala crescente da produção de policarbonato, a diferença de preço entre policarbonato e polimetilmetacrilato está diminuindo. A placa sabic lexan de 2,7 m de largura foi depurada com sucesso na China, adicionando glória à China

O policarbonato tem baixa resistência ao desgaste. Algumas peças de policarbonato usadas em aplicações sujeitas a desgaste exigem tratamento de superfície especial.

Para a indústria de materiais de construção

As chapas de policarbonato têm boa transmitância de luz, resistência ao impacto, resistência à radiação UV e estabilidade dimensional e boas propriedades de moldagem e processamento de seus produtos, fazendo com que tenham vantagens técnicas óbvias de desempenho sobre o vidro inorgânico tradicional usado na indústria da construção. Atualmente, a China construiu mais de 20 linhas de produção de chapas ocas de policarbonato para materiais de construção, com uma demanda anual de cerca de 70.000 toneladas de policarbonato, que deve atingir 140.000 toneladas até 2005.

Para a indústria automotiva

O policarbonato tem boa resistência ao impacto, resistência à distorção térmica, boa resistência às intempéries e alta dureza, por isso é adequado para a produção de várias peças de carros e caminhões leves, principalmente em sistemas de iluminação, painéis, placas de aquecimento, desembaçadores e para-choques feitos de ligas de policarbonato. De acordo com dados desenvolvidos, a proporção de policarbonato usada nas indústrias de fabricação eletrônica, elétrica e automotiva é de 40% a 50%. Atualmente, o uso de policarbonato pela China neste campo é responsável por apenas cerca de 10%. As indústrias de fabricação eletrônica, elétrica e automotiva são as indústrias pilares de rápido desenvolvimento da China. No futuro, a demanda por policarbonato nesses campos será enorme. Estima-se que o número total de veículos na China atingirá mais de 3 milhões em 2005, e a demanda atingirá 30.000 toneladas até então. Portanto, a aplicação de policarbonato neste campo tem potencial para expansão.

Para a produção de dispositivos médicos

Como os produtos de policarbonato podem suportar vapor, agentes de limpeza, aquecimento e esterilização por radiação de alta dose sem amarelar ou degradar as propriedades físicas, eles são amplamente utilizados em equipamentos de hemodiálise de rim artificial e outros equipamentos médicos que precisam ser operados em condições transparentes e intuitivas e precisam ser esterilizados repetidamente, como a produção de seringas de alta pressão, máscaras cirúrgicas, aparelhos odontológicos descartáveis, separadores de sangue, etc.

Usado em campos de aviação e aeroespacial

Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da tecnologia aeroespacial e de aviação, os requisitos para vários componentes em aeronaves e naves espaciais foram continuamente melhorados, o que levou a uma aplicação crescente de PC neste campo. De acordo com estatísticas, há 2.500 peças de policarbonato usadas somente em uma aeronave Boeing, e uma única aeronave consome cerca de 2 toneladas de policarbonato. Em naves espaciais, centenas de peças de policarbonato com diferentes configurações e reforçadas por fibras de vidro e equipamentos de proteção de astronautas são usadas.

Para embalagem

Nos últimos anos, um novo ponto de crescimento no campo de embalagens são vários tipos de garrafas de água que podem ser repetidamente desinfetadas e usadas. Como os produtos de policarbonato têm as vantagens de peso leve, boa resistência ao impacto e transparência, e nenhuma deformação e transparência quando lavados com água quente e soluções corrosivas, as garrafas de PC substituíram completamente as garrafas de vidro em alguns campos. Prevê-se que, à medida que as pessoas prestam mais atenção à qualidade da água potável, a taxa de crescimento do policarbonato a esse respeito permanecerá acima de 10%, e espera-se que atinja 60.000 toneladas até 2005.

Para aplicações eletrônicas e elétricas

O policarbonato é um excelente material isolante porque tem um bom e constante isolamento elétrico em uma ampla faixa de temperatura e umidade. Ao mesmo tempo, sua boa retardância de chama e estabilidade dimensional o tornam um amplo campo de aplicação na indústria eletrônica e elétrica. A resina de policarbonato é usada principalmente para produzir várias máquinas de processamento de alimentos, carcaças de ferramentas elétricas, corpos, suportes, gavetas de freezer de geladeira e peças de aspirador de pó. Além disso, os materiais de policarbonato também mostram alto valor de uso em peças importantes de computadores, gravadores de vídeo e TVs coloridas com altos requisitos de precisão de peças.

Usado no campo de lentes ópticas

O policarbonato ocupa uma posição importante neste campo devido à sua alta transmitância de luz, alto índice de refração, alta resistência ao impacto, estabilidade dimensional e fácil processamento e moldagem. Lentes ópticas feitas de policarbonato de grau óptico podem ser usadas não apenas em câmeras, microscópios, telescópios e instrumentos de teste óptico, mas também em lentes de projetor de filme, lentes de copiadora, lentes de projetor de foco automático infravermelho, lentes de impressora de feixe de laser, vários prismas, refletores multifacetados e muitos outros equipamentos de escritório e eletrodomésticos. Seu mercado de aplicação é amplo. Outra área de aplicação importante do policarbonato em lentes ópticas é como material de lente para óculos infantis, óculos de sol e óculos e óculos para adultos. Nos últimos anos, a taxa média anual de crescimento do consumo de policarbonato na indústria mundial de óculos permaneceu acima de 20%, mostrando grande vitalidade de mercado.

Material base para discos ópticos

Nos últimos anos, com a ascensão da indústria da informação, os discos ópticos feitos de policarbonato de grau óptico estão se desenvolvendo rapidamente como uma nova geração de mídia de armazenamento de informações de áudio e vídeo. O policarbonato se tornou a principal matéria-prima da indústria mundial de fabricação de discos ópticos devido às suas excelentes características de desempenho. Atualmente, a quantidade de policarbonato consumida pela indústria mundial de fabricação de discos ópticos excedeu 20% do consumo geral de policarbonato, e sua taxa média de crescimento anual excede 10%. A produção de discos ópticos da China aumentou rapidamente. De acordo com números divulgados pela Administração Geral de Imprensa e Publicação, havia 748 linhas de produção de discos ópticos em 2002, com um consumo anual de cerca de 80.000 toneladas de policarbonato de grau óptico, todos importados. Portanto, as perspectivas de aplicação do policarbonato no campo da fabricação de discos ópticos são muito amplas.

Transesterificação

O princípio é similar ao método de transesterificação para produzir poliéster. Bisfenol A e carbonato de difenil são condensados por fusão e transesterificados, e o fenol é continuamente removido sob condições de alta temperatura e pressão reduzida para aumentar o grau de reação e o peso molecular.

O método de transesterificação requer um catalisador e é realizado em dois estágios: o primeiro estágio, temperatura 180-200℃, pressão 270-400Pa, reação 1-3h, taxa de conversão 80%-90%; o segundo estágio, 290-300℃, abaixo de 130Pa, para aprofundar a reação. O carbonato de difenila inicial deve ser excessivo, e o fenol é descarregado através da reação de transesterificação. A quantidade de fenol descarregada é usada para ajustar a proporção dos dois grupos e controlar o peso molecular.

O fenol tem um alto ponto de ebulição e não é fácil de remover de um fundido de alta viscosidade. Comparado com o poliéster, a viscosidade do fundido do policarbonato é muito maior. Por exemplo, com um peso molecular de 30.000, a viscosidade a 300 °C é de 600 Pa·s, o que coloca maiores requisitos na agitação, mistura e transferência de calor do equipamento de reação. Portanto, o peso molecular do policarbonato produzido pelo processo de transesterificação é limitado e não excede 30.000.

Método direto de fosgênio

O fosgênio é um cloreto de acila com alta atividade e pode ser diretamente esterificado com compostos de hidroxila. O método de fosgênio para sintetizar policarbonato adota principalmente a tecnologia de policondensação interfacial. O bisfenol A e o hidróxido de sódio são preparados em uma solução aquosa de bisfenolato de sódio como fase aquosa, e uma solução orgânica de fosgênio (como diclorometano) é a outra fase. Aminas (como brometo de tetrabutilamônio) são usadas como catalisadores para reagir a 50 °C. A reação ocorre principalmente no lado da fase aquosa, e a agitação no reator deve garantir que o fosgênio na fase orgânica se difunda para a interface a tempo para a reação. O método de fosgênio direto é mais econômico do que o método de troca de éster, e o peso molecular resultante também é maior.

A policondensação interfacial é uma reação irreversível e não requer estritamente que os dois grupos sejam iguais. Geralmente, o fosgênio é ligeiramente excessivo para compensar a perda de hidrólise. Uma pequena quantidade de fenol monofuncional pode ser adicionada para bloquear os grupos finais e controlar o peso molecular. A pureza do bisfenol A usado em policarbonato é alta e tem especificações específicas. Não é adequado conter monofenol e trifenol, caso contrário, o policarbonato de alto peso molecular não pode ser obtido ou ocorrerá reticulação.

O PC pode ser moldado por injeção, extrudado, moldado, moldado por sopro, termoformado, impresso, colado, revestido e usinado. O método de processamento mais comum é a moldagem por injeção. Pré-secagem antes da moldagem, o teor de umidade deve ser inferior a 0,02%. Traços de processamento de umidade em altas temperaturas farão com que o produto tenha uma cor esbranquiçada, fios prateados e bolhas. O PC tem considerável capacidade de deformação elástica forçada alta em temperatura ambiente. Ele tem alta tenacidade ao impacto, por isso pode ser prensado a frio, trefilado a frio, laminado a frio e outros processos de conformação a frio. O peso molecular do PC para extrusão deve ser maior que 30.000, e um parafuso de compressão de gradiente com uma relação comprimento-diâmetro de 1:18~24 deve ser usado.Taxa de compressão1:2.5, garrafas de alta qualidade e altamente transparentes podem ser formadas por moldagem por sopro de extrusão, moldagem por injeção-sopro e moldagem por injeção-estiramento-sopro. Existem muitos tipos de ligas de PC. O PC pode melhorar defeitos como alta viscosidade de fusão (processabilidade) e fácil rachadura por estresse de produtos. O PC forma ligas ou misturas com diferentes polímeros para melhorar as propriedades do material. Especificamente, existem ligas de PC/ABS, ligas de PC/ASA, ligas de PC/PBT, ligas de PC/PET, misturas de PC/PET/elastômero, misturas de PC/MBS, ligas de PC/PTFE, ligas de PC/PA, etc., que têm as vantagens de duas propriedades de material e reduzem custos. Por exemplo, em ligas de PC/ABS, o PC contribui principalmente para alta resistência ao calor, boa tenacidade e resistência ao impacto, alta resistência e retardância de chama, enquanto o ABS pode melhorar a conformabilidade, qualidade aparente e reduzir a densidade.