Polükarbonaat: mis see on, omadused ja kasutusvaldkonnad

Polükarbonaat: tugev, kerge ja kuumakindel termoplast. Tutvu materjali omaduste ja kasutusvaldkondadega (ehitus, elektroonika, kaitse) ning tootmis- ja ohutusaspektidega.

Polükarbonaat on läbipaistev (midagi, millest on võimalik läbi näha) termoplast. See materjal on vastupidav ja stabiilne. See peab vastu kõrgele temperatuurile 138 °C (280 °F) ja madalale temperatuurile -40 °C (-40 °F). See on plekikindel ja mittetoksiline. Polükarbonaadi kaal on üks kuuendik klaasist.

Tööstused kasutavad polükarbonaati erinevate toodete valmistamiseks, alates kuulikindlatest akendest kuni CD-de ja DVD-deni. Polükarbonaadi peamised eelised on suur tugevus ja kerge kaal.

Tööstus kasutab klaaside valmistamiseks läbipaistvat polükarbonaati. Selle põhjuseks on väga hea läbipaistvus ja vastupidavus. Läbipaistvast polükarbonaadist valmistatud klaasid võivad olla õhemad kui tavalisest klaasist valmistatud klaasid.

Elektroonikaseadmeid tootvad ettevõtted kasutavad polükarbonaati mobiiltelefonide, sülearvutite ja muude toodete kaante valmistamiseks. Kuigi polükarbonaat ei ole mürgine, kasutatakse polükarbonaadi valmistamisel mürgiseid kemikaale. (Vt bisfenool A).

Omadused

Polükarbonaat paistab silma mitmete oluliste tehniliste omadustega, mis selgitavad selle laialdast kasutust:

• Suurepärane löögikindlus: oluliselt parema löögitakistuse kui tavalise klaasi; kasutatakse kuulikindlates akendes, kaitsekiivrites ja rüüstvarustuses.
• Hea läbipaistvus: valguse läbilaskvus võib olla kuni ~90 %, mistõttu sobib see optilisteks rakendusteks, nagu läätsed ja klaasid.
• Hea mehaaniline tugevus ja jäikus: kõrge tõmbetugevus ja paindetugevus võrreldes paljude teiste plastidega.
• Temperatuuritaluvus: pidev töötemperatuur võib olenevalt liigist olla kuni umbes 120–138 °C; klaasistumistemperatuur (Tg) on tavaliselt ligikaudu 145–150 °C ja sulamistemperatuur umbes 155–260 °C sõltuvalt segudest.
• Hea dimensiooniline stabiilsus: väiksem soojuspaisumine kui mõnel teisel termoplastil.
• Keemiline vastupidavus: vastupidav paljudele õlidele ja lahustitele, kuid tundlik kruntimisainetele ning mõnedele agressiivsetele kemikaalidele (atsülooritud lahustid jms).
• Pinna omadused: neutraalne ja sile pind, kuid kriimustuskindlus on piiratud — sageli kasutatakse kriimustuskindlat ja UV-kaitsega katet.

Töötlemis- ja tootmismeetodid

Polükarbonaati töödeldakse ja vormitakse mitmete tavapäraste plastiprotsesside abil:

• Sissepritsevormimine (injection molding): detailide massitootmiseks — mobiiltelefonide korpused, elektriseadmete komponendid jms.
• Ekstruusimine: lehtede, torude ja profiilide tootmiseks (näiteks polükarbonaadist vaht- ja massiivlehed).
• Termovormimine: õhemate lehtede kujundamiseks — lennunduse interjöörid, autoosad ja kaitsekatted.
• Liimimine ja keevitamine: spetsiaalsed lahustipõhised liimid või ultrasoniline/jooditüüpi keevitus.

Kasutusvaldkonnad

Polükarbonaadi kasutusalad on väga mitmekesised:

• Ehitus: vihmavarjud, kasvuhooneklaasid, katuseaknad, turvaklaasid ja kaitsekatted.
• Autotööstus: esituled, armatuuri osad ja sisustuselemendid.
• Elektri- ja elektroonikatooted: korpused, isolatsiooniosad, aknad elektroonikaseadmetes.
• Meditsiin: teatud meditsiiniseadmete komponendid ja instrumentide osad (sõltuvalt meditsiiniliste standardite täitmisest).
• Töö- ja turvavarustus: nõrkade alade kaitse, kiivrid, riot shields.
• Optika ja meediumid: läätsed, optilised elemendid, CD- ja DVD-tüüpi kandjad.

Keskkond, ohutus ja tervisemõjud

Kuigi lõpptoodetes polükarbonaat ise ei ole tavaliselt toksiline, on tootmisprotsessis ja mõnedes vanades toodetes seotud küsimused:

• Bisfenool A (BPA): traditsioonilise polükarbonaadi monomeriks on bisfenool A; BPA-vabade variantide ja alternatiivsete polükarbonaatsegude kasutamine on kasvanud seoses tervisehirmudega. (Vt bisfenool A).
• Ringlussevõtt: polükarbonaat on taaskasutatav, kuid kuulub tihti plastikute ringlussevõtukoodi 7 alla — eristamine ja puhastamine võivad olla keerukamad kui näiteks PET-i puhul.
• Põlemisel tekkivad ained: kui polükarbonaat põleb, võib tekkida vingugaas ja muud kahjulikud ühendid; seetõttu kasutatakse tööstuslikes rakendustes tihti leegiaeglustajaid.

Kuidas parandada vastupidavust ja UV-kaitse

Polükarbonaadi pind on tundlik kriimustustele ja UV-kiirgusele, mis pikemas perspektiivis võib põhjustada kollasust ja halvenenud optikat. Levinud lahendused:

• Võõpamine või pindadele kantavad UV-kaitse ja kriimustuskindlad katte- või lakiõhud.
• Segud ja copolymeerid (nt PC-ABS) parandavad töökindlust ja töötlemisomadusi.

Nõuanded valikuks ja hoolduseks

• Valige polükarbonaadi tüüp vastavalt kasutuskohale: optiliseks kasutuseks kõrge läbipaistvusega lehed; välitingimusteks UV-kaitsega varustatud tooted.
• Puhastamiseks kasutage pehmet lappi ja nõrka seebilahust; vältige abrasiivseid puhastusvahendeid ja tugevate orgaaniliste lahustite kasutamist.
• Kui kriimustuste eest hoolitsemine on oluline, valige kriimustuskindla pinnakattetrendiga toode.

Kokkuvõtlikult on polükarbonaat mitmekülgne ja vastupidav materjal, mis pakub head kompromissi tugevuse, kaalu ja läbipaistvuse vahel. Õige tüübi valimine, pinnakaitse ja teadlik töötlemine aitavad maksimeerida selle materjali eluiga ja töökindlust erinevates rakendustes.

Küsimused ja vastused

K: Mis on polükarbonaat?

K: Millised on polükarbonaadi eelised?

K: Milliseid tooteid saab valmistada polükarbonaadist?

K: Kas polükarbonaadi valmistamine on mürgine?

K: Kui palju kaalub polükarbonaat võrreldes klaasiga?

K: Millise temperatuurini võib polükarbonaat vastu pidada?

K: Miks kasutavad ettevõtted prilliläätsede jaoks läbipaistvaid polükarboone?

Otsing