პოლიკარბონატი ქიმიის თვალსაზრისით სინთეზური პოლიმერია, ის შეიძლება ჩაითვალოს ნახშირმჟავას და ფენოლების რთულ პოლიესტერად. მოგეხსენებათ, ნახშირმჟავას მარილებს კარბონატები ჰქვია, აქედან მოდის დღეს პოპულარული პოლიმერის სახელი, რომელიც წარმოიქმნება ორი ნაწილისგან - პოლი (რაც ბევრს ნიშნავს) და კარბონატი.
პატარა ქიმია
პოლიკარბონატის მაკრომოლეკულას აქვს წრფივი სტრუქტურა. ზოგადად, მისი ფორმულა შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
შემცვლელი R ტიპის მიხედვით, ყველა პოლიკარბონატი შეიძლება დაიყოს არომატულ, ცხიმოვან-არომატულ და ალიფატურად. დღეს მათგან ყველაზე მეტად გამოიყენება პირველი ჯგუფი. არომატული პოლიკარბონატების სავაჭრო სახელები შეიძლება განსხვავებული იყოს, მაგრამ ისინი გაერთიანებულია ფიზიკური და მექანიკური პარამეტრების მსგავსი მნიშვნელობებით, როგორიცაა მაღალი სინათლის გადაცემა, დაბალი სპეციფიკური სიმძიმე, შედარებით მაღალი დნობის წერტილი.ამ თვისებების მქონე პოლიკარბონატები შეიცავს ბევრ ბენზოლის რგოლს (არომატულ შემცვლელებს).
პოლიკარბონატების უპირატესობები
- ძალა. პოლიკარბონატის ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი თვისება და მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის მისი მაღალი წინააღმდეგობა მექანიკური დარტყმების მიმართ.
- გამჭვირვალობა. მაღალი სინათლის გადაცემის გამო, პოლიკარბონატებმა წარმატებით ჩაანაცვლეს სილიკატური მინა ცხოვრებისა და წარმოების ბევრ სფეროში, რადგან მათ ასევე აქვთ შედარებით დაბალი წონა.
- თერმული წინააღმდეგობა. პოლიკარბონატების დნობის (დარბილების) ტემპერატურის მნიშვნელობები გარკვეულწილად განსხვავდება ერთმანეთისგან მაკრომოლეკულის სტრუქტურული მახასიათებლების მიხედვით, მაგრამ, როგორც წესი, ის აღემატება 200 °C-ს.
- თერმოპლასტიურობა. პოლიკარბონატი არის პოლიმერის სახეობა, რომლის ხელახლა დნობა შესაძლებელია მრავალჯერ. ამავდროულად, გამკვრივების შემდეგ ის აღადგენს თავის თვისებებს.
- მდგრადობა. წინა თვისებიდან გამომდინარე, პოლიკარბონატის პროდუქტების გადამუშავება შესაძლებელია.
- სახანძრო უსაფრთხოება. აალების ტემპერატურა მნიშვნელოვნად აღემატება პოლიკარბონატის დნობის წერტილს, ეს არის დაახლოებით 570 ° C.
- ქიმიური წინააღმდეგობა. ამ თვისების წყალობით მასალა წარმატებით გამოიყენება სხვადასხვა აგრესიულ გარემოში.
ხარვეზები
აღსანიშნავია, რომ პოლიკარბონატს აქვს ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი უპირატესობა მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მის შემადგენელ მაკრომოლეკულებს აქვთ მოლეკულური წონა 25000-ზე მეტი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მას აქვსძალიან მყიფეა და აქვს გაცილებით დაბალი დნობის წერტილი. პოლიკარბონატი, რომელიც დამზადებულია ტექნოლოგიის დარღვევით, შეიძლება შეიცავდეს მოლეკულების საკმაოდ დიდ რაოდენობას შემცირებული მოლეკულური მასით, რაც უარყოფითად აისახება მის სიძლიერესა და შესრულების მახასიათებლებზე.
პოლიკარბონატების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მინუსი არის მათი დაბალი წინააღმდეგობა ულტრაიისფერი გამოსხივების მიმართ. თუმცა, დღეს არსებობს ტექნოლოგიები, რომლებსაც შეუძლიათ პოლიმერის დაცვა UV სხივების პირდაპირი ზემოქმედებისგან. ეს ჩვეულებრივ კეთდება დამცავი ფილმებით, რომლებიც შერწყმულია პოლიკარბონატთან პროდუქტის წარმოების ფაზაში. პოლიკარბონატის გამოყენების კიდევ ერთი შემზღუდველი ფაქტორია მისი მაღალი თერმული გაფართოება.
ფიზიკური და მექანიკური თვისებები
- რეფრაქციული ინდექსი - 1,5850.
- სიმკვრივე (25°C-ზე) - 1.20გ/სმ3.
- მინის გადასვლის ტემპერატურა - 150 °C.
- დარბილების ტემპერატურა 220-230 °C.
- დაშლის ტემპერატურა >320 °C.
- ყინვაგამძლეობა, °C < -100
- დაჭიმვის სიმტკიცე - 65-70 მპა.
- მოხრის სიმტკიცე - 95 მპა.
- სპეციფიკური თბოტევადობა - 1090-1255J/(გ K).
- თერმული კონდუქტომეტრული არის 0,20 W/(m K).
- თერმული ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი -1(5-6) 10-5 °C.
- ბრინელის სიხისტე - (784-980) 105 პა.
ფიჭური და მონოლითური პოლიკარბონატი
ფიჭური პოლიკარბონატი არის პლასტმასის რამდენიმე ფენის პანელი, რომელთა შორის არის გრძივი ნეკნებისიმტკიცე. ასეთი ფოთლის კონტექსტში ბუნდოვნად წააგავს თაფლის ჭურჭელს, რისთვისაც მან მიიღო სახელი. ასეთი ფურცლები შეიძლება ადვილად მოხრილი იყოს ცივ მდგომარეობაში, მიაღწიოს უმცირეს მოსახვევის რადიუსს. ფიჭური პოლიკარბონატი ყველაზე ხშირად გამოიყენება დეკორატიული ტიხრების ასაგებად და გამჭვირვალე სახურავების ასაგებად.
მონოლითურ პოლიკარბონატს აქვს უფრო მაღალი ზემოქმედების წინააღმდეგობა და გამჭვირვალობა. მნიშვნელოვანი უპირატესობაა მონოლითური პოლიკარბონატის მაღალი სითბოს წინააღმდეგობა, დნობის წერტილი საკმაოდ მაღალია, რაც საშუალებას იძლევა მისი შიშის გარეშე გამოყენება 120 ° C-მდე ტემპერატურაზე. მისი კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი თვისებაა ყინვაგამძლეობა, რაც ამ ტიპის პლასტმასისგან დამზადებული პროდუქტების გამოყენების საშუალებას იძლევა მინუს 50°C ტემპერატურაზე.
პოლიკარბონატის გამოყენება
მშენებლობა. მაღალი გამჭვირვალობისა და სიმსუბუქის გამო, პოლიკარბონატი ეხმარება არქიტექტორებს თავიანთი ყველაზე გაბედული პროექტების განხორციელებაში. ამავდროულად, სტრუქტურის წონა, ტრადიციულად გამოყენებულ მინასთან შედარებით, შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს დატვირთვა საძირკველზე და, შესაბამისად, დაზოგოს მასალებზე. უფრო მეტიც, პოლიკარბონატს ასევე აქვს თბოიზოლაციის თვისებები, თუ ვსაუბრობთ მის ფიჭურ მრავალფეროვნებაზე. იგი გამოიყენება საცურაო აუზებისა და სტადიონების, ავტოსადგომებისა და სუპერმარკეტების, შენობებსა და ზამთრის ბაღებს შორის გადასასვლელებისთვის გამჭვირვალე კონსტრუქციების დასამზადებლად. ეს მასალა ასევე პოპულარულია მებოსტნეებში. პოლიკარბონატი სულ უფრო ხშირად გამოიყენება სათბურებისთვის. მისი დნობის წერტილი საგრძნობლად აღემატება ატმოსფერულს ყველაზე ცხელ ზაფხულშიც და, შესაბამისად, მნიშვნელოვანიმზის სითბოს არ შეუძლია ზიანი მიაყენოს ამ პოლიმერს
- ელექტრონიკა. ლეპტოპების, სმარტფონების, ფლეერების, სახლის კომპიუტერების და მრავალი სხვა ქეისები და დამცავი საფარი დამზადებულია პოლიკარბონატისგან. ამ პოლიმერის წყალობით სენსორული ეკრანის ტექნოლოგიამ შეძლო ფართო მასების მიღწევა. იგი გამოიყენება ბიომეტრიული პასპორტების დასამზადებლად.
- რეკლამა. პოლიკარბონატი გამოიყენება მსუბუქი სტრუქტურების, აბრების, საგოლე დაფების, სამგანზომილებიანი ასოების შესაქმნელად და მრავალი სხვა. ამ ყველაფერს შეიძლება ჰქონდეს ძალიან რთული არაჩვეულებრივი ფორმები. ასევე, მათი მონოლითური პლასტმასის ფურცლები გამოიყენება სარეკლამო სტრუქტურების საწინააღმდეგო ვანდალური დაცვის მიზნით.
- ოპტიკური დისკები. 1980-იანი წლებიდან მოყოლებული, პოლიკარბონატი გამოიყენებოდა CD-ების საყრდენის შესაქმნელად. დღეს მას ასევე იყენებენ მაღალი ტევადობის DVD-ების დასამზადებლად.
- საავტომობილო და საავიაციო ინდუსტრია. თვითმფრინავების კონსტრუქციისთვის ტრადიციულად გამოიყენება უახლესი მასალები, რომლებსაც აქვთ მაღალი სიმტკიცე და სიმსუბუქე, რაც ასევე დამახასიათებელია პოლიკარბონატისთვის. იგი გამოიყენება მებრძოლების კაბინების გუმბათების და ასტრონავტებისა და პილოტების ჩაფხუტების მინის დასამზადებლად. მანქანებისთვის პოლიკარბონატი გამოიყენება არა მხოლოდ მინისთვის, არამედ ფარების და ლუქებისთვის.
- მედიცინა. პოლიკარბონატის გამოყენების ძალიან მნიშვნელოვანი სფერო გახდა სამედიცინო ინსტრუმენტების წარმოება. ეს შესაძლებელი გახდა მასალის ისეთი უპირატესობების გამო, როგორიცაა არატოქსიკურობა და მაღალი ბიოთავსებადობა, ასევე ამ პლასტმასზე ორგანიზმის იმუნური პასუხის არარსებობა. და მისი სიძლიერისა და გამჭვირვალობის წყალობით, იგი კონკურენციას უწევდა მინის და ლითონის შენადნობებს. პროდუქტები და აღჭურვილობა,ამ მასალის გამოყენებით დამზადებული გამოიყენება ადამიანის სხეულის ქსოვილებისა და სითხეების მონიტორინგისთვის. გარდა ამისა, პოლიკარბონატების დნობის მაღალი ტემპერატურა საშუალებას აძლევს მათ დაექვემდებაროს სტერილიზაციის ყველაზე თანამედროვე მეთოდებს - სითბოს, გამოსხივებას, ულტრაიისფერი სხივები.
- ოპტიკა. 2000-იან წლებში დაიწყო პოლიკარბონატის ლინზების დამზადება სამრეწველო დამცავი სათვალეებისთვის, რომლებიც იცავდნენ თვალებს სხვადასხვა სამუშაოს დროს. ასეთი პროდუქტები ათჯერ უფრო მტკიცეა, ვიდრე სხვა პლასტმასის ლინზები, მათზე დარტყმის შემთხვევაში ისინი არ ავრცელებენ ფრაგმენტებს, უფრო ძნელად იჭრება. თანდათან პოლიკარბონატი გამოიყენებოდა ყოველდღიური სათვალის ლინზებისთვისაც. მათი უსაფრთხოების თვისებებიდან გამომდინარე, ასეთი ლინზები ძალიან ხშირად გამოიყენება ბავშვთა სათვალეებისთვის, მოტოციკლეტის ჩაფხუტის სათვალეებისთვის.
- სხვა სფეროები. დღეს პოლიკარბონატი იმდენად მტკიცედ დამკვიდრდა ჩვენს ცხოვრებაში, რომ არა მხოლოდ მეგაპოლისების, არამედ შორეული სოფლების მცხოვრებლები ყოველდღიურად ხვდებიან პროდუქტებს, რომელთა ნაწილიც ეს პლასტმასი არის. მისგან მზადდება ბურთულიანი კალმები, ფანრები, კომპიუტერის თაგვები, უთოები და ქვაბები, საცობები ღვინის ბოთლებისთვის, ავეჯის ნაწილები, სასმელი სითხეების კონტეინერები და შესაფუთი ფილმიც კი.
