Polikarbonat adalah polimer sintetis dalam hal kimia, dapat dianggap sebagai poliester kompleks asam karbonat dan fenol. Seperti yang Anda ketahui, garam asam karbonat disebut karbonat, oleh karena itu nama polimer populer saat ini, terbentuk dari dua bagian - poli (yang berarti banyak) dan karbonat.
Sedikit chemistry
Makromolekul polikarbonat memiliki struktur linier. Secara umum, rumusnya dapat ditulis sebagai berikut:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
Bergantung pada jenis substituen R, semua polikarbonat dapat dibagi menjadi aromatik, aromatik-lemak dan alifatik. Yang paling banyak digunakan saat ini adalah kelompok pertama. Nama dagang polikarbonat aromatik mungkin berbeda, tetapi mereka disatukan oleh nilai parameter fisik dan mekanik yang serupa, seperti transmisi cahaya tinggi, gravitasi spesifik rendah, titik leleh yang relatif tinggi. Polikarbonat dengan sifat ini mengandung banyak cincin benzena (substituen aromatik).
Kelebihan polikarbonat
- Kekuatan. Salah satu sifat paling terkenal dan keuntungan signifikan dari polikarbonat adalah ketahanannya yang tinggi terhadap guncangan mekanis.
- Transparansi. Karena transmisi cahayanya yang tinggi, polikarbonat telah berhasil menggantikan kaca silikat di banyak bidang kehidupan dan produksi, karena mereka juga memiliki bobot yang relatif rendah.
- Resistensi termal. Nilai suhu leleh (pelunakan) polikarbonat agak berbeda satu sama lain tergantung pada fitur struktural makromolekul, tetapi, sebagai suatu peraturan, melebihi 200 °C.
- Termoplastisitas. Polikarbonat adalah jenis polimer yang dapat dicairkan berkali-kali. Pada saat yang sama, setelah pengerasan, itu akan mengembalikan sifat-sifatnya.
- Keberlanjutan. Karena sifat sebelumnya, produk polikarbonat dapat didaur ulang.
- Keamanan kebakaran. Suhu pengapian secara signifikan melebihi titik leleh polikarbonat, sekitar 570 ° C.
- Resistensi kimia. Berkat properti ini, material ini berhasil digunakan di berbagai lingkungan agresif.
Kekurangan
Perlu dicatat bahwa polikarbonat memiliki semua keunggulan di atas hanya jika makromolekul penyusunnya memiliki berat molekul lebih dari 25.000.sangat rapuh dan memiliki titik leleh yang jauh lebih rendah. Polikarbonat, diproduksi dengan melanggar teknologi, mungkin mengandung jumlah molekul yang agak tinggi dengan berat molekul yang berkurang, yang secara negatif mempengaruhi kekuatan dan karakteristik kinerjanya.
Kerugian signifikan lainnya dari polikarbonat adalah ketahanannya yang rendah terhadap radiasi ultraviolet. Namun, saat ini ada teknologi yang dapat melindungi polimer dari paparan langsung sinar UV. Ini biasanya dilakukan dengan film pelindung yang menyatu dengan polikarbonat selama fase pembuatan produk. Faktor pembatas lain dalam penggunaan polikarbonat adalah ekspansi termalnya yang tinggi.
Sifat fisik dan mekanik
- Indeks bias - 1.5850.
- Kepadatan (pada 25° C) - 1.20g/cm3.
- Suhu transisi kaca - 150 °C.
- Suhu pelunakan 220-230 °C.
- Suhu penguraian >320 °C.
- Tahan beku, °C < -100
- Kekuatan tarik - 65-70 MPa.
- Kekuatan lentur - 95 MPa.
- Kapasitas panas spesifik - 1090-1255J/(g K).
- Konduktivitas termal adalah 0,20 W/(m K).
- Koefisien ekspansi linier termal -1(5-6) 10-5 °C.
- Kekerasan Brinell - (784-980) 105 Pa.
Polikarbonat seluler dan monolitik
Seluler polikarbonat adalah panel dari beberapa lapisan plastik, di antaranya ada tulang rusuk memanjangkekakuan. Dalam konteks daun seperti itu samar-samar menyerupai sarang lebah, yang mendapatkan namanya. Lembaran seperti itu dapat dengan mudah ditekuk dalam keadaan dingin, mencapai radius tekuk sekecil mungkin. Polikarbonat seluler paling sering digunakan untuk konstruksi partisi dekoratif dan konstruksi atap transparan.
Polikarbonat monolitik memiliki ketahanan benturan dan transparansi yang lebih tinggi. Keuntungan yang signifikan adalah ketahanan panas yang tinggi dari polikarbonat monolitik, titik lelehnya cukup tinggi, yang memungkinkannya untuk digunakan tanpa rasa takut pada suhu yang mencapai 120 ° C. Sifat penting lainnya adalah tahan beku, yang memungkinkan penggunaan produk dari jenis plastik ini pada suhu hingga minus 50 ° C.
Menggunakan polikarbonat
Konstruksi. Karena transparansi dan ringannya yang tinggi, polikarbonat membantu arsitek mewujudkan proyek mereka yang paling berani. Pada saat yang sama, berat struktur, relatif terhadap kaca yang digunakan secara tradisional, dapat secara signifikan mengurangi beban pada fondasi, dan karenanya menghemat bahan. Selain itu, polikarbonat juga memiliki sifat insulasi termal, jika kita berbicara tentang variasi selulernya. Ini digunakan untuk membuat struktur tembus pandang untuk kolam renang dan stadion, tempat parkir dan supermarket, transisi antara bangunan dan taman musim dingin. Bahan ini juga populer di kalangan tukang kebun. Semakin, polikarbonat digunakan untuk rumah kaca. Titik lelehnya secara signifikan lebih tinggi daripada atmosfer bahkan di musim panas terpanas, dan karenanya signifikanpanas matahari tidak dapat merusak polimer ini
- Elektronik. Casing dan lapisan pelindung untuk laptop, smartphone, pemutar, komputer rumahan, dan banyak lagi terbuat dari polikarbonat. Berkat polimer ini, teknologi layar sentuh mampu menjangkau massa. Ini digunakan untuk membuat paspor biometrik.
- Iklan. Polikarbonat digunakan untuk membuat struktur ringan, papan nama, papan skor, huruf tiga dimensi dan banyak lagi. Semua ini dapat memiliki bentuk luar biasa yang sangat rumit. Juga, lembaran plastik monolitik mereka digunakan untuk membuat perlindungan anti-perusak struktur iklan.
- Cakram optik. Sejak 1980-an, polikarbonat telah digunakan untuk membuat backing CD. Hari ini juga digunakan untuk membuat DVD berkapasitas tinggi.
- Industri mobil dan pesawat terbang. Untuk konstruksi pesawat terbang, bahan-bahan terbaru secara tradisional digunakan, yang memiliki kekuatan dan ringan yang tinggi, yang juga merupakan karakteristik polikarbonat. Ini digunakan untuk membuat kubah kokpit pesawat tempur dan kaca untuk helm astronot dan pilot. Untuk mobil, polikarbonat tidak hanya digunakan untuk kaca, tetapi juga untuk lampu depan dan sunroof.
- Kedokteran. Bidang aplikasi polikarbonat yang sangat penting telah menjadi pembuatan instrumen medis. Ini menjadi mungkin karena keunggulan bahan seperti non-toksisitas dan biokompatibilitas tinggi, serta kurangnya respons imun tubuh terhadap plastik ini. Dan berkat kekuatan dan transparansinya, ia bersaing dengan kaca dan paduan logam. produk dan peralatan,dibuat menggunakan bahan ini digunakan untuk memantau jaringan dan cairan tubuh manusia. Selain itu, suhu leleh polikarbonat yang tinggi memungkinkan polikarbonat dikenakan metode sterilisasi paling modern - panas, radiasi, sinar UV.
- Optik. Pada tahun 2000-an, lensa polikarbonat mulai dibuat untuk kacamata pelindung industri, yang melindungi mata selama berbagai pekerjaan. Produk semacam itu puluhan kali lebih kuat dari lensa plastik lainnya, jika terkena pukulan, mereka tidak menyebarkan pecahan, mereka bahkan lebih sulit untuk tergores. Secara bertahap, polikarbonat juga digunakan untuk lensa kacamata sehari-hari. Karena kualitas keamanannya, lensa tersebut sangat sering digunakan untuk kacamata anak-anak, kacamata helm sepeda motor.
- Area lainnya. Saat ini, polikarbonat telah menjadi begitu kokoh dalam kehidupan kita sehingga penduduk tidak hanya kota besar, tetapi juga desa-desa terpencil, setiap hari menemukan produk, di mana plastik ini menjadi bagiannya. Pulpen, senter, mouse komputer, setrika dan ketel, gabus untuk botol anggur, bagian furnitur, wadah untuk cairan minum, dan bahkan film kemasan dibuat darinya.
