Kas ir polikarbonāts? Izmantošana, īpašības un drošība

Uzzini, kas ir polikarbonāts — tā īpašības, izmantošana un drošības aspekti (ieskaitot BPA). Izturīgs, viegls un plaši pielietojams materiāls.

Polikarbonāts ir caurspīdīgs (caurskatāms) termoplasts, amorfs polimērs, ko parasti iegūst, polimerizējot bisfenolu A ar fosgēnu vai izmantojot alternatīvas sintezēs. Tas ir vieglāks un izturīgāks par parasto stiklu, ar blīvumu aptuveni 1,2 g/cm³ (tas ir aptuveni puse no parastā stikla svara, nevis viena sestā). Polikarbonāts saglabā labas mehāniskās īpašības arī pie zemām temperatūrām un ir noturīgs pret triecieniem — tas reti plaisā vai smalki sadrūp.

Īpašības

Svarīgākās polikarbonāta īpašības ir:

• Augsta izturība pret triecieniem un liela elastība, salīdzinot ar stiklu un daudziem citiem termoplastiem.
• Laba optiskā caurspīdība — daļēja gaismas caurlaidība ir augsta, tāpēc to izmanto tam, kur nepieciešama skaidra redzamība.
• Temperatūras izturība: tas var izturēt augstu temperatūru 138°C (280°F) un zemu temperatūru -40°C (-40°F), taču ilgtermiņā parasti lieto pie zemākām darba temperatūrām (vairāki ražotāji norāda ieteicamo nepārtrauktas lietošanas tempu ap 100–120°C). Stikla pārejas temperatūra (Tg) ir ap 140–150°C, bet kušanas temperatūra ir daudz augstāka.
• Ķīmiskā izturība: labs pret ūdeni un daudzām skābēm/šaurām bāzēm, bet jutīgs pret organiskajiem šķīdinātājiem (acetons, ketoni un daži aromātiskie šķīdinātāji var bojāt vai izraisīt saplaisāšanu).
• Virsmē ir salīdzinoši mīkstāks par stiklu (vieglāk saskrāpējas), taču pieejami cietinātas / cietklājuma pārklājumi, kas ievērojami uzlabo skrāpējumu un UV noturību.
• Ja nav aizsargāts pret UV starojumu, polikarbonāts laika gaitā var dzeltenot un zaudēt caurspīdību; UV stabilizatori un ārējie pārklājumi to novērš.

Rūpnieciskā un ikdienas izmantošana

Rūpniecībā un ikdienā polikarbonātu izmanto ļoti plaši, jo tas apvieno izturību, caurspīdību un salīdzinoši nelielu svaru. Tipiski pielietojumi:

• Drošības un aizsargu elementi: sejas vai acu brilles, aizsargvairogi, rūpnieciskie aizsargi, glābšanas ekipējums.
• Braukšanas un ēku elementiem: automobiļu spoguļu elementi, lukturu komponentes, lidmašīnu logi, daudzslāņu bruņu stiklu elementi (laminēti ar citiem materiāliem).
• Elektronika un sadzīves priekšmeti: uzņēmumi izmanto polikarbonātu mobilajiem tālruņu, klēpjdatoru un citu ierīču korpusiem, kā arī interjera paneļiem un LED difuzoriem.
• Mākslas un displeju risinājumi: reklāmas stendi, aizsargvāciņi, CD CD un DVD kompaktdiski (tradicionāli), skaidri ekrāni un akrilam alternatīvas, kur vajadzīga lielāka triecienizturība.
• Arhitektūra un lauksaimniecība: daudzšūnu loksnes siltumnīcām, fasādes elementi, nojumes un jumta pārsegumi.

Apstrāde un pārstrādāšana

Polikarbonātu var apstrādāt ar parastajām termoplastu tehnoloģijām: injekcijas formēšana, ekstrūzija, termoformēšana, griešana, urbšana un lāzera griešana. Saliedēšanai izmanto ultraskaņu metināšanu, karsto gaisu vai speciālas līmes. Virsmas aizsardzībai bieži lieto cietklājuma pārklājumus pret skrāpējumiem un UV stariem.

Pārstrāde: polikarbonātu tehniski var pārstrādāt; tas parasti klasificēts kā pārstrādes kods 7 (“citi”). Atsevišķi ražotāji savāc un pārstrādā pielietotas polikarbonāta detaļas, bet pieņemšana atkarīga no vietējās pārstrādes infrastruktūras.

Drošība, veselības un vides aspekti

Polikarbonāts pats par sevi nav akūti toksisks un plaši izmantots mājsaimniecībā un medicīnā. Tomēr ražošanas procesā un ķīmiskajā sastāvā ir iesaistītas vielas, par kurām jāzina:

• Bisfenols A (Bisfenols A): tas ir izejviela polikarbonāta sintēzei. Bisfenola A saistība ar veselības un hormonālām iedarbēm ir pētīta, un daudzas valstis ierobežo vai aizliedz BPA lietošanu zīdaiņu pudelēs un citos tiešās saskares ar pārtiku paredzētos izstrādājumos. Gatavi produkti parasti satur ļoti maz vai nenozīmīgu daudzumu brīvā BPA, bet uzņēmumi piedāvā arī BPA-bez polikarbonāta un alternatīvas materiālas risinājumus.
• Apstrādes un sadedzināšanas emisijas: sadegšanas procesā polikarbonāts var izdalīt toksiskas gāzes (piem., fenoliski savienojumi, oglekļa monoksīds). Tāpēc sadedzināšana nav droša veida utilizācijai.
• Migrācija un saskare ar pārtiku: ilgstoša pakļaušana augstām temperatūrām vai skābām/bāziskām vielām var palielināt vielu migrāciju; tāpēc daudzi pārtikas trauki no PC tiek aizvietoti ar BPA-bez variantēm vai citiem polimēriem. Trauku mazgāšana ar karstu ūdeni un šķidrām ziepēm, kā arī izmantošana mikroviļņu krāsnīs nav ieteicama, ja ražotājs šādu lietošanu neatļauj.

Kopšana un uzturēšana

• Tīrīšanai lietojiet mīkstu drāniņu, siltu ziepjūdeni un vieglu spiedienu. Izvairieties no abrazīviem šķidrumiem un skrubjiem, kas skrāpē virsmu.
• Nesmērējiet ar acetonu, naglu lakas noņēmēju vai amonjaka saturu saturošiem logu tīrīšanas līdzekļiem — tie var izraisīt saplaisāšanu (crazing) un bojājumus.
• Ja nepieciešams skrāpējumu pretkorozijas pārklājums, izvēlieties ražotāja ieteiktu cietklājuma pārklājumu vai optisko pārklājumu.
• Nemēģiniet atkārtoti pārkārtot vai pārveidot strukturālus elementus bez ražotāja apstiprinājuma — nerūpīgi pārveidots panels var zaudēt mehāniskās īpašības.

Kopumā polikarbonāts ir daudzpusīgs materiāls ar plašu izmantošanu gan rūpniecībā, gan sadzīvē: tam ir liels triecienizturības un optiskās caurlaidības potenciāls, tomēr jāņem vērā virsmas aizsardzība, ķīmiskā izturība un drošības vadlīnijas saistībā ar Bisfenols A un apstrādes procesiem.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir polikarbonāts?

J: Kādas ir polikarbonāta priekšrocības?

J: Kādus izstrādājumus var izgatavot no polikarbonāta?

J: Vai polikarbonāta ražošanas process ir toksisks?

J: Cik daudz polikarbonāts sver salīdzinājumā ar stiklu?

J: Līdz kādai temperatūrai polikarbonāti var izturēt?

J: Kāpēc uzņēmumi izmanto caurspīdīgus polikarbonātus briļļu lēcām?

Meklēt pēc burta