پلی کربنات (polycarbonate) در دسته ترموپلاستیک های شفاف و منعطف قرار می گیرد. استحکام بالا، مقاومت حرارتی مناسب، قابلیت استفاده در رنگ ها و طرح های مختلف، مقاومت در برابر نفوذ اشعه فرابنش، پایداری خوب و … باعث شده اند از این پلیمر در موارد مختلفی استفاده شود. از کاربردی ترین شکل های این محصول می توان به ورق آن اشاره کرد که به صورت گسترده در مصارف خانگی، کشاورزی، الکتریکی و الکترونیکی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.
ساختار پلی کربنات
polycarbonate پلیمر ترموپلاستیک شفاف کریستالی است. این ترکیب عموما دارای سختی و استحکام بالا در برابر ضربه حتی در دماهای بالا است، جذب رطوبت پایین، مقاومت الکتریکی و گرمایی بالا و مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون از خواص این ترموپلاستیک هستند، همچنین از لحاظ بیولوژیکی خنثی بوده و از مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی برخوردار است. موارد شاخصی که باعث شده اند این پلیمر کاربردهای مهندسی بسیاری پیدا کند عبارتند از :
- استحکام بالا
- پایداری ابعادی بالا
- خواص الکتریکی خوب
این پلیمر را می توان با استفاده از روش های معمول قالب گیری تزریقی و تکنیک های اکستروژن جهت تولید انواع مواد مقاوم مورد استفاده قرار گیرد. همچنین می تواند توسط روش های استاندارد استرلیزه شده و در پزشکی استفاده شود .
خواص مکانیکی پلی کربنات:
-دانسیته: 1.2-1.22 g/cm3
-حفظ چقرمگی ( مقاومت در برابر شکست در نتیجه اعمال تنش) : از -20 تا 140 درجه سانتی گراد
-نقطه جوش : 155درجه سانتی گراد
کاربردهای عمده این محصول را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:
- لوازم خانگی
- تجهیزات اداری
- سیستم های الکتریکی، سوویچ ها و محفظه ها
- دیسک های فشرده
- تجهیزات پزشکی
- ظرف غذا و بسته بندی
- کاربرد های لعاب کاری و روشنایی
- عینک های ایمنی
گریدها و کاربردهای پلی کربنات
گریدهای تجاری مختلفی از این ماده شیمیایی تولید و عرضه می شوند که عمده تفاوت آن ها در جرم مولکولی، حضور یا عدم وجود ترکیب پلی هیدروکسیل دوم و افزودنی ها است .
پلیمرهای دارای وزن مولکولی کمتر از 20000 به صورت معمول برای کاربری پلاستیک مناسب نیستند، در حالی که پلیمرهای دارای جرم مولکولی بالاتر از 50000 عموما با روش ریخته گری محلولی به فیلم تبدیل می شوند .
پلیمرهای با وزن مولکولی کم (18000 تا 32000) می توانند برای قالب گیری دیواره های نازک مورد استفاده قرار گیرند اما در مقادیر کمتر از 18000 پلیمر شکننده تر شده و در برابر تنش مقاومت کمتری دارد .
برای کنترل جرم مولکولی از افزودنی هایی مانند ایزواکتیل فنول ها استفاده می شود.
گریدهای ویسکوز برای اکستروژن و قالب گیری بادی مناسب هستند، همچنین ادعا می شود که در هنگام آتش باعث کاهش ریزش قطرات می شوند.
یکی از اشکال این پلیمر که پس از فرآوری در بسیاری از موارد مورد استفاده قرار می گیرد، ورق پلی کربنات است .
ورق این محصول جایگزین خوبی برای شیشه، اکریلیک و سایر غشاهای پلی اتیلنی است. مقاومت در برابر ضربه این ورق ها 250 برابر بیشتر از شیشه است، در برابر اشعه UV مقاوم است و همچنین ضد گلوله بوده و سبک می باشد .
مقاومت در برابر شعله، انعطاف پذیری و پایداری در برابر شرایط اب و هوایی و مانع ورود اشعه فرابنفش از جمله مزایای دیگر این ورق هاست.
ورق های پلی کربنات را می توان برای استفاده در پنجره، سقف، فنس، پنجره شیشه ضد گلوله و یا مدل سقفی آن را برای جلوگیری از ورود اشعه فرابنفش استفاده کرد .
کشاورزی
پلی کربنات در ساخت گلخانه ها به دلیل استحکام 250 برابری آن، عبور بهتر نور در مقایسه با شیشه و پلاستیک، عایق انرژی بودن، طول عمر بالا، وزن سبک و نصب آسان امروزه در سقف و یا دیواره گلخانه ها به کار می رود و مورد توجه کشاورزان درصنعت گیاهان گلخانه ایی می باشد.
در زمان خرید پلی کربنات گلخانه توجه به نوع و ضخامت ورق های پلی کربنات بسیار مهم است. قیمت ورق پلی کربنات به دلیل وزن سبک آن کمتر از شیشه خواهد بود.
دکوراسیون
وجود در رنگ ها و بافت های مختلف باعث شده است که بتوان از این پلیمر به جای شیشه در مکان های مختلف استفاده کرد. همچنین می توان به عنوان یک جدا کننده سبک از آن در کل فضاها استفاده برد.
صنایع الکتریکی و الکترونیکی
بسیاری از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی مانند سنسورها، اتصالات، رله ها، کامپیوترها و …. به دلیل وزن کم و استحکام زیاد از این ماده شیمیایی ساخته می شوند. شکل توخالی این پلیمر به دلیل اینکه در برابر حرارت عایق بسیار مناسبی است برای کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی مناسب است .
صنعت اتومبیل
عملیات پذیری بالا، ثبات ابعادی، استحکام، جذب رطوبت کم و مقاومت خوب در برابر حرارت باعث شده است که در ساخت بسیاری از قطعات اتومبیل مورد استفاده قرار گیرد. این قطعات عبارتند از چراغ، سیخ رادیاتور، لنزهای داخلی، دستگیره در و سایر اجزای شفاف خودرو .
کاربرد در CNC و پرینترهای سه بعدی:
این محصول یک کاندیدای مناسب برای فرآیندهای ماشین کاری و تراش می‌باشد. در این کاربرد PC معمولا رنگ‌های سفید و سیاه روشن استفاده می‌شوند و معمولا پس از انجام فرآیند به منظور ایجاد شفافیت و حذف پستی و بلندی‌ها باید یک فرآیند صیقل کاری و سنباده زنی انجام گیرد.
از آن جا که این محصول یک ترموپلاستیک است، چاپگرهای سه‌بعدی با استفاده از آن و فرآیند FDM قادر به پرینت سه بعدی خواهند بود. در ابتدا این مواد به صورت رشته ساخته می‌شوند و پرینتر سه بعدی این رشته‌ها را گرم کرده و به صورت سه بعدی و لایه لایه به منظور ساخت شکل مورد نظر روی هم می‌نشاند.
پلاستیک های PC
این پلاستیک‌ها، پلاستیک‌های مهندسی هستند چراکه مقاومتر و مستحکم‌تر از شیشه هستند در حالی که شفافیت شیشه را دارند، علاوه براین مقاومت آن در برابر ضربه بسیار بیشتر از شیشه است. یکی دیگر از ویژگی‌های PC این است که بسیار انعطاف پذیر است و در دمای اتاق شبیه به ورق آلومینیوم عمل می‌کند و دچار ترک خوردگی یا شکستن نمی‌شود.
ورق
ورق‌های پلی کربنات که معمولا به پنل‌های PC نیز شناخته می‌شوند، یک جایگزین مناسب برای شیشه، اکرلیک و سایر غشاهای پلی‌اتیلن هستند. این ورق‌های سفت و راه راه مانند معمولا در سقف و پنجره‌های حیاط، راهرو‌ها و تراس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین می‌توان از آن‌ها به منظور ایجاد یک مانع تخریب ناپذیر در حصارکشی‌ها استفاده کرد. علاوه بر این از این ورق‌ها در کاربردهای دیگری مانند گلخانه‌ها، کشاورزی و عایق سروصدا نیز استفاده می‌شود. این پنل‌ها نقش مهمی در حفاظت از محیط زیست دارند.
از این محصول می‌توان در پنجره‌های ضد گلوله داخل بانک و سقف‌های پلی کربناتی برای فیلتر نور فرابنفش خورشید نیز استفاده کرد. دو نوع ورق پلی کربنات شفاف و مات به صورت توپر و توخالی تقسیم بندی می شوند و تفاوت اصلی آن‌ها میزان مقاومت در برابر ضربه و میزان انتقال نور می‌باشد.
در نوع توپر آن از یک لایه جامد سنگین استفاده می‌شود و برای مواردی کاربرد دارد که مقاومت در اولویت است. نوع توخالی آن با حداقل دو دیواره ساخته می‌شود و برای کاربردهایی همچون عایق حرارتی توصیه می‌شود. ورق‌های پلاستیکی راه راه در بافت‌ها و رنگ‌های مختلف تولید می‌شوند و در اندازه‌های مختلف نیز قابل برش هستند. یکی از انواع ورق‌های پلی کربنات توخالی نمونه لانه زنبوری آن می‌باشد که در شکل زیر نمایش داده شده است. این ورق‌ها علاوه بر وزن سبک مقاومت بالای در برابر فشار و ضربه دارند.
