โพลีคาร์บอเนตเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ในแง่ของเคมี ถือได้ว่าเป็นโพลีเอสเตอร์เชิงซ้อนของกรดคาร์บอนิกและฟีนอล อย่างที่คุณทราบ เกลือของกรดคาร์บอนิกเรียกว่าคาร์บอเนต ดังนั้นชื่อของโพลีเมอร์ที่ได้รับความนิยมในปัจจุบันจึงเกิดขึ้นจากสองส่วนคือ โพลี (ซึ่งมีความหมายว่ามาก) และคาร์บอเนต
เคมีนิดหน่อย
โพลีคาร์บอเนตโมเลกุลใหญ่มีโครงสร้างเชิงเส้น โดยทั่วไปสูตรสามารถเขียนได้ดังนี้:
H-[-O-R-O-(C=O)-O-R-] -OH.
ขึ้นอยู่กับชนิดของตัวแทน R โพลีคาร์บอเนตทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นอะโรมาติก ไขมันอะโรมาติกและอะลิฟาติก ที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันคือกลุ่มแรก ชื่อทางการค้าของอะโรมาติกโพลีคาร์บอเนตอาจแตกต่างกัน แต่รวมเข้าด้วยกันด้วยค่าพารามิเตอร์ทางกายภาพและทางกลที่คล้ายคลึงกัน เช่น การส่งผ่านแสงสูง ความถ่วงจำเพาะต่ำ จุดหลอมเหลวที่ค่อนข้างสูงโพลีคาร์บอเนตที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ประกอบด้วยวงแหวนเบนซีนจำนวนมาก (สารทดแทนอะโรมาติก)
ข้อดีของโพลีคาร์บอเนต
- แรง. หนึ่งในคุณสมบัติที่มีชื่อเสียงที่สุดและข้อได้เปรียบที่สำคัญของโพลีคาร์บอเนตคือความทนทานต่อแรงกระแทกทางกลสูง
- โปร่งใส. เนื่องจากมีการส่องผ่านแสงสูง โพลีคาร์บอเนตจึงประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนกระจกซิลิเกตในหลายพื้นที่ของชีวิตและการผลิต เนื่องจากพวกมันมีน้ำหนักค่อนข้างต่ำเช่นกัน
- ต้านทานความร้อน. ค่าอุณหภูมิหลอมละลาย (ทำให้อ่อนตัว) ของโพลีคาร์บอเนตแตกต่างกันบ้างขึ้นอยู่กับลักษณะโครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่ แต่ตามกฎแล้วจะเกิน 200 °C
- เทอร์โมพลาสติก. โพลีคาร์บอเนตเป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่สามารถหลอมละลายได้หลายครั้ง ในเวลาเดียวกันหลังจากชุบแข็งแล้วก็จะคืนคุณสมบัติให้กลับคืนมา
- ความยั่งยืน. เนื่องจากสถานที่เดิม ผลิตภัณฑ์โพลีคาร์บอเนตจึงสามารถรีไซเคิลได้
- ความปลอดภัยจากอัคคีภัย. อุณหภูมิจุดติดไฟสูงกว่าจุดหลอมเหลวของโพลีคาร์บอเนตอย่างมาก อยู่ที่ประมาณ 570 ° C
- ทนต่อสารเคมี. ด้วยคุณสมบัตินี้ วัสดุนี้จึงถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวต่างๆ
ข้อบกพร่อง
น่าสังเกตว่าโพลีคาร์บอเนตมีข้อดีทั้งหมดข้างต้นก็ต่อเมื่อโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เป็นส่วนประกอบมีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 25,000 เท่านั้น มิฉะนั้นก็จะเปราะบางมากและมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่ามาก โพลีคาร์บอเนตที่ผลิตขึ้นโดยละเมิดเทคโนโลยีอาจมีโมเลกุลจำนวนค่อนข้างสูงที่มีน้ำหนักโมเลกุลลดลง ซึ่งส่งผลเสียต่อความแข็งแรงและลักษณะการทำงาน
ข้อเสียที่สำคัญอีกประการหนึ่งของโพลีคาร์บอเนตคือความต้านทานต่ำต่อรังสีอัลตราไวโอเลต อย่างไรก็ตาม วันนี้มีเทคโนโลยีที่สามารถปกป้องพอลิเมอร์จากการสัมผัสกับรังสียูวีโดยตรง ซึ่งมักจะทำด้วยฟิล์มป้องกันที่หลอมรวมกับโพลีคาร์บอเนตในระหว่างขั้นตอนการผลิตของผลิตภัณฑ์ ปัจจัยจำกัดอีกประการหนึ่งในการใช้โพลีคาร์บอเนตคือการขยายตัวทางความร้อนสูง
คุณสมบัติทางกายภาพและทางกล
- ดัชนีหักเห - 1.5850.
- ความหนาแน่น (ที่ 25° C) - 1.20g/cm3.
- อุณหภูมิการเปลี่ยนกระจก - 150 °C.
- อุณหภูมิอ่อนตัว 220-230 °C.
- อุณหภูมิการสลายตัว >320 °C.
- ต้านทานน้ำแข็ง, °C < -100
- ความต้านแรงดึง - 65-70 MPa.
- กำลังดัด - 95 MPa.
- ความจุความร้อนจำเพาะ - 1090-1255J/(g K).
- ค่าการนำความร้อนเท่ากับ 0.20 W/(m K)
- สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นความร้อน -1(5-6) 10-5 °C.
- ความแข็งบริเนล - (784-980) 105 Pa.
โพลีคาร์บอเนตเซลลูลาร์และเสาหิน
เซลลูลาร์โพลีคาร์บอเนตเป็นแผงพลาสติกหลายชั้น ระหว่างนั้นจะมีซี่โครงตามยาวความแข็งแกร่ง ในบริบทของใบไม้นั้นดูเหมือนรวงผึ้งซึ่งได้ชื่อมา แผ่นดังกล่าวสามารถโค้งงอได้ง่ายในสภาวะเย็นถึงรัศมีการดัดงอที่เล็กที่สุด โพลีคาร์บอเนตเซลลูล่าร์มักใช้สำหรับการก่อสร้างพาร์ทิชันตกแต่งและการก่อสร้างหลังคาโปร่งใส
โพลีคาร์บอเนตเสาหินมีความทนทานต่อแรงกระแทกและความโปร่งใสสูงกว่า ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือความต้านทานความร้อนสูงของโพลีคาร์บอเนตเสาหิน จุดหลอมเหลวค่อนข้างสูง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องกลัวที่อุณหภูมิสูงถึง 120 ° C คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของมันคือ ความต้านทานความเย็น ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ผลิตภัณฑ์จากพลาสติกประเภทนี้ได้ที่อุณหภูมิลดลงถึงลบ 50 ° C
ใช้โพลีคาร์บอเนต
ก่อสร้าง. เนื่องจากมีความโปร่งใสและความสว่างสูง โพลีคาร์บอเนตจึงช่วยให้สถาปนิกตระหนักถึงโครงการที่กล้าหาญที่สุดของพวกเขา ในขณะเดียวกัน น้ำหนักของโครงสร้างเมื่อเทียบกับกระจกที่ใช้กันทั่วไป สามารถลดภาระบนฐานรากได้อย่างมาก ดังนั้นจึงช่วยประหยัดวัสดุ นอกจากนี้ โพลีคาร์บอเนตยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อน หากเราพูดถึงความหลากหลายของเซลล์ ใช้สำหรับสร้างโครงสร้างโปร่งแสงสำหรับสระว่ายน้ำและสนามกีฬา ที่จอดรถ และซูเปอร์มาร์เก็ต การเปลี่ยนผ่านระหว่างอาคารและสวนฤดูหนาว วัสดุนี้ยังเป็นที่นิยมของชาวสวน โพลีคาร์บอเนตถูกใช้สำหรับโรงเรือนมากขึ้น จุดหลอมเหลวสูงกว่าบรรยากาศอย่างมากแม้ในฤดูร้อนที่ร้อนที่สุด ดังนั้นจึงมีความสำคัญมากความร้อนจากแสงอาทิตย์ไม่สามารถทำร้ายโพลีเมอร์นี้ได้
- อิเล็กทรอนิกส์. เคสและสารเคลือบป้องกันสำหรับแล็ปท็อป สมาร์ทโฟน เครื่องเล่น คอมพิวเตอร์ที่บ้าน และอื่นๆ อีกมากมายทำจากโพลีคาร์บอเนต ด้วยพอลิเมอร์นี้ เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสสามารถเข้าถึงคนจำนวนมากได้ ใช้ในการผลิตหนังสือเดินทางไบโอเมตริกซ์
- โฆษณา. โพลีคาร์บอเนตใช้เพื่อสร้างโครงสร้างแสง ป้าย ป้ายบอกคะแนน ตัวอักษรสามมิติ และอื่นๆ อีกมากมาย ทั้งหมดนี้สามารถมีรูปแบบที่ไม่ธรรมดาที่ซับซ้อนมาก นอกจากนี้ แผ่นพลาสติกเสาหินยังใช้เพื่อป้องกันการทำลายโครงสร้างโฆษณา
- ออปติคอลดิสก์. นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา โพลีคาร์บอเนตได้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างส่วนสนับสนุนของซีดี ปัจจุบันยังใช้ทำดีวีดีความจุสูงอีกด้วย
- อุตสาหกรรมรถยนต์และเครื่องบิน. สำหรับการก่อสร้างเครื่องบิน วัสดุใหม่ล่าสุดมักใช้ ซึ่งมีความแข็งแรงและน้ำหนักเบา ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของโพลีคาร์บอเนต ใช้ทำโดมของห้องนักบินของเครื่องบินรบและกระจกสำหรับหมวกกันน็อคของนักบินอวกาศและนักบิน สำหรับรถยนต์ โพลีคาร์บอเนตไม่เพียงแต่ใช้กับกระจกเท่านั้น แต่ยังใช้กับไฟหน้าและซันรูฟด้วย
- ยา. สาขาวิชาที่สำคัญมากของการใช้โพลีคาร์บอเนตได้กลายเป็นการผลิตเครื่องมือแพทย์ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากข้อดีของวัสดุ เช่น ไม่เป็นพิษและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง ตลอดจนขาดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายต่อพลาสติกนี้ และด้วยความแข็งแกร่งและความโปร่งใส จึงสามารถแข่งขันกับแก้วและโลหะผสมได้ ผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์,ทำโดยใช้วัสดุนี้ใช้เพื่อตรวจสอบเนื้อเยื่อและของเหลวของร่างกายมนุษย์ นอกจากนี้ อุณหภูมิหลอมเหลวที่สูงของโพลีคาร์บอเนตยังช่วยให้ผ่านวิธีการฆ่าเชื้อที่ทันสมัยที่สุด เช่น ความร้อน รังสี UV
- เลนส์. ในยุค 2000 เลนส์โพลีคาร์บอเนตเริ่มผลิตขึ้นสำหรับแว่นตาป้องกันทางอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยปกป้องดวงตาในระหว่างการทำงานต่างๆ ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีความแข็งแรงกว่าเลนส์พลาสติกอื่น ๆ หลายสิบเท่า ในกรณีที่ถูกกระแทก พวกมันจะไม่กระจายเศษชิ้นส่วน พวกมันจะยิ่งเป็นรอยได้ยากกว่า โพลีคาร์บอเนตค่อยๆ ถูกใช้สำหรับเลนส์แว่นตาในชีวิตประจำวัน เนื่องจากคุณสมบัติด้านความปลอดภัย เลนส์ดังกล่าวจึงมักใช้กับแว่นตาเด็ก แว่นตาหมวกกันน็อคมอเตอร์ไซค์
- พื้นที่อื่นๆ. ทุกวันนี้ โพลีคาร์บอเนตได้กลายมาเป็นสิ่งที่มั่นคงในชีวิตของเราจนทำให้ผู้อยู่อาศัยในมหานครไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงหมู่บ้านที่ห่างไกลด้วย ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งพลาสติกนี้เป็นส่วนหนึ่ง ปากกาลูกลื่น ไฟฉาย เมาส์คอมพิวเตอร์ เตารีด กาต้มน้ำ ไม้ก๊อกสำหรับขวดไวน์ ชิ้นส่วนเฟอร์นิเจอร์ ภาชนะบรรจุของเหลวสำหรับดื่ม และแม้แต่ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ก็ทำจากมัน
