البولي كربونات هو بوليمر اصطناعي من حيث الكيمياء ، ويمكن اعتباره بوليستر معقد من حمض الكربونيك والفينولات. كما تعلم ، تسمى أملاح حمض الكربونيك كربونات ، ومن هنا جاء اسم البوليمر الشائع اليوم ، ويتكون من جزأين - بولي (وهو ما يعني الكثير) وكربونات.
القليل من الكيمياء
جزيء البولي كربونات له هيكل خطي. بشكل عام ، يمكن كتابة صيغتها على النحو التالي:
H - [- O-R-O- (C=O) -O-R -] -OH.
اعتمادًا على نوع البديل R ، يمكن تقسيم جميع البولي كربونات إلى عطرية ودهنية وأليفاتية. الأكثر استخدامًا منها اليوم هي المجموعة الأولى. قد تكون الأسماء التجارية للبولي كربونات العطرية مختلفة ، لكنها متحدة بقيم متشابهة للمعلمات الفيزيائية والميكانيكية ، مثل انتقال الضوء العالي ، الجاذبية النوعية المنخفضة ، نقطة الانصهار العالية نسبيًا.تحتوي البولي كربونات بهذه الخصائص على العديد من حلقات البنزين (بدائل عطرية).
مزايا البولي
- القوة. من أشهر الخصائص والمزايا الهامة للبولي كربونات هي مقاومته العالية للصدمات الميكانيكية.
- الشفافية. نظرًا لانتقال الضوء العالي ، فقد نجحت البولي كربونات في استبدال زجاج السيليكات في العديد من مجالات الحياة والإنتاج ، نظرًا لأنها تتمتع أيضًا بوزن منخفض نسبيًا.
- المقاومة الحرارية. تختلف قيم درجات حرارة الانصهار (التليين) للبولي كربونات إلى حد ما عن بعضها البعض اعتمادًا على السمات الهيكلية للجزيء الكبير ، ولكنها ، كقاعدة عامة ، تتجاوز 200 درجة مئوية.
- اللدونة الحرارية. البولي كربونات هو نوع من البوليمر يمكن إعادة صهره عدة مرات. في نفس الوقت بعد التصلب يستعيد خصائصه.
- الاستدامة. بسبب الخاصية السابقة ، يمكن إعادة تدوير منتجات البولي.
- السلامة من الحرائق. تتجاوز درجة حرارة الاشتعال بشكل كبير درجة انصهار البولي كربونات ، فهي حوالي 570 درجة مئوية.
- المقاومة الكيميائية. بفضل هذه الخاصية ، يتم استخدام المواد بنجاح في بيئات عدوانية مختلفة.
عيوب
من الجدير بالذكر أن البولي كربونات له جميع المزايا المذكورة أعلاه فقط إذا كان للجزيئات الكبيرة المكونة لها وزن جزيئي يزيد عن 25000.هشة للغاية ولها نقطة انصهار أقل بكثير. قد يحتوي البولي كربونات ، الذي ينتهك التكنولوجيا ، على عدد كبير من الجزيئات ذات الوزن الجزيئي المنخفض ، مما يؤثر سلبًا على خصائص قوتها وأدائها.
عيب آخر مهم للبولي كربونات هو مقاومتها المنخفضة للأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك ، توجد اليوم تقنيات يمكنها حماية البوليمر من التعرض المباشر للأشعة فوق البنفسجية. يتم ذلك عادةً بأغشية واقية يتم دمجها في البولي كربونات أثناء مرحلة تصنيع المنتج. عامل آخر محدد في استخدام البولي هو تمدده الحراري العالي.
الخصائص الفيزيائية والميكانيكية
- معامل الانكسار - 1.5850.
- الكثافة (عند 25 درجة مئوية) - 1.20 جم / سم3.
- درجة حرارة انتقال الزجاج - 150 درجة مئوية
- درجة حرارة التليين 220-230 درجة مئوية
- درجة حرارة التحلل >320 درجة مئوية
- مقاومة الصقيع ، ° C <-100
- قوة الشد - 65-70 ميجا باسكال.
- قوة الانحناء - 95 ميجا باسكال.
- السعة الحرارية النوعية - 1090-1255J / (g · K).
- الموصلية الحرارية 0.20 W / (m · K).
- معامل التمدد الخطي الحراري -1 (5-6) 10-5° C.
- صلابة برينل - (784-980) 105Pa.
بولي كربونات خلوية ومتجانسة
البولي كربونيت الخلوي عبارة عن لوحة من عدة طبقات من البلاستيك ، يوجد بينها أضلاع طوليةالاستعلاء. في سياق مثل هذه الورقة ، يشبه بشكل غامض قرص العسل ، الذي حصل على اسمه. يمكن ثني هذه الصفائح بسهولة في حالة البرودة ، لتصل إلى أصغر نصف قطر للانحناء ممكن. غالبًا ما يستخدم البولي الخلوي لبناء الأقسام الزخرفية وبناء الأسقف الشفافة.
البولي كربونات المتجانسة لديه مقاومة تأثير أعلى وشفافية. ميزة كبيرة هي مقاومة الحرارة العالية للبولي كربونات المتجانسة ، ونقطة الانصهار عالية جدًا ، مما يسمح باستخدامها دون خوف عند درجات حرارة تصل إلى 120 درجة مئوية. خاصية أخرى مهمة لها هي مقاومة الصقيع ، والتي تسمح باستخدام المنتجات من هذا النوع من البلاستيك في درجات حرارة تقل عن 50 درجة مئوية تحت الصفر.
استخدام البولي
البناء. نظرًا لشفافيته العالية وخفته ، يساعد البولي كربونات المهندسين المعماريين على تحقيق مشاريعهم الأكثر جرأة. في الوقت نفسه ، يمكن لوزن الهيكل ، بالنسبة للزجاج المستخدم تقليديًا ، أن يقلل بشكل كبير من الحمل على الأساسات ، وبالتالي يوفر على المواد. علاوة على ذلك ، يحتوي البولي كربونات أيضًا على خصائص عزل حراري ، إذا تحدثنا عن تنوعه الخلوي. يتم استخدامه لإنشاء هياكل شفافة لحمامات السباحة والملاعب ، ومواقف السيارات والمتاجر الكبيرة ، والانتقالات بين المباني والحدائق الشتوية. هذه المواد تحظى أيضًا بشعبية لدى البستانيين. على نحو متزايد ، يتم استخدام البولي كربونات في البيوت الزجاجية. درجة انصهارها أعلى بكثير من الغلاف الجوي حتى في الصيف الحار ، وبالتالي فهي كبيرةلا يمكن أن تضر الحرارة الشمسية هذا البوليمر
- إلكترونيات. يتم تصنيع العلب والطلاءات الواقية لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية والمشغلات وأجهزة الكمبيوتر المنزلية وغير ذلك الكثير من البولي كربونات. بفضل هذا البوليمر ، تمكنت تقنية الشاشة التي تعمل باللمس من الوصول إلى الجماهير. يتم استخدامه لإنتاج جوازات السفر البيومترية.
- الإعلان. يستخدم البولي كربونات لإنشاء هياكل ضوئية ولافتات ولوحات تسجيل وحروف ثلاثية الأبعاد وغير ذلك الكثير. كل هذا يمكن أن يكون له أشكال غير عادية معقدة للغاية. أيضًا ، تُستخدم ألواح البلاستيك المتجانسة الخاصة بهم لتوفير حماية ضد التخريب للهياكل الإعلانية.
- أقراص بصرية. منذ الثمانينيات ، تم استخدام البولي كربونات لإنشاء دعم الأقراص المدمجة. اليوم يتم استخدامه أيضًا لصنع أقراص DVD عالية السعة.
- صناعة السيارات والطائرات. في صناعة الطائرات ، يتم استخدام أحدث المواد بشكل تقليدي ، والتي تتمتع بقوة وخفة عالية ، وهي أيضًا سمة من سمات البولي كربونات. يتم استخدامه لصنع قباب قمرة القيادة للمقاتلين والزجاج لخوذ رواد الفضاء والطيارين. بالنسبة للسيارات ، يستخدم البولي كربونات ليس فقط للزجاج ، ولكن أيضًا للمصابيح الأمامية وفتحات السقف.
- الطب. أصبح مجال تطبيق البولي كربونات مهمًا جدًا في صناعة الأدوات الطبية. أصبح هذا ممكنًا بسبب مزايا المادة مثل عدم السمية والتوافق الحيوي العالي ، فضلاً عن عدم وجود استجابة مناعية للجسم لهذا البلاستيك. وبفضل قوتها وشفافيتها ، تنافست مع الزجاج وسبائك المعادن. المنتجات والمعدات ،مصنوعة باستخدام هذه المواد وتستخدم لمراقبة أنسجة وسوائل جسم الإنسان. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح درجات حرارة الانصهار العالية للبولي كربونات بالتعرض لأحدث طرق التعقيم - الحرارة ، الإشعاع ، الأشعة فوق البنفسجية.
- بصريات. في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، بدأ تصنيع عدسات البولي كربونات لنظارات واقية صناعية تحمي العينين أثناء الأعمال المختلفة. هذه المنتجات أقوى بعشرات المرات من العدسات البلاستيكية الأخرى ؛ في حالة تعرضها لضربة ، فإنها لا تنشر شظايا ، بل يصعب خدشها. تدريجيًا ، تم استخدام البولي كربونات أيضًا لعدسات النظارات اليومية. نظرًا لخصائص السلامة ، غالبًا ما تستخدم هذه العدسات لنظارات الأطفال ، نظارات خوذة دراجة نارية.
- مناطق أخرى. اليوم ، أصبح البولي كربونات راسخًا في حياتنا لدرجة أن سكان المدن الكبرى ، ولكن أيضًا القرى النائية ، يواجهون المنتجات اليومية ، والتي يعد هذا البلاستيك جزءًا منها. أقلام حبر جاف ، مصابيح يدوية ، فئران كمبيوتر ، مكاوي وغلايات ، فلين لزجاجات النبيذ ، أجزاء أثاث ، حاويات لسوائل الشرب وحتى أغشية التغليف مصنوعة منها.
