Поликарбонат. Что о нем известно?

Чт, 07/30/2015 - 19:21

Рис. 1 Потребление поликарбоната отраслями мира. Термин «строительство» включает все виды строительства, архитектуры и дизайна. Термин «связь» включает продукцию для связи, в т.ч. мобильные телефоны, электроприборы, коммуникационные системы. Термин ТНП — сувениры, мебель, посуда. За 2004 г — данные /2/, за 2011 — авторская оценка.
Рисунок из «Полимеры-Деньги» /1Б/

Рис. 2

Рис. 3 Даже использованный и растоптанный, ПК может долго сохранять необходимые свойства



Один из главных претендентов на «мировое господство», который наверняка вскоре потеснит полиолефины в потреблении — поликарбонат (ПК). Этот «юноша» полимерной отрасли появился недавно (в конце 20 века). Но претендует ни много ни мало на роль… заменителя оконного, авто- и прочего стекла! Данная ниша в середине прошлого века вроде бы нашла своего героя — полиметилметакрилат.

Но не все так просто. ПММА, ПА и другие полиакрилаты (посложнее и подороже) обнаружили «маленький, но ужасный» недостаток: они очень быстро царапались и мутнели в нормальных условиях. На волне ажиотажа по замене оконного стекла на ПММА было поставлено немало плексигласовых окон, автовставок и приборных крышек. Ну и где они сейчас? В лучшем случае доживают свое в зданиях «времен Брежнева и позднего СССР» — исцарапанные, изборожденные «трещинами серебра» (микротрещинки появляются по всему телу пластика) и даже прожженные окурками нерадивых сотрудников. Если их и заменяют, то на обычный стекольный лист.
Свято место пусто не бывает — вот в сфере остекления и появился новый конкурент стеклу — поликарбонат.

Поликарбонат. Технология

Поликарбонат — это полиэфир угольной кислоты и линейных полифенолов (фенольные группы придают полимерам стойкость и жесткость /3/). В промышленном использовании ПК появился гораздо позже полимерных пионеров (ПЭ и др.) — в середине 80-х. Изначально ПК синтезировали из эпоксиэфира бис-ГМА и фосгена, что, естественно, не прибавляло ему популярности в полимерной отрасли. Вскоре, однако, нашли способ заменить фосген менее вредным дифенилкарбонатом. В итоге получается материал, которому «износа нет», с отличными прочностными, стойкостными и даже оптическими характеристиками. Последнее привело к тому, что он заменил сверхпопулярное в 20 веке оргстекло из полиметилметакрилата (ПК прочнее его в 8 раз /1/). Оно тоже имело непревзойденные оптические свойства, но с недостатком — слишком слабой устойчивостью к царапанию, из-за чего идеально гладкая поверхность вскоре становилась матовой.
ПК хорошо смешивается со многими популярными полимерами. Сополимер ПК и полибутилен-терефталата нашел применение в автоиндустрии. Сополимер ПК и АБС используется в комплектации оргтехники /6/.

Некоторые причины популярности ПК

Как видно из рис.1, структура потребления ПК стабилизировалась еще в начале века. Почти 2/3 производимого полимера идет на обеспечение нужд строительства, связи и оптико-информационных изделий. В группу ведущих потребителей в любой момент могут войти авто-авиапромышленность, электроника и рекламная индустрия. Топ-6 названных областей потребления вбирает в себя почти 90% поликарбоната (рис.1). Неслучайно в новом веке это самый тоннажный инженерный полимер — более трети производства всех инженерных пластиков.

По данным /1/, листовой монолитный ПК — самый прочный из всех прозрачных материалов, существующих на мировом рынке и производящихся в промышленных масштабах. Лист ПК прекрасно противостоит ударам, в том числе камнями и молотком (при толщине от 3мм /1/), поскольку обладает сопротивляемостью удару, которая в 250 раз превосходит сопротивляемость стекла (той же толщины). В целом же (по обобщенному показателю) ПК в 20 раз прочнее стекла /1/. Эти свойства сохраняются как при низких зимних, так и высоких летних температурах. Таким образом, поликарбонатный лист незаменим тогда, когда необходимо обеспечить защиту прозрачной поверхности от вандализма и его последствий.

В наиболее простом виде ПК встречается как материал CD и DVD-дисков. Именно здесь потребовались все его достоинства — прочность, оптические свойства, химстойкость. Хотя пик потребления дисков прошел (многие их функции перехватили флэшки и интернет-системы), но они еще долго останутся в качестве носителя информации. И ПК остается тут незаменимым полимером.
Особую популярность поликарбонату придали ударо-, термостойкость, стойкость к ультрафиолету, а также цветостабильность. К тому же его можно запросто гнуть не нагревая. Наконец, он горит без выделения ядов, да и сделать его самозатухающим вполне возможно (рис.2).

Неудивительно, что использование ПК в строительстве, информ-коммуникационной сфере (диски, детали/корпуса телефонов и приборов) и автомобильной отраслях и не думает падать, в отличие от ряда других традиционных пластиков. Временное сокращение потребления ПК в кризис было, но, похоже, закончилось, и теперь можно ожидать дальнейшего роста интереса к ПК со стороны все новых отраслей — медицины, агроинженерии, спортиндустрии.

Другие материалы рубрики


  • Плавленым сырком традиционно называют у нас плавленый сыр. Уменьшительно-ласкательный суффикс словно подчеркивает, что он младший брат обычного твердого сыра. Так ли это и чем он похож на сыр обычный, чем от него отличается и что такое плавленый сыр вообще? Как он изменился в последние годы и все ли плавленые сыры стоит называть сырами? Какие странные компоненты в них можно найти и как выбрать «правильный» плавленый сырок?
    Полка с плавлеными сырами в хорошем магазине выглядит так, будто на ней выставлены не продукты, а игрушки. Этикетки всегда яркие, цепляющие глаз. А формы?! Пожалуй, нет другого продукта, который бы выпускался в столь разных упаковках.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ПЭТ — тара. Пластиковые бутылки. Этот предмет настолько прочно вошел в наш обиход, что без него невозможно представить нашу жизнь. Ведь массовое распространение пластиковая бутылка на постсоветском пространстве приобрела не так давно. Когда бутылка была еще сравнительным дефицитом — она встречалась только как тара для напитков или бытовой химии. Пластиковая бутылка была диковинкой.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Химический элемент XVIII века коренным образом отличался от элемента древности и средних веков. Одним из первых, кто более глубоко подошел к проблеме элементов, был М.В. Ломоносов, который ввел понятие о «начале», отличающемся от простого тела. Это «начало» он пояснял так: «Через химию известно, что в киновари есть ртуть…, однако в киновари ртути ни сквозь самые лучшие микроскопы видеть нельзя; но всегда в них тот же вид кажется». И далее: «В киновари имеется «начало» ртуть, но нет простого тела, металла ртути как такового». Это «начало» теперь называется элементом. Химический элемент не есть простое тело. В 1741 г. ученый формулирует первый постулат — элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших тел и различных между собой. Однако найти разницу между элементом и атомом он так и не смог. Сложной задачей это оказалось и для последующих поколений химиков, в чем мы далее убедимся.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Чтобы понять, чем замечательны нановолокна, разберемся сначала с обычными углеродными нитями. Все углеродные волокна можно разделить на несколько типов в зависимости от того, как и из чего они сделаны (рис. 1). (Впрочем, сейчас более принято их классифицировать по механическим свойствам.)
    Самый очевидный способ производства — обугливание натура

    льного или синтетического текстильного волокна без доступа воздуха. Так можно обработать лен, хлопок и нейлон, однако в практику вошли углеродные волокна на основе вискозы и полиакрилонитрила (ПАН). ПАНволокна — абсолютные лидеры, их доля в мировом производстве составляет 80%. Их толщина, естественно, примерно равна толщине исходного текстильного волокна (около 35 мкм), а свойства зависят в первую очередь от параметров обугливания, которое происходит в несколько этапов и завершается отжигом в вакууме или атмосфере инертного газа при 2000-30000С.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Белое и пушистое всегда воспринимается как что-то хорошее. Если оно еще и полезное, интерес к нему возрастает. И еще интереснее, когда вещество состоит из особо мелких частиц, свойства которых непохожи на свойства таких же частиц, но больших. Этим и определяется незатухающий интерес к сравнительно новому виду порошков — нанодисперсным кремнийоксидам — нанокремнеземам.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • В независимости от половой принадлежности, места жительства и социального статуса, причиной смерти подавляющего числа людей после окончания периода активного роста становятся, как правило, одни и те же болезни. По данным ВОЗ, это сердечно-сосудистые болезни (инсульты, инфаркты), онкологические и связанные с нарушением и ослаблением иммунитета. И хотя причины естественного ухода из жизни у всех людей одинаковы, величина жизненного пути у каждого из нас может существенно отличаться, очень сильно завися от внутренних факторов, порождаемых факторами внешними.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • ...Остановимся чуть детальнее на последнем определении понятия «химический элемент». Периодические попытки дать более полное (или правильное) определение понятия «элемент» вновь привели к тому, что толкование этого определения произведено через то, что растолковывается. Еще раз обратимся к формулировке: «Химический элемент – тип атомов, имеющих …. элемента». Это равносильно следующему: «человек – живое существо, обладающее свойствами человека». Безусловно, это неправильно. Кроме того, если есть тип атомов, что тогда может подразумеваться под видом атомов? А такое смешение понятий имеет место быть. Согласитесь, различие должно существовать, но путаница в точной науке недопустима...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Впервые поливинилхлорид был получен в лабораторных условиях в 1835 году французским горным инженером-химиком Анри Виктором Реньо. Реньо, получивший раствор винилхлорида, случайно обнаружил, что со временем в нем образовался белый порошок. Ученый провел с порошком различные опыты, но не получил интересных результатов (ведь ПВХ очень инертен, за что его сейчас и ценят), и пионер полимерного синтеза утратил интерес к случайно открытому им веществу. Спустя почти полвека, в 1878 г., продукт полимеризации винилхлорида впервые был исследован более подробно, но лишь в 1913 году немецкий ученый Фриц Клатте получил первый патент на производство ПВХ. Клатте и считается основоположником промышленного производства ПВХ. Предполагалось использовать трудновоспламеняемый поливинилхлорид вместо вошедшего тогда в моду (одного из первых) тоннажного полимера — целлулоида. Из-за войны начавшееся было производство ПВХ было приостановлено.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Алмаз (англ. diamond; нім. diamant) — минерал класса самородных неметаллов, ценился во все времена и у всех народов. Каждая из древних цивилизаций награждала его своим именем. Греки называли его «адамас» или «адамантос» (непобедимый); римляне — «диамонд»; арабы — «алмас» (наитвердейший); древние евреи — «шамир»; индусы — «фарий». Английское название diamond происходит от латинского слова adamantem и его распространенной формы adiamentem. В русском языке арабское название «алмаз» было окончательно утверждено Афанасием Никитиным («Хождение за три моря», 1466-1472 г.г.). В украинском языке закрепилось древнеримско-греческое имя камня — «адамант», упоминаемое еще в 1705 г. в лекции «Про камені та геми» Прокоповича Феофана.
    Впервые алмазы были обнаружены в россыпях в Индии еще до нашей эры (5000 лет назад) и разрабатывались на протяжении многих веков. Легендарные копи Голконды дали миру почти все известные с древнейших времен алмазы, такие как «Кохинур», «Шах», «Орлов» и другие. К XVIII веку индийские копи истощились, однако вскоре новые месторождения были обнаружены на всех континентах, давая пищу все новым легендам и фактам.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6