Policarbonat
El policarbonat (PC) és un termoplàstic del tipus polièster. És resistent als productes químics, a la calor i a les radiacions ultraviolades. Es treballlen amb facilitat per injecció de moldejat i per termoforma. Per les seves propietats els policarbonats troben moltes aplicacions. S'utilitza per exemple en indicadors lluminosos i fars d'automòbils, cascos de protecció i seguretat, col·lectors solars, lents òptiques o bases per a pel·lícules fotogràfiques.[1][2]
Els policarbonats no tenen un sol codi d'identificació de resina (resin identification code) i s'identifiquen com Altres, 7.
Taula de continguts |
Estructura [modifica]
Els policarbonats reben el seu nom perquè són polímers que contenen grups funcionals carbonats (èster carbonat) (–O–(C=O)–O–). La majoria dels policarbonats amb innterès comercial deriven de monòmers rígids. Un equilibri de característiques útils que inclou la resistència a la temperatura. resitència a l'impacte i les propietats òptiques situen els policarbonats entre els plàstics del comerç i els plàstics d'enginyeria (commodity plastics i engineering plastics).
Producció [modifica]
Principalment es produeixen policarbonats per la reacció entre el bisfenol A (BPA) i el fosgen COCl2. La reacció completa es pot descriure com:
El primer pas de la síntesi implica el tractament del bisfenol A amb hidròxid de sodi, el qual desprotona els grups hidroxil del bisfenol A.[3]
- (HOC6H4)2CMe2 + 2 NaOH → (NaOC6H4)2CMe2 + 2 H2O
Amb aquest sistema aproximadament es produeixen cada any 1000 milions de quilos de policarbonat.[3]
Propietats i processat [modifica]
El policarbonat és un material durador. Encara que té una alta resistència a l'impacte, en té una de baixa al gratament i per tant s'aplica una capa per incremntar la duresa en les lents de contacte i en el policarbonat dels components d'automòbils que va a l'exterior. Les característiques del policarbonat se semblen força a les del polimetil metacrilat (PMMA, acrylic), però el policarbonat és més fort i es fa servir en un rang de temperatura més ampli, però és més car. Aquest polímer tçe alta transparència òptica a la llum visible amb millor transmissió que la de molts tipus de vidre, per això es fa servir en alguns tipus d'hivernacles.
Al contrari que en la majoria de termoplàstics, el policarbonat pot experimentar grans deformacions plàsiques sense trencar-se. Com a resultat, es pot processar i formar a la temperatura d'una habitació fent servir tècniques de làmina de metall.
Aplicacions [modifica]
Components electrònics [modifica]
Es fa servir molt els policarbonats en electrònica. És un bon aillant de l'electricitat i resisteix la calor, per tant es fa servir en diversos productes associats amb la electricitat i la telecomunicació.
Materials de construcció [modifica]
El segon consumidor de policarbonats és la indústria de la construcció, per exemple per cúpules transparents, vidres plans o corbs, i barreres per aillar el so.
Emmagatzemament de dades [modifica]
Una aplicació important dels policarbonats és la producció de Compact Discs, DVDs i Blu-ray Discs.[3]
Automoció, aviació i components de seguretat [modifica]
En la indústria de l'automòbil, el modelat per injecció del policarbonat pot produir superfícies molt suaus que són molt adequades per a peces metal·litzades directes (sense la necessitat d'una capa de base) com ara bisells decoratius i reflectors òptics.
La cabina de l'avió de combatF-22 Raptor està feta d'una peça d'alta qualitat òptica de policarbonat, i és la peça més gran del seu tipus creada al món.[4][5]
Altres aplicacions [modifica]
El policarbonat, que és un material versàtil ha atret miríades d'aplicacions més petites. L'ús d'ampolles modelades per injecció per a beure, gots i recipients d'aliments és comú, però l'ús de BPA en la fabricació de policarbonat ha suscitat serioses controvèrsies cosa que ha portat a l'etiqueta de plàstics sense policarbonats ("BPA-free").
El policarbonat s'utilitza comunament en la protecció dels ulls. Hi ha molts tipus de lents que estan fabricades amb policarbonat, incloent lents dels fars de l'automòbil, il·luminació, lents d'ulleres de sol ulleres de natació i busseig, i ulleres de seguretat incloent les viseres de cascos esportius i les de policies antiavalots.
El pes lleuger del policarbonat comparat amb el del vidre ha portat al desenvolupament de pantalles de visualització electrònica que reemplacen el vidre pel policarbonat, per al seu ús en dispositius mòbils i portàtils. Aquestes pantalles inclouen les de la tinta electrònica i algunes pantalles de LCD, encara que la CRT, la pantalla de plasma i altres tecnologies de LCD en general, encara requereixen del vidre per a la seva major temperatura de fusió i la seva capacitat de ser gravades en un detall més fi.
Per a ús en aplicacions exposades a la intempèrie o amb radiació UV, es necessita un tractament especial de la superfície del policarbonat. Això pot ser un recobriment (per exemple, per a la resistència a l'abrasió), o una coextrusió per a millorar la resistència a la intempèrie.
El policarbonat proporciona una barrera al desgast, als elements, i la decoloració.
Aplicacions mediques [modifica]
Molts graus de policarbonat s'utilitzen en aplicacions mèdiques i complir amb les normes ISO 10993-1 i USP Classe VI (normes de vegades anomenades PC-ISO). La classe VI és la més rigorosa de les sis classificacions de USP. Aquests graus es poden esterilitzar utilitzant vapor d'aigua a 120°C, radiació gamma, o mitjançant el mètode de l'òxid d'etilè (ETo) mètode.[6] No obstant això, la investigació científica indica possibles problemes amb la biocompatibilitat Dow Chemical limita estrictament tots els seus plàstics pel que fa a les aplicacions mèdiques.[7][8]
Empreses que produeixen policarbonat i les seves marques registrades [modifica]
Sabic - LEXAN®
Bayer - MAKROLON®
Teijin Chemical Limited - PANLITE®
IDEMITSU - TARFLON®
Omay - Polyopt®
Nalge Nunc International- Nalgene®
Mobay Chemical Company - MERLON®
Rubbermaid
DOW
Història [modifica]
El policarbonat derivat del bisfenol A va ser descobert per la Bayer el 1953 i aviat per la General Electric. Va serintroduït al mercat el 1958 per Bayer Mobay, i General Electric.[3]
Perills potencials en contacte amb els aliments [modifica]
L'ús de recipients de policarbonat per al propòsit d'emmagatzematge d'aliments és controvertit. La base d'aquesta controvèrsia és la seva hidròlisi (degradació per aigua, sovint dita lixiviació) que es produeix a alta temperatura, amb emissions de bisfenol A:
- 1/n [OC(OC6H4)2CMe2]n + H2O → (HOC6H4)2CMe2 + CO2
Més de 100 estudis han explorat la bioactivitat d'un derivat dels policarbonats derivats del bisfenol. El bisfenol A que s'allibrava de les gàbies dels animals de laboratori pot haver estat responsable de l'engrandiment dels òrgans reproductius de les femelles de ratolí.[9] No obstant això, les gàbies dels animals utilitzats en la investigació van ser fabricades a partir de policarbonat de grau industrial, en lloc del de la categoria alimentària FDA.
Els blanquejador d'hipoclorit de sodi i altres netejadors alcalins catalitzenr l'alliberament del bisfenol A dels envasos de policarbonat.[10][11] El policarbonat és incompatible amb amoníac i acetona perquè es dissol en la seva presència.[12] Es recomana l'alcohol per a la neteja de greixos i olis del policarbonat.
Referències [modifica]
 |
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Policarbonat  |
- ↑ Pere Molera i Solà; Marc J. Anglada i Gomila (versió anglesa original: W.D. Callister); Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Llibre I, Edicions Reverté, 1995, ISBN 84-291-7253-X
- ↑ Pere Molera i Solà; Marc J. Anglada i Gomila (versió anglesa original: W.D. Callister); Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Llibre II, Edicions Reverté, 1996, ISBN 84-291-7254-8
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Volker Serini "Polycarbonates" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2000. doi:10.1002/14356007.a21_207
- ↑ Egress technicians keep raptor pilots covered. Pacaf.af.mil. Retrieved on 2011-02-26.
- ↑ F-22 Cockpit. Globalsecurity.org (2008-01-21). Retrieved on 2011-02-26.
- ↑ Medical Applications of Polycarbonate
- ↑ «Dow Plastics Medical Application Policy».
- ↑ «Makrolon Polycarbonate Biocompatibility Grades».
- ↑ Howdeshell, KL; Peterman PH, Judy BM, Taylor JA, Orazio CE, Ruhlen RL, Vom Saal FS, Welshons WV. «Bisphenol A is released from used polycarbonate animal cages into water at room temperature». Environmental Health Perspectives, vol. 111, 9, 2003, p. 1180–7. DOI: 10.1289/ehp.5993. PMC: 1241572. PMID: 12842771 [Consulta: 7 juny 2006].
- ↑ Hunt, PA; Kara E. Koehler, Martha Susiarjo, Craig A. Hodges, Arlene Ilagan, Robert C. Voigt, Sally Thomas, Brian F. Thomas and Terry J. Hassold. «Bisphenol A Exposure Causes Meiotic Aneuploidy in the Female Mouse». Current Biology, vol. 13, 7, 2003, p. 546–553. DOI: 10.1016/S0960-9822(03)00189-1. PMID: 12676084.
- ↑ Koehler, KE; Robert C. Voigt, Sally Thomas, Bruce Lamb, Cheryl Urban, Terry Hassold, and Patricia A. Hunt. «When disaster strikes: rethinking caging materials». Lab Animal, vol. 32, 4, 2003, p. 24–27. DOI: 10.1038/laban0403-24. PMID: 19753748.
- ↑ Premium Twinwall and Triplewall Polycarbonate Sheet by Verolite
