Поликарбонаты относятся к группе термопластов, объединенных общей формулой. Полимер представляет собой твердое бесцветное вещество, сырье которого перед производством изделий находится в виде гранул. Широкое применение материал нашел в строительстве, где используется сотовый поликарбонат (несколько слоев, соединенных между собой перемычками, имеющими схожесть с сотами), и монолитный поликарбонат, который благодаря высокой прозрачности и уникальной прочности используется для остекления различных конструкций. Пленки из этого материала могут быть различной толщины, цвета, фактуры и прозрачности, а также значительно отличаться по эксплуатационным характеристикам.
Поликарбонатная пленка обладает рядом положительных свойств:
- хорошая механическая прочность;
- сопротивляемость ударным воздействиям, благодаря хорошей пластичности;
- хорошие диэлектрические характеристики;
- водоустойчивость;
- термостойкость.
Поликарбонат разделяется на сотовый и монолитный, характеристики которых значительно разнятся.
Производство поликарбоната
В промышленности поликарбонат, применяемый для производства пленки, получают тремя различными способами, имеющими свои положительные и отрицательные стороны.
Метод поликонденсации
При этом методе в качестве катализатора и основания, связывающего хлороводород, используется пиридин. Образующийся в процессе гидрохлорид пиридина по окончании реакции отфильтровывают. Остатки пиридина вымываются раствором кислоты.
Образовавшийся поликарбонат выделяется при помощи кислородосодержащего растворителя и выпаривания. Образовавшийся осадок сушится и гранулируется. Основным недостатком является высокая стоимость пиридина.
Метод переэтерификации
Реакция проводится в присутствии метилата натрия, служащего катализатором. Для начала реакции используются вакуумные реакторы и ступенчатое повышение температуры. В процессе реакции образуется фенол, который постоянно удаляется из расплава.
Образовавшийся расплав поликарбоната гранулируется и поступает на дальнейшую переработку. Отрицательными моментами этого метода является загрязненность полученного поликарбоната остатками катализатора и малая молекулярная масса.
Бесфосгенный метод
Современные технологии ориентируются на совершенствование и удешевление этого метода. Основой его является взаимодействие диметилового эфира угольной кислоты и дифенилолпропана.
Бесфосгенный метод довольно энергоемок, в процессе выделяется анизол и отсутствует возможность получения сополимеров на основе поликарбоната, поэтому распространение его весьма ограничено.
Сотовый поликарбонат
Это полимер, получаемый из гранулированного поликарбоната методом экструзии (продавливания расплавленных гранул сквозь специальную форму). Структура сотового поликарбоната состоит из ячеек, в которой 2 и более слоев соединены между собой продольными ребрами жесткости.
Благодаря свойствам материала, возможно получение листов с толщиной стенок 0,3-,07 мм, при полном сохранении ударопрочности. Воздух, находящийся в пустотах материала, значительно уменьшает теплопроводность материала. Образованные при производстве пленки ребра жесткости обеспечивают прочность материала.
Полученные листы материала обладают большим количеством достоинств:
- ударная прочность (в 200 раз больше чем у стекла);
- устойчивость к воздействию высоких температур;
- огнестойкость;
- удельный вес значительно ниже чем у других видов пластика;
- светопроницаемость достигает 86 %;
- хорошая звукоизоляция;
- химическая нейтральность;
- долговечность;
- высокая пластичность, позволяющая создавать сложные конструкции из материала.
Из минусов следует отметить, что материал подвержен воздействию ультрафиолета, поэтому покрывается специальными защитными пленками.
Монолитный поликарбонат
Монолитный поликарбонат, это пластик полученный в результате формования под давлением под воздействием высоких температур из гранулированного поликарбоната и имеющий однородную структуру. Этот материал по прозрачности намного превосходит сотовый поликарбонат и может конкурировать с силикатным стеклом.
Простота обработки, хорошая ударная прочность, химическая нейтральность и небольшой вес (в сравнении со стеклом), позволяют применять монолитный поликарбонат в качестве прозрачного защитного покрытия (например, для ограждения хоккейных площадок).
Применение поликарбонатных пленок
Поликарбонатная пленка производимая с применением различных присадок, может получить дополнительные свойства:
- окраска в различные цвета;
- повышенная устойчивость к перепадам температур;
- огнеупорность;
- повышенная химическая нейтральность.
Поликарбонатная пленка хорошо обрабатывается с применением различного инструмента, обладает возможностью сгибания, может гравироваться с применением лазера, использоваться в качестве основы для печати различных изображений.
Благодаря своим свойствам, этот материал используется для:
- изготовления жидкокристаллических дисплеев;
- покрытия контрольных панелей, циферблатов часов, различных датчиков;
- изготовления световозвращающих дорожных знаков;
- долговечного (по сравнению с ПВХ пленками) покрытия теплиц;
- покрытия панелей в автомобилях;
- изготовления солнцезащитных стекол, линз, масок сварщиков, защитных стекол шлемов;
- производства с помощью лазерной гравировки защищенных от подделки документов (удостоверений, идентификационных карт);
- изоляции в электронике.
Особо следует отметить производство пластиковых карт с применением лазерной гравировки. В последние годы потери банковского сектора от подделки пластиковых карт составляют значительные суммы. Это объясняется тем, что вся информация, требующаяся для доступа к счету, находится на магнитной полосе обычной ПВХ карты. Простое копирование позволяет мошенникам использовать поддельную карту для снятия средств.
Применение поликарбоната позволяет наносить на карту уникальную лазерную гравировку, подделать которую технически очень сложно. Такая технология уже нашла применение для изготовления биометрических заграничных паспортов, что позволяет избежать их подделывания. Основным фактором, останавливающим продвижение этой технологии, является высокая стоимость изготовления таких карт.
