پلی کربنات ها در سال ۱۹۵۳ به وسیله دکتر harmann schnell از شرکت بایر آلمان معرفی شد. لاکن عرضه تجاری این پلاستیک در سال ۱۹۵۸ توسط شرکت های بایر و جنرال الکتریک آمریکا صورت پذیرفت.
ساختمان و خواص شیمیایی:
پلی کربنات ها در حقیقت پلی استر های گرمانرم آمورف و خطی هستند که از واکنش اسید کربنیک با دی اُل های آروماتیک و آلیفاتیک به دست می آیند. اطلاعات کمی در زمینه پلی کربنات های الیفاتیک, سیکلوآلیفاتیک و آلیفاتیک آروماتیک وجود دارد در حالی که پلی کربنات های آروماتیک به ویژه پلی کربنات های ساخته شده از Bisphenol A به طور وسیعی مطالعه شده اند. Bisphenol A پلی کربنات, از ترکیب اسید کربنیک با فسژن به دست می آید.
پلی کربنات غیر خورنده است, قابلیت آتش گیری دارد ولی پس از خارج ساختن آن از شعله, خودش را خاموش می کند. این پلاستیک در حلال های هیدروکربور های کلره حل می شود ، توسط هیدروکربور های حلقوی و قلیاهای قوی مورد حمله قرار می گیرد، در الکل های خطی نا محلول و در برابر اسید های معدنی پایدار می باشد.
میزان جذب رطوبت پلی کربنات کم و در برابر گاز ازن، هوا، اشعه فرا بنفش، و شرایط محیطی مقاوم است.
خواص حرارتی:
پلی کربنات صلبیت خود را تا ۱۴۰+ درجه سانتی گراد و چقرمگی خود را تا دمای ۱۲۰- درجه سانتی گراد حفظ می کند. پلی کربنات های ساخته شده از بیس فنل A تنها در دماهای کمتر از ۱۰۰- درجه سانتی گراد حالت شکننده پیدا می کنند. همچنین مقاومت خود را تا ۱۲۰+ درجه سانتی گراد حفظ می نماید. این پلاستیک دارای پایداری ابعادی بسیار بالایی است. درجه حرارت واپیچی گرمایی قطعات ساخته شدهاز پلی کربنات های Bisphenol A در گستره حرارتی ۱۳۴ تا ۱۴۳ درجه سانتی گراد قرار می گیرد. این دما با استفاده از تقویت کننده های الیاف شیشه تا حدود ۱۵ درجه سانتی گراد افزایش می یابد. این پلاستیک در تماس با شعله آتش گیر است ولی پس از خروج از شعله قابلیت خود اطفایی دارد. پلی کربنات قابلیت استریل شدن با بخار آب را دارد و به آسانی و با انواع مختلف روش های متداول صنعتی قابلیت شکل دهی دارد.
خواص مکانیکی:
پلی کربنات های آروماتیک با دوام و سخت هستند و این خصوصیت را در محدوده نسبتا زیادی از دما حفظ می کنند. خصوصیت های مکانیکی پلی کربنات های آروماتیک به وزن مولکولی آنها بستگی دارد. مقاومت در برابر ضربه بسیار زیاد این پلاستیک از برجسته ترین خواص خواص مکانیکی آن در مقایسه با تمام پلاستیک های پر مصرف صنعتی و مهندسی است. همچین از مقاومت بالایی در برابر سایش برخوردار می باشد. محصولاتی که متوسط وزن مولکولی آن ها کمتر از ۱۰۰۰۰ است قابلیت تشکیل فیلم را ندارند. اما با افزایش وزن مولکولی بین ۱۰۰۰۰ تا ۱۸۰۰۰ خصوصیات مکانیکی آن ها در حد ضعیف قرار می گیرد. جرم مولکول های کمتر از ۲۰۰۰۰ عموما رفتار مکانیکی مناسبی ندارند, ولی با افزایش وزن مولکولی تا ۲۵۰۰۰ رفتار های کششی و ضربه ای بهتر می شود.تهیه جرم مولکولی بالای ۵۰۰۰۰ این پلاستیک دشوار است. این پلاستیک از پایداری ابعاد بسیار خوبی برخوردار است. ضریب انبساط خطی پلی کربنات های تهیه شده از Bisphenol A در مقایسه با سایر پلاستیک ها, بسیار پایین تر است این مقدار با استفاده از تقویت کننده الیاف شیشه تا حدود ۲/۳% مقدار اولیه کاهش می یابد. از تقویت شده این پلاستیک با الیاف شیشه, می توان به عنوان جایگزینی مطمئن برای برخی کامپوزیت ها مانند پلی فنل فرم آلدهید استفاده کرد. فرایند شکل دهی آن ساده تر و اقتصادی تر است و در بسیاری از موارد خواص بهتری نیز در مقایسه با رزین های فنولی از خود نشان می دهند.پلی کربنات پلاستیکی بسیار شفاف و خوش نما است و ۹۰ % نور را از خود عبور می دهد ولی در طول زمان از شفافیت آن کمی کاسته می شود.
انواع و گونه های مختلف PC:
تنوع گونه های تجاری پلی کربنات در سال های اخیر افزایش زیادی یافته است. کاربرد محصول و فرایند شکل دهی دو گزینه مهم انتخاب انواع و گونه های این پلاستیک به شمار می آید.
انواع متعدد پلی کربنات موجود در بازار عبارتند از هموپلیمر, آلیاژ, تقویت شده و بهبود یافته با افزودنی های ویژه. هموپلیمر های آن در ساخت فیلم, ورق, و قطعه مورد استفاده قرار می گیرد. انواع بهبود یافته مانند مقاوم شده در برابر شعله, یا نوع پایدار شده در مقابل ترک های ناشی از تنش های محیطی. انواع تقویت شده با الیاف شیشه که با در صد های وزنی ۲۰ % و ۳۰ % کاربرد فراوانی داردو از آن ها قطعات محکمی ساخته می شود. نوع شاخه ای پلی کربنات برای کاربرد هایی که مذاب باید استحکام زیادی داشته باشد, مناسب است.
مهمترین تفاوت بین گونه ها عبارت است از:
۱ - تفاوت در وزن مولکولی ۲ - حضور یا (به صورتی) یک ترکیب پلی هیدرولیکی ۳ - تفاوت در مواد افزودنی
از گونه های صنعتی و تجاری بیس فنل A پلی کربنات می توان موارد زیر را نام برد:
۱ - نمونه مناسب برای قالبگیری تزریقی ۲ - نمونه مناسب برای فرایند اکستروژن ۳ - نمونه مناسب برای قالبگیری دمشی ۴ - نمونه مناسب برای قالبگیری فوم های ساختاری ۵ - نمونه مناسب برای قالبگیری حرارتی تحت خلاء
