Polycacbonat

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Polycarbonate
Lexan.svg
Cấu trúc lặp đơn vị hóa học
Polycarbonate làm từ Bisphenol A

Gần sóng ngắn Tia hồng ngoại Transmittance Phổ điện từ

IR transmittance of polycarbonate. Also, polycarbonate is almost completely transparent throughout the entire visible region until 400 nm, blocking UV light
Thuộc tính vật lý
Khối lượng riêng 1.20–1.22 g/cm3
Số Abbe 34.0
Chiết suất 1.584-1.586
Tính dễ cháy V0-V2
Chỉ số Ôxy giới hạn 25–27%
Độ hấp thụ ion HydroxylCân bằng hóa học ASTM quốc tế 0.16–0.35%
Độ hấp thụ ion Hydroxyl – hơn 24 giờ 0.1%
Kháng bức xạ Fair
Tử ngoại Kháng bức xạ Fair
Thuộc tính cơ học
Mô-đun của Young 2.0–2.4 GigaPascal (đơn vị)
Độ bền kéot) 55–75 MêgaPa
Strain trong Toàn vẹn và phá vỡ cấu trúc 80–150%
Cường độ nén >80 MPa
Hệ số Poisson 0.37
Độ cứng - hệ thống đo Rockwell M70
Kiểm tra cường độ va đập của Izod 600–850 Joule/m
Sự thử va đập Charpy 20–35 KilôJ/m2
Kháng mài mòn – ASTM International D1044 10–15 MiliGam/1000 Rotation
Hệ số ma sát 0.31
Vận tốc âm thanh 2270 m/s
Thuộc tính nhiệt
Nhiệt độ nóng chảy 155 °C (311 °F)[1]
Nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh 147 °C (297 °F)
Nhiệt độ lệch nhiệt
  • 0.45 MPa: 140 °C (284 °F)
  • 1.8 MPa: 128–138 °C (262–280 °F)
Nhiệt độ hóa mềm Vicat at 10 kNewton (đơn vị) 145 °C (293 °F)[cần dẫn nguồn]
Nhiệt độ hoạt động cao 115–130 °C (239–266 °F)
Nhiệt độ hoạt động thấp −40 °C (−40 °F)[2]
Độ dẫn nhiệt at 23 °C 0.19–0.22 Watt/(m·K)
Sự dẫn nhiệt at 25 °C 0.144 mm²/s[3]
Hệ số giãn nở tuyến tính 65–70 × 10−6/Kelvin
Nhiệt dung riêng 1.2–1.3 kJ/(Kilôgam·K)
Tính chất điện
Hằng số điện môi 2.9
Sự thẩm thấu 2.568 × 10−11 Farad/m
Tính thấm tương đối at 1 MHz 0.866(2)
Tính thấm at 1 MHz 1.089(2) MicrôN/Ampe2
Hệ số giãn nở at 1 Hertz 0.01
Surface Điện trở suất 1015 Ohm/sq
Volume Điện trở suất 1012–1014 Ohm·m
Kháng hóa học
AxítNồng độ Poor
AxítNồng độ Good
Ancol Good
Alkali Good-Poor
Hiđrôcacbon thơm Poor
Mỡ (chất bôi trơn) & Dầu Good-fair
Haloalkane Good-poor
Halogen Poor
Xeton Poor
Chất khí Permeation tại 20 °C
Nitơ 10 – 25 cm3·mm/(m2·day·Bar (unit))
Ôxy 70 – 130 cm3·mm/(m2·day·Bar)
Cacbon điôxít 400 – 800 cm3·mm/(m2·day·Bar)
Bốc hơi nước 1–2 gram·mm/(m2·day) @ 85%–0% Relative humidity Gradien
Kinh tế
Giá thành 2.6 – 2.8 Euro/kg[4]

Polycacbonat (tên thương hiệu Lexan, Makrolon, Makroclear, arcoPlus®) là một loại polymer nhựa nhiệt dẻo. Polycacbonat là một loại nhựa tổng hợp trong đó các đơn vị polymer được liên kết thông qua các nhóm cacbonat, chất liệu này có thể được phủ lên một số bởi một số chất liệu khác.

Polycacbonat dễ dàng chế tác, đúc, và uốn nóng. Vì những tính chất này, polycarbonate được sử dụng trong nhiều thiết bị. Polycarbonate không có một mã nhận dạng nhựa riêng.

Cấu trúc[sửa | sửa mã nguồn]

Sở dĩ chất này được đặt tên là Polycacbonat vì nó là polymer nhưng lại có chứa các nhóm cacbonat (-O-(C=O)-O-). Với nhiều tính năng hữu dụng, như chịu nhiệt, chịu lực và cáo tính chất quang học khác, khiến loại nhựa này được sử dụng rộng rãi trong ngành vật liệu và kĩ sư.

Sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

Polycacbonat chủ yếu sản xuất từ phản ứng giữa bisphenol A (BPA) và Phosgene (COCl2). Phản ứng được viết như sau:Polycarbonatsynthese

Trong việc sản xuất polycacbonat bằng cách này, việc đầu tiên là xử lý bisphenol A với hợp chất Natri hiđroxit, là chất dùng để khử các nhóm hyđroxyl ở trong bisphenol A

(HOC6H4)2CMe2 + 2 NaOH → Na2(OC6H4)CMe2 + 2 H2O

Tiếp tục, chất diphenoxide (Na2(OC6H4)CMe2) phản ứng với phosgene để tạo ra chloroform, và phản ứng tiếp với phân tử diphenoxide khác. Quá trình phản ứng:

Na2(OC4H6)2CMe2 + COCl2 → 1/n [OC(OC6H4)2CMe2]n + 2 NaCl

Cách này có thể sản xuất polycacbonat với số lượng 1 tỷ kilogram polycacbonat mỗi năm.

Rất nhiều điol khác đã được thử trong việc thay thế bisphenol A, như 1,1-bis(4-hidroxyohenyl)cyclohexane và dihydroxybenzophenone. Ngoài ra, họ thường cho thêm chất cyclohexan để tăng áp suất các nguyên tử thuỷ tinh trong sản phẩm sản xuất bằng BPA. Tetrabromobisphenol A cũng được dùng để tăng độ chịu nhiệt của sản phẩm. Trong khi đó, Tetramethylcyclobutanediol đã được nghiên cứu, phát triển để thay thế BPA.

Một cách khác trong việc chế tạo polycacbonat, sử dụng quá trình biến đổi ancol trong BPA và diphenyl cacbonat:

(HOC6H4)2CMe2 + (C6H5O)2CO → 1/n [OC(OC6H4)2CMe2]n + 2 C6H5OH

Diphenyl carbonate được chiết xuất nhờ quá trình chuyển hóa từ cacbon mônôxít, sử dụng cách này sẽ an toàn với môi trường hơn so với cách sử dụng phosgene.

Tính chất và cách chế tạo[sửa | sửa mã nguồn]

Polycacbonat rất bền và chịu lực cao, nhưng tuy nhiên, đố chống trầy xước lại kém. Để tăng độ chống trầy, một lớp cứng được phủ lên bên trên trong việc sử dụng polycacbonat làm tròng kính hay làm lớp vỏ ngoài các bộ phận của phương tiện vận tải. Các tính chất khác của polycacbonat gần giống với polymethyl methacrylate (PMMA, được làm từ polige), nhưng polycacbonat cứng hơn và chịu được lâu trong điều kiện nhiệt độ cực cao. Độ truyền sáng của polycacbonat tốt, tốt hơn so với các loại kính khác.

Điểm dịch chuyển lỏng rắn của Polycacbonat vào khoảng 147 °C, khi qua nhiệt độ này, độ mềm của polycacbonat tỉ lệ thuận với độ tăng của nhiệt, và hóa lỏng hoàn toàn khi nhiệt độ đạt đến 155 °C. Dụng cụ để làm polycacbonat phải có nhiệt độ trên 80 °C để tránh tình trạng sản phẩm dễ bị nứt, vỡ.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Những nguy cơ gây hại trong công nghiệp thực phẩm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ “Polycarbonate”. city plastics. Truy cập ngày 18 tháng 12 năm 2013. 
  2. ^ M. Parvin and J. G. Williams (1975). “The effect of temperature on the fracture of polycarbonate”. Journal of Materials Science 10 (11): 1883. doi:10.1007/BF00754478. 
  3. ^ J. Blumm, A. Lindemann (2003/2007). “Characterization of the thermophysical properties of molten polymers and liquids using the flash technique”. High Temperatures-High Pressures. 35/36 (6): 627. doi:10.1068/htjr144.  Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |date= (trợ giúp)
  4. ^ CES Edupack 2010, Polycarbonate (PC) specs sheet

Nguồn[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]