Inženirske plastike: Polikarbonat (PC) – lastnosti, uporaba in razvoj (2)

Področja uporabe polikarbonata

(I) Področje elektronike in električnih aparatov

Izolacijski materiali in ohišja: Polikarbonat je odličen izolacijski material razreda E (120 °C) z dobro električno izolacijo in dimenzijsko stabilnostjo, zato se pogosto uporablja v elektronski in elektroindustriji. Uporablja se lahko za izdelavo različnih elektronskih komponent in ohišij za opremo, kot so vtičnice za težka bremena, stenske vtičnice, konektorji, ohišja za modeme, priključne stebre in vmesne cevi za optične kable.

Na primer, ohišja in komponente pisarniške opreme, kot so računalniki, tiskalniki in kopirni stroji, ter komunikacijske naprave so večinoma izdelane iz polikarbonata. Ta ne zagotavlja le zanesljive izolacijske zaščite za notranje precizne elektronske komponente, temveč ga je zaradi dobre obdelave z brizganjem mogoče oblikovati v različne kompleksne oblike, ki ustrezajo raznolikim potrebam oblikovanja izdelkov.

Mediji za shranjevanje podatkov: Na področju shranjevanja podatkov imajo optični diski kot pomemben nosilec informacij svoje podlage večinoma izdelane iz polikarbonatnih materialov. Polikarbonatne folije se pogosto uporabljajo tudi v izdelkih, kot so kondenzatorji, izolacijski ovoji, avdio trakovi in barvni video trakovi. Laserski diski visoke gostote iz polikarbonata imajo odlično visoko zmogljivost snemanja in vzdržljivost, kar lahko zadovolji potrebe po visoki zmogljivosti in visoki zanesljivosti shranjevanja podatkov v dobi velikih podatkov.

(II) Področje avtomobilske industrije

Lahke komponente: Glede na prizadevanja avtomobilske industrije za energetsko učinkovitost in visoko zmogljivost je lahka gradnja postala pomembna razvojna smer v avtomobilski industriji. Polikarbonat je z odlično odpornostjo na udarce, odpornostjo na toplotno deformacijo, dobro odpornostjo na vremenske vplive in visoko trdoto zelo primeren za izdelavo avtomobilskih delov. Uporablja se lahko za izdelavo različnih komponent za avtomobile in lahka tovorna vozila, kot so senčniki v svetlobnih sistemih, armaturne plošče, grelne plošče, odmrzovalniki in odbijači iz polikarbonatnih zlitin.

Predvsem v avtomobilskih svetlobnih sistemih lahko zaradi enostavnosti oblikovanja in obdelave polikarbonata sorodne komponente, kot so glave svetilk, povezovalni deli in ohišja svetilk, oblikujemo v leče. To močno poveča fleksibilnost oblikovanja, olajša proizvodnjo in obdelavo ter učinkovito rešuje tehnične izzive, s katerimi se sooča tradicionalno steklo pri izdelavi žarometov. Poleg tega se polikarbonat lahko uporablja za izdelavo delov, kot so strešna okna za avtomobile. V primerjavi s tradicionalnimi steklenimi materiali lahko polikarbonat zmanjša težo komponent za 30–50 %, s čimer doseže lahko avtomobilsko težo, ne da bi pri tem ogrozil zmogljivost in varnost izdelka.

Notranje komponente: Polikarbonat se lahko uporablja tudi pri izdelavi avtomobilskih notranjih delov, kot so notranje obloge in kljuke na vratih. Njegova dobra prilagodljivost barvanju omogoča, da notranje komponente pokažejo bogato paleto barv in leska, kar izboljša splošno estetiko in teksturo notranjosti avtomobila ter potrošnikom zagotavlja boljšo vozniško izkušnjo.

(III) Področje gradbeništva

Razsvetljava in senčniki: Polikarbonatne plošče se pogosto uporabljajo v gradbeni industriji. Polikarbonatne plošče, izdelane s stiskanjem ali ekstrudiranjem, tehtajo le 50 % anorganskega stekla, vendar je njihova toplotna izolacija 25 % boljša od anorganskega stekla, njihova udarna trdnost pa je 250-krat večja od navadnega stekla. Te odlične lastnosti jim dajejo očitne tehnične prednosti v gradbeni industriji, saj se približno tretjina uporablja v steklenih izdelkih, kot so okensko steklo in komercialna izložbena okna.

Polikarbonatne votle sončne plošče in polikarbonatne svetlobne plošče, ki so izdelane iz polikarbonata kot osnovnega materiala z različnimi dodatki, se odlikujejo z majhno težo, tankostjo, visoko togostjo, odpornostjo na deformacije, dobro prepustnostjo svetlobe in odlično odpornostjo na vremenske vplive. Primerne so za senčnike, nadstreške za dnevno svetlobo v dvoranah, strope bazenov in stadionov ter strešne kritine velikih stavb in rastlinjakov. Na primer, pri velikih gradbenih projektih, kot sta streha železniške postaje Shanghai South in strešno okno olimpijskega športnega centra Chongqing, so bili uporabljeni polikarbonatni materiali, ki ne le dosegajo dobre svetlobne učinke, temveč stavbam dodajajo tudi edinstven estetski čar.

Dekorativni materiali: Polikarbonat se dobro prilagaja barvanju, ima svetle barve in močno dekorativnost. Hkrati se ponaša z odlično vzdržljivostjo, dobro odpornostjo na različne korozivne medije, učinke mraza in vročine, staranje in obremenitve, zaradi česar je visokokakovosten gradbeni dekorativni material. Plošče iz polikarbonata z videzom marmorja in lesa z nizko stopnjo penjenja imajo široke možnosti uporabe v gradbeni in pohištveni industriji, saj lahko ustvarijo edinstvene dekorativne sloge za arhitekturna in domača okolja. Poleg tega se polikarbonat lahko uporablja tudi za izdelavo votlih rebrastih dvostenskih plošč, stekla za rastlinjake in varnostnih čelad v gradbeništvu, kar igra pomembno vlogo na področju varnosti stavb.

(IV) Medicinsko področje

Medicinski pripomočki: Polikarbonatni izdelki so odporni na paro, čistila, segrevanje in sterilizacijo z visokimi odmerki sevanja, ne da bi med postopkom sterilizacije porumeneli ali poslabšali svoje fizikalne lastnosti, zato se pogosto uporabljajo na področju medicinske opreme. Uporabljajo se lahko za izdelavo različnih medicinskih pripomočkov, kot so oprema za umetno ledvično hemodializo, visokotlačne brizge, kirurške maske, zobozdravstveni instrumenti za enkratno uporabo, oksigenatorji krvi, naprave za odvzem in shranjevanje krvi ter separatorji krvi.

Ti medicinski pripomočki zahtevajo večkratno sterilizacijo med uporabo, dobra stabilnost polikarbonata pa mu omogoča, da izpolnjuje to strogo zahtevo, kar zagotavlja varno uporabo medicinskih pripomočkov in zaščito zdravja pacientov.

Umetni organi: Polikarbonat ima tudi določeno biokompatibilnost, kar širi njegovo uporabo na medicinskem področju na izdelavo umetnih organov. Na primer, pri proizvodnji umetnih ledvic, umetnih pljuč in drugih umetnih organov lahko polikarbonat pokaže svoje odlične materialne lastnosti, kar močno podpira napredek medicinske tehnologije, pomaga pacientom izboljšati kakovost življenja in podaljšati njihovo življenjsko dobo.

(V) Druga področja

Embalaža za živila

Polikarbonat se lahko uporablja v industriji pakiranja hrane. Čisti polikarbonatni izdelki so nestrupeni; namizni pribor iz njega ne bo zbledel ali se umazaval ob stiku s čajem, kavo itd., niti ne bo vplival na prvotno barvo in okus hrane. Uporablja se predvsem v obliki folij za pakiranje živil, ki potrebujejo dihanje in kisik, kot sta zelenjava in meso. Iz njega se lahko izdelajo tudi vedra za vodo, steklenice za pijačo, skodelice, stekleničke za dojenčke, pa tudi embalaža za živila, kot so steklenice, sklede in krožniki.

Ker pa lahko polikarbonatni izdelki vsebujejo bisfenol A (BPA), ki se lahko pri visokih temperaturah ali močnih alkalnih okoljih zlahka izluži, je Evropska unija prepovedala uporabo polikarbonatnih materialov v stekleničkah za dojenčke, ki vsebujejo BPA. V ta namen industrija aktivno razvija tudi alternative, kot je PC brez BPA (npr. kopoliester Tritan), da bi zagotovila varnost embalaže za živila.

Strojna industrija

V strojni industriji se polikarbonat lahko uporablja za izdelavo različnih komponent, kot so zobniki, polži, turbine, letve, odmične gredi, trni, ležaji, jermenice, tečaji, transmisijske verige, matice, podložke, zakovice, rotorji črpalk, dušilni ventili, cevi za dovod mazalnega olja, pa tudi različna ohišja, pokrovne plošče, posode in deli za hladilne naprave.

Visoka trdnost, odpornost proti obrabi in dobra dimenzijska stabilnost polikarbonata mu omogočajo, da izpolnjuje zahteve uporabe mehanskih delov v kompleksnih delovnih pogojih, kar zagotavlja normalno delovanje mehanske opreme. Tudi v proizvodnji letalskih in vesoljskih strojev je polikarbonat nepogrešljiv material; uspešen razvoj negorljivega polikarbonata je ustvaril boljše pogoje za njegovo uporabo na tem področju. Na primer, na ameriškem letalu Boeing 747 je 2500 delov iz polikarbonata, pri čemer je za vsako letalo uporabljenih skoraj dve toni polikarbonata, kar v celoti dokazuje pomemben položaj polikarbonata v proizvodnji vrhunskih strojev.

Materiali za 3D-tiskanje

Polikarbonat s svojimi vrhunskimi inženirskimi lastnostmi – brez vonja, nestrupen, z visoko trdnostjo, odlično odpornostjo na udarce, nizko stopnjo krčenja ter dobro odpornostjo proti gorenju in onesnaženju – služi kot visokokakovosten material za 3D-tiskanje. Na področju 3D-tiskanja se polikarbonat lahko uporablja za izdelavo kompleksnih komponent s plastnim nanašanjem, kar zadovoljuje potrebe po osebni prilagoditvi in proizvodnji majhnih serij, s čimer zagotavlja nov pristop k inovativnemu razvoju v proizvodnji.

Tekstilna industrija

V tekstilni industriji se polikarbonat lahko uporablja za izdelavo tekstilnih vreten, puš za tekstilne stroje in podobno. Zaradi dobre odpornosti proti obrabi in mehanskih lastnosti se lahko prilagodi delovnemu okolju tekstilnih strojev, ki vključuje delovanje z veliko hitrostjo in pogosto trenje, s čimer se izboljša operativna učinkovitost in življenjska doba tekstilne opreme.