Polikarbonat (PC) Nedir ve Niçin Kullanılır?

Polikarbonat (PC) plastikler, natürel, şeffaf bir şekilsiz termoplastiktir. Her ne kadar çeşitli renklerde (belki de yarı saydamda olabilir) ticari olarak temin edilebilmelerine rağmen, ham madde ışığın içten geçmesine neredeyse cam ile aynı kapasitede izin verir. Polikarbonat polimerleri çeşitli malzemeler üretmek için kullanılır ve darbe direnci ve / veya şeffaflık bir ürün gerekliliği olduğunda (örneğin kurşun geçirmez camda) özellikle yararlıdır.
PC, tıbbi cihazlarda, gözlük camlarında, koruyucu donanımlarda, otomotiv parçalarında, seralarda, dijital disklerde (CD, DVD ve Blu-ray) ve dış aydınlatma armatürlerinde yaygın olarak kullanılır. PC ayrıca iyi ısı direncine sahiptir ve önemli ölçüde malzeme bozulması olmaksızın alev geciktirici malzemelerle birleştirilebilir. Polikarbonat plastikler, şekil olarak darbeye karşı dayanıklı “cam benzeri” yüzeylerde olduğu gibi daha dayanıklı, sağlam malzemeler için kullanılmaları bakımından mühendislik plastikleridir.
Aşağıdaki şema, Polikarbonatın, Polistiren (PS) ABS veya naylon gibi yoğun olarak kullanılan diğer plastiklerin darbe mukavemetine kıyasla nispi darbe mukavemetini göstermektedir.

Polikarbonatın bir başka özelliği de çok esnek olmasıdır. Alüminyum sac metaline benzer şekilde, çatlamadan veya kırılmadan oda sıcaklığında tipik olarak oluşturulabilir. Her ne kadar deformasyon ısı uygulaması ile daha basit olsa da, onsuz küçük açılı kıvrımlar bile mümkündür. Bu özellik, polikarbonat tabaka stokunu, özellikle levha metalinin yaşayamayacağı (örneğin saydamlık gerektiğinde veya iyi elektriksel yalıtım özelliklerine sahip iletken olmayan bir malzeme gerektiğinde) prototipleme uygulamalarında yararlı hale getirir.

Polikarbonatın Özellikleri Nedir?

Şimdi ne için kullanıldığını biliyoruz, Polikarbonat’ın bazı temel özelliklerini inceleyelim. PC “termoplastik” (“termoset” in aksine) olarak sınıflandırılmıştır ve isim plastiğin ısıya tepki vermesiyle ilgilidir. Termoplastik malzemeler erime noktası sıvı hale geçme derecesi Polyamid durumunda 155 derecedir. Termoplastikler ile alakalı önemli bir özellik, erime noktasına kadar ısıtılabilmeleri, soğutulmaları ve önemli bir bozulma olmaksızın tekrar ısıtılabilmeleridir. Polikarbonat sıvısı gibi termoplastiklerin yanması yerine basit bir şekilde enjeksiyon kalıplanmasına ve sonradan geri dönüştürülmesine olanak tanır. Buna karşılık, termoset plastikler sadece bir kez ısıtılabilir (tipik olarak enjeksiyon kalıplama işlemi sırasında). İlk ısıtma, termoset malzemelerinin (2 kısımlı epoksiye benzer) ayarlanmasına ve tersine çevrilemeyen kimyasal bir değişikliğe sebep olur. Bir termoset plastiği yüksek bir sıcaklıkta ısıtmaya çalıştıysanız, basitçe yanar. Bu özellik, termoset malzemelerini geri dönüşüm için zayıf seçimler haline getirir.
Polikarbonat da amorf bir malzemedir, yani kristalli katıların sıralı özelliklerini sergilemez. Tipik olarak amorf plastikler, kristalli polimerlerde olduğu gibi katıdan sıvıya keskin bir geçiş sergilemekten ziyade yavaş yavaş yumuşama (yani cam geçiş sıcaklığı ve erime noktaları arasında daha geniş bir aralığa sahiptir) eğilimi gösterirler. Son olarak, Polikarbonat bir Kopolimer, birbiriyle kombinasyon halinde birkaç farklı monomer tipinden oluşur.

Polikarbonat Neden Bu Kadar Sık Kullanılır?

Polikarbonat, şeffaflık ve büyük darbelere karşı dayanımı gerektiren uygulamalar için son derece kullanışlı bir plastiktir. Cam ve doğal bir UV filtresinde kullanılmak üzere daha hafif bir alternatif malzemedir, bu yüzden genellikle gözlüklerde kullanılır. Sanayi tipi alt yaratıcı mekanizmalarının, genelinde bir dizi uygulamayla Polikarbonat kullanıldı.
Birkaç Örnek Aşağıdakileri İçerir
• Prototip modellerde pencereleri temizlemede
• Renkli saydam prototipler
• Spor ekipmanları prototipleri için açık tüpler
• LED’ler için difüzörler ve hafif borular
• Üretan ve silikon döküm için temiz kalıplar
• ABS bir seçenek olmadığında yüksek ısı uygulamaları için 3D baskılı modeller
• Makine korumaları
Parlamayı azaltmak amacıyla kullanılan renkli PC’leri gördük (örneğin otoyoldaki ışıklı tabelaları kapatmak için). Bu tür ürünleri üreten firmalar hem LED’leri korumak hem de parlamayı azaltmak için işaretlerinin önüne sıklıkla Polikarbonat yapıştırırlar.

Polikarbonatın Farklı Türleri Nelerdir?

AZO Materyallerine göre, Polikarbonat eşzamanlı olarak 20. yüzyılın ortalarında ABD’de GE ve Almanya’da Bayer tarafından geliştirilmiştir. Modern dönemde, her biri tipik olarak kendi üretim süreci ve benzersiz formülü ile çok sayıda firma tarafından üretilmektedir. Ticari isimler, SABIC tarafından Lexan veya Bayer MaterialScience tarafından Makrolon gibi iyi bilinen varyantları (veya “reçineler”) içerir.
Mevcut çeşitli polikarbonat dereceleri vardır. Çoğu, genel adı (polikarbonat) ile adlandırılır ve tipik olarak içerdikleri cam elyaf takviyesinin miktarı ve bunlar arasındaki eriyik akışındaki varyans ile ayırt edilir. Bazı polikarbonatlar, malzemeyi güneşe uzun süreli maruz kalmaktan koruyan “ultraviyole stabilizatörler” gibi katkı maddelerine sahiptir. Enjeksiyonla kalıplanabilir polikarbonat, işleme sırasında malzemeyi yağlayan kalıp ayırıcı maddeler gibi başka katkı maddelerini içerebilir. Bitmiş polikarbonat tipik olarak silindir, çubuk veya tabaka olarak satılır.

PC Nasıl Yapılır?

Polikarbonat, diğer plastikler gibi, hidrokarbon yakıtların damıtılmasıyla “fraksiyonlar” adı verilen daha hafif gruplara damlatılarak başlar, bunların bazıları plastik üretmek için diğer katalizörler ile bir araya getirilir (tipik olarak polimerizasyon veya polikondensasyon yoluyla CNC Makineleri ve 3D)

Yazıcılarda Prototip Geliştirme İçin PC

PC, stokta ve yuvarlak stokta mevcuttur, bu da bir değirmen veya torna tezgahında eksiltme işlemi için iyi bir malzeme adayıdır. Renkler genellikle berrak, beyaz ve siyah ile sınırlıdır. Berrak stoktan işlenen parçalar genellikle takım işaretlerini kaldırmak ve malzemenin saydam niteliğini geri kazanmak için bir miktar işlemden geçmeyi gerektirir.
Polikarbonat termoplastik bir malzeme olduğu için, bazı 3D yazıcılar FDM işlemini kullanarak PC ile baskı yapabilir. Malzeme filament şeklinde satın alınır ve 3D yazıcı ısınır ve filamanı istenen 3D şekline bırakır. 3D baskı için PC genellikle beyaz renkle sınırlıdır. PC / ABS karışımları, bir FDM makinesinde 3D baskı için de mevcuttur.

PC Zehirli mi?

Polikarbonat bazı türleri (su ile malzemenin temas için bozulma) bağlı hidroliz sırasında Bisfenol A (BPA) serbest bırakmak için gıda ile temas eden durumlarda zararlı olabilir, bir potansiyeli vardır. En yaygın olarak üretilen polikarbonat türleri BPA ve COCl 2 kombinasyonu ile üretilir, ancak bozulabilir gıda veya su içeren uygulamalar için özellikle pazarlanabilir BPA içermeyen polikarbonatlar vardır.
Devlet finansmanı ile yapılan çalışmaların çoğu, BPA’nın sağlık açısından tehlikeli bir risk oluşturduğunu, birçoğu da endüstri fonlarının tıbbi risklere sahip olmadığını gösterdi. BPA’nın olumsuz etkileri ile ilgili çelişkili çalışmalardan bağımsız olarak, belirli Polikarbonat tipleri serbest bırakılmasıyla ilişkilendirilmiştir. Bu, “BPA içermeyen” polikarbonat ürünlerinin (yaygın olarak konserve kavanozları gibi tüketici ürünlerinde) ortaya çıkmasına yol açmıştır.

Polikarbonatın Dezavantajları Nelerdir?

Polikarbonatın darbelere olan dayanımı nedeniyle bilinmesine rağmen, çizilmeye karşı çok hassastır. Bu nedenle, bir çift camdaki polikarbonat lensler gibi saydam yüzeyler tipik olarak koruma için çizilmeye karşı dayanıklı bir tabaka ile kaplanacaktır.

Polikarbonatın Özellikleri Nedir?

Özellik Değer
Teknik adı Polikarbonat (PC)
Kimyasal formül C 15 H 16 O 2
Erime sıcaklığı 288-316 ° C (550-600 ° F) ***
Tipik kalıp sıcaklığı 82 – 121 ° C (180 – 250 ° F) ***
Isı Saptırma Sıcaklığı (HDT) 140 ° C (284 ° F) 0.46 MPa’da (66 PSI) **
Gerilme direnci 59 MPa (8500 PSI) ***
Bükülme mukavemeti 93 MPa (13500 PSI) ***
Spesifik yer çekimi 1.19
Küçültmek oranı 0,6 – 0,9 (0,006 – 0,009 inç / inç) ***
* Standart durumda (25 ° C’de (77 ° F), 100 kPa’da)

Kaynakça:
https://pslc.ws/macrog/pc.htm
https://www.creativemechanisms.com/blog/everything-you-need-to-know-about-polycarbonate-pc

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu