La produzione di policarbonato (PC) è molto complessa. In passato, solo pochi grandi colossi chimici al mondo disponevano di metodi e capacità produttive adeguati. I produttori nazionali di policarbonato (PC) sono tutti stranieri o joint venture. Con l'aumento della domanda di policarbonato (PC) nei settori dell'edilizia e dell'automobile, la Cina sta incrementando gli investimenti nella produzione di policarbonato (PC). Nel 2019, la capacità produttiva globale di policarbonato (PC) supererà i 5.6 milioni di tonnellate.

Il bisfenolo A policarbonato (PC) è ampiamente utilizzato nei settori dell'edilizia, dell'elettronica, dell'automobile, della medicina e in altri settori economici nazionali per i suoi vantaggi di buona trasparenza, elevata resistenza agli urti, buona stabilità termica, resistenza allo scorrimento, buona resistenza al freddo, buon isolamento elettrico e buona resistenza alla fiamma.

Il policarbonato (PC) è una plastica ingegneristica. È un polimero termoplastico incolore, inodore, trasparente e amorfo. Il policarbonato (PC) può essere suddiviso in gruppi alifatici, aliciclici e aromatici. A causa delle limitazioni di lavorazione, dei costi di produzione e di altri fattori, il policarbonato (PC) aromatico contenente bisfenolo A può essere industrializzato su larga scala.

Policarbonato (PC) | Principali campi di applicazione
Materiali da costruzione (pannello solare, pannello di resistenza, tegola ondulata, pannello di collegamento per facciate continue)

Fin dall'antichità, il vetro è stato il principale materiale di illuminazione nella vita moderna. Il tetto di edifici di grandi dimensioni richiede "leggerezza e alta resistenza". L'elevata resistenza e la bassa densità del policarbonato (PC) compensano la fragilità del vetro. Offre i vantaggi di elevata sicurezza, semplicità di installazione e grande progettabilità, e occupa un posto di rilievo nel campo dell'architettura contemporanea. I vantaggi dei materiali da soli non sono sufficienti per completare un edificio magnifico. Proprio come il cemento deve essere rinforzato, il policarbonato (PC) come materiale da costruzione aggiunge anche un tocco di design.

Con il progresso della tecnologia di produzione e del processo di produzione dei pannelli in policarbonato (PC), il pannello alveolare in policarbonato (PC) ha introdotto numerosi nuovi elementi architettonici nei tetti, nelle pareti e nelle facciate continue degli edifici. Questo tipo di pannello, noto anche come "pannello solare", può penetrare la maggior parte della luce visibile e bloccare la maggior parte dei raggi infrarossi e ultravioletti. Dopo che la luce naturale attraversa il pannello piatto, forma un riflesso morbido e diffuso nella stanza, che non abbaglia. È ampiamente utilizzato in officine industriali, palestre, padiglioni fieristici, aeroporti e altri edifici di grandi dimensioni e profondi.

Il pannello in policarbonato (PC) offre un eccellente risparmio energetico ed è considerato un materiale da costruzione ecologico. Il software EnergyPlus è stato utilizzato per simulare il consumo energetico di un edificio a Shanghai e calcolarne i costi. I risultati mostrano che il costo annuo di una finestra multistrato in policarbonato (PC) può essere ridotto di 6.2~36.6 yuan/m² rispetto a una finestra con doppio vetro.

Elettronica

Il policarbonato (PC) offre un buon isolamento e resistenza in un'ampia gamma di temperature e umidità. È ampiamente utilizzato come guscio, involucro e parte strutturale di vari elettrodomestici commerciali e computer. Può essere utilizzato per realizzare guaine isolanti, supporti per bobine, gusci per utensili elettrici, cassetti per frigoriferi, componenti per aspirapolvere, ecc. Può essere utilizzato per produrre componenti con elevata precisione dimensionale, come computer, videoregistratori, interruttori TV, relè e altri componenti importanti nelle apparecchiature di comunicazione. La sua trasparenza alla luce, la diffusione della luce e la stabilità dimensionale sono applicate ai diffusori LCD di grandi dimensioni superiori a 42 pollici. La lega policarbonato (PC)/ABS può ridurre i costi e presenta lavorabilità e resistenza ai raggi UV. Può essere utilizzata per produrre componenti a pareti sottili per computer portatili e computer portatili stampati a iniezione.

Industria automobilistica

I tradizionali finestrini e lucernari vengono sostituiti da materiali in policarbonato (PC), e la bassa densità è una delle ragioni di questo cambiamento. Le eccellenti prestazioni di lavorazione delle materie plastiche possono consentire a sviluppatori e designer del settore automobilistico di innovare. La lastra in policarbonato (PC) altamente curva è integrata nella carrozzeria per migliorare l'efficienza aerodinamica. I finestrini della Fiat 500L dimostrano la forte competitività dei materiali in policarbonato (PC) in questo campo. Il potenziale di sviluppo dei lucernari in policarbonato (PC) è enorme. Ogni tre auto prodotte in Cina sarà dotata di lucernari e lucernari panoramici. Il policarbonato (PC) ad alta resistenza al calore può essere spruzzato direttamente sotto vuoto con metallo per la produzione di componenti del condensatore e del riflettore.

Nel sistema di illuminazione, il policarbonato (PC) può essere utilizzato per produrre fari anteriori, fanali posteriori e indicatori di direzione complessi per migliorare la resistenza agli urti. Il policarbonato (PC) è utilizzato e la massa del coperchio del faro anteriore è inferiore di 0.5~1.4 kg rispetto a quella del vetro inorganico. La lega di policarbonato (PC) ha elevate proprietà meccaniche e un bell'aspetto. Viene utilizzata principalmente per l'assemblaggio di automobili e componenti interni. Ad esempio, la lega di policarbonato (PC)/ABS offre un'eccellente resistenza al calore, resistenza agli urti e rigidità, nonché una buona fluidità e finitura di lavorazione. È un materiale ideale per la produzione di cruscotti per automobili. Il cruscotto prodotto può essere spruzzato direttamente con vernice di finitura morbida e rivestito con pellicola in PVC senza pretrattamento superficiale.

Apparecchi e strumenti medici

Le applicazioni mediche tipiche includono siringhe ad alta pressione, strumenti odontoiatrici, mascherine chirurgiche, ossigenatori del sangue, dispositivi per il prelievo del sangue, apparecchiature per la separazione del sangue, apparecchiature chirurgiche, apparecchiature per la dialisi renale, componenti venosi e centrifughe mediche. La capacità del policarbonato (PC) di resistere alle radiazioni ad alta energia e alla disinfezione ad alta temperatura senza perdere proprietà fisiche e ingiallire, il miglioramento della resistenza chimica e la prevenzione delle crepe sono aspetti chiave per l'espansione delle applicazioni del policarbonato (PC) in questo campo.

Bayer ha lanciato una serie di nuovi prodotti medicali, tra cui markrolon2258, markrolonrx2435 e markrolonrx2440. Makrolon rx2440 è un nuovo materiale in policarbonato (PC) medicale trasparente e ad alta mobilità con buona biocompatibilità γ. Il tempo di recupero del colore della sterilizzazione a vapore con ossido di etilene mediante irradiazione con fascio di elettroni a raggi X è più rapido rispetto a quello del policarbonato (PC) ordinario, che può essere utilizzato in vari dispositivi medicali, come iniezioni endovenose, per le vie respiratorie, interventi chirurgici, trattamenti renali, ecc.

Kos ha recentemente lanciato Makrolon rx3440, resistente ai solventi utilizzati nei trattamenti antitumorali e nei detergenti. La durevolezza e la resistenza chimica di questo prodotto in policarbonato (PC) medicale contribuiscono a prevenire le crepe e consentono ai professionisti sanitari di iniettare farmaci in sicurezza nei pazienti oncologici. Styron ha lanciato prodotti in lega Emerge policarbonato (PC)/PET9100CR, in grado di soddisfare i requisiti di resistenza chimica in condizioni estreme senza decomposizione superficiale della plastica, crepe, fratture e altri fenomeni.

Altro

Il policarbonato (PC) può essere utilizzato per il confezionamento di pellicole e lenti ottiche. Lo spessore minimo di una pellicola può raggiungere 0.03 mm. È insapore, atossico, altamente trasparente, incolore e di colore giallo chiaro. Ha numerose funzioni, come ritardante di fiamma, grado di stampa, antigraffio, antistatico, ecc. Può essere utilizzato per l'isolamento di sistemi di alimentazione, stampe speciali, vetri per finestre di telefoni cellulari e altri prodotti elettronici. Il policarbonato (PC) di grado ottico può essere utilizzato per produrre lenti e vetri ottici per fotocamere, microscopi e telescopi avanzati, con un'eccellente resistenza agli urti. In termini di imballaggio, viene utilizzato principalmente per bottiglie d'acqua riutilizzabili di grande capacità e utensili per alimenti.

Policarbonato (PC) | Ultimi progressi della ricerca

Secondo la letteratura esistente, i principali ambiti di ricerca nel campo del policarbonato (PC) includono principalmente lo sviluppo di ritardanti di fiamma e compositi. Da un lato, i settori dell'elettronica e dell'elettricità richiedono materiali in policarbonato (PC) stabili e ignifughi quando sono sottili. In settori di fascia alta come sensori, celle solari, touch screen, display, finestre intelligenti, ecc., il policarbonato (PC) come materiale matrice mostra alcune prospettive applicative.

Policarbonato ignifugo

Esistono molti tipi di ritardanti di fiamma in policarbonato (PC). Inizialmente, esistevano ritardanti di fiamma solfonati, ritardanti di fiamma organofosforici, ritardanti di fiamma bromurati, ritardanti di fiamma organosilicionici, ritardanti di fiamma inorganici, ecc., con i loro vantaggi e svantaggi. Attualmente, la tendenza dei prodotti sul mercato è quella di essere privi di alogeni. I ritardanti di fiamma solfonati presentano principalmente un'elevata temperatura di deformazione termica e un elevato indice di temperatura. Il grado di ritardante di fiamma del policarbonato modificato (PC) è generalmente UL94V-0 (1.0 ～ 1.5 mm).

Con lo sviluppo della società, le persone richiedono apparecchiature elettroniche pratiche, sicure ed esteticamente gradevoli. Pareti sottili e un bell'aspetto sono le tendenze di sviluppo future, che richiedono policarbonato (PC) ignifugo privo di alogeni per raggiungere un elevato livello di ignifugazione e avere buone proprietà meccaniche, lucentezza, proprietà termiche e di lavorazione. Gli istituti di ricerca aziendali stanno sviluppando nuovi ritardanti di fiamma e combinandoli tra loro per soddisfare i requisiti prestazionali complessivi di vari materiali.

Il polimero polifosfato hm1100, sviluppato dall'azienda americana frxpolymers, viene utilizzato come ritardante di fiamma per policarbonato (PC) per raggiungere un livello di resistenza alla fiamma di 1.0 mm V-0. Rispetto al bisfenolo a-difenilfosfato (BDP), la temperatura di deformazione termica del BDP sotto carico elevato (1.82 MPa) aumenta notevolmente, fino a 123 °C, a indicare l'elevata resistenza all'idrolisi del BDP.

Materiale composito in policarbonato (PC)

Il policarbonato (PC) ha eccellenti proprietà meccaniche e ottiche ed è un materiale matrice ideale. La ricerca attuale include: la modifica del policarbonato (PC) per migliorare la capacità compositiva di altri materiali; l'aggiunta di nerofumo, fibra di carbonio, nanotubi di carbonio e grafene per renderlo conduttivo; come substrato del film, può essere miscelato con il materiale del film.
SABIC è un'azienda petrolchimica di livello mondiale con solide capacità di ricerca e sviluppo nel campo delle materie plastiche termoplastiche. L'azienda ha sviluppato un nuovo tipo di resina in policarbonato (PC) con gruppi speciali sulla catena principale, che può essere combinata direttamente con la fibra di carbonio senza utilizzare il tradizionale agente di accoppiamento silanico per modificare la fibra di carbonio, il che rappresenta un'innovazione.

La ricerca dell'Università di Zhengzhou ha scoperto che il film conduttivo trasparente di SWNT/MWNT/policarbonato (PC) è stato preparato in continuo utilizzando policarbonato (PC) come substrato, nanotubi di carbonio multiparete (MWNT) e nanotubi di carbonio a parete singola (SWNT) come particelle conduttive e attraverso il dispositivo di spruzzatura roll-to-roll (R2R) autoprogettato. I risultati mostrano che il sistema presenta un'ottima flessibilità e un buon controllo della trasmittanza del colore. Rappresenta un importante valore di riferimento per lo sviluppo di finestre intelligenti flessibili.

Analisi dei vantaggi e degli svantaggi delle prospettive applicative del policarbonato (PC)

Merito

Attualmente, il processo di produzione del policarbonato (PC) prevede principalmente il metodo dello scambio estere e il metodo del fosgene. Il primo richiede lo stoccaggio di fenolo con un punto di ebollizione elevato, mentre il fenolo è difficile da raggiungere con un peso molecolare elevato. Il secondo utilizza una materia prima altamente tossica, il fosgene, nel processo di reazione, il che impone elevati requisiti tecnologici e di sicurezza. Se il fenolo stesso è tossico, la soglia di ingresso nella produzione di policarbonato (PC) lo rende monopolistico.

Il policarbonato (PC) è un tipo di materiale plastico ingegneristico con eccellenti proprietà generali, caratterizzato da elevata resistenza, elevata duttilità e tenacità, eccellente resistenza agli urti, eccellenti proprietà elettriche, buona trasmissione luminosa e superiore al 90%. La ricerca sulla sua resistenza alla fiamma è relativamente matura e molti materiali in lega hanno scelto il policarbonato (PC) come uno dei modificatori.

Le prestazioni di isolamento termico del policarbonato (PC) sono 125 volte superiori a quelle del vetro comune, la sua resistenza agli urti è 250 volte superiore a quella del vetro e la sua densità è la metà di quella del vetro. Ha un grande potenziale applicativo nel settore edile.

Il policarbonato (PC) è facile da lavorare negli stampi e può sostituire alcune parti automobilistiche esistenti, contribuendo alla riduzione del peso e al risparmio energetico. L'uso del policarbonato (PC) nell'industria automobilistica cinese rappresenta il 5% del consumo totale, con un ampio margine di sviluppo rispetto al 20% nei paesi esteri.

Nel settore elettrico ed elettronico, il policarbonato (PC) ha registrato da tempo una forte crescita nei consumi grazie alla sua elevata resistenza agli urti, all'elevata temperatura di deformazione termica, all'isolamento, alla resistenza al fuoco e alla stabilità dimensionale.

Considerando che la Cina importa ogni anno miliardi di policarbonato (PC) e materie prime in policarbonato (PC) per soddisfare la domanda, le prospettive di mercato sono ottimistiche.

difetto

Le macchine in policarbonato (PC) sono ampiamente utilizzate, nonostante la concorrenza e i costi elevati, e sono state sostituite in molti campi di applicazione. Ad esempio, la resina acrilonitrile (SAN) a basso costo viene utilizzata per lo strato protettivo delle celle di conservazione e dei frigoriferi, con bassi requisiti di temperatura e resistenza agli urti.

PP, PET e PVC trasparenti sono competitivi nell'uso dei contenitori. Nel settore degli utensili per alimenti, i prodotti in policarbonato (PC) utilizzabili come bottiglie d'acqua e biberon sono considerati contenenti bisfenolo A, il cui utilizzo è soggetto a restrizioni in alcuni paesi (come Unione Europea, Canada e Stati Uniti). I prodotti in policarbonato (PC) si stanno orientando verso settori di fascia alta, il che impone requisiti più elevati e ampi per la capacità di sviluppo di nuovi prodotti e l'esplorazione di nuovi campi di applicazione.

Riassumere

L'umanità vive nell'era dei nuovi materiali. Lo sviluppo e l'utilizzo di nuovi materiali sono oggetto di attenzione e considerazione da parte di ogni scienziato dei materiali. Le plastiche in policarbonato (PC) sono apprezzate per le loro eccellenti proprietà meccaniche, ottiche e termiche. Si sono affermate in campi di applicazione di fascia alta come prodotti elettronici, componenti per auto, apparecchiature mediche e architettura moderna, fornendo un solido supporto per il suo sviluppo futuro. Spinto dalla globalizzazione economica, il miglioramento delle esigenze materiali delle persone ha promosso lo sviluppo sostenibile del policarbonato (PC), un prodotto competitivo in patria e all'estero.