Инженерные пластики: поликарбонат (ПК) – свойства, применение и разработка (2)

Области применения поликарбоната

(I) Область электроники и электроприборов

Изоляционные материалы и корпуса: Поликарбонат — превосходный изоляционный материал класса E (120°C), обладающий хорошей электроизоляцией и размерной стабильностью, благодаря чему он широко применяется в электронной и электротехнической промышленности. Его можно использовать для изготовления различных электронных компонентов и корпусов оборудования, таких как сверхпрочные штепсельные розетки, настенные розетки, разъемы, корпуса модемов, клеммные колодки и буферные трубки для оптоволоконных кабелей.

Например, корпуса и компоненты офисного оборудования, такого как компьютеры, принтеры и копировальные аппараты, а также средства связи, в основном изготавливаются из поликарбоната. Он не только обеспечивает надежную изоляцию внутренних прецизионных электронных компонентов, но и, благодаря хорошей технологичности формования, может быть изготовлен в различных сложных формах, отвечая самым разнообразным требованиям дизайна продукции.

Носители данных: В области хранения данных оптические диски, являющиеся важным носителем информации, в основном используют поликарбонатные подложки. Поликарбонатные плёнки также широко используются в таких изделиях, как конденсаторы, изоляционные оболочки, аудиокассеты и цветные видеокассеты. Лазерные диски высокой плотности записи из поликарбоната обладают превосходной производительностью записи и долговечностью, что позволяет удовлетворить потребности в высокой ёмкости и надёжности хранения данных в эпоху больших данных.

(II) Автомобильная промышленность

Облегченные компоненты: В условиях стремления автомобильной промышленности к энергоэффективности и высокой производительности, снижение веса стало важным направлением развития автомобилестроения. Поликарбонат, благодаря своей превосходной ударопрочности, стойкости к тепловым деформациям, хорошей атмосферостойкости и высокой твердости, отлично подходит для производства автомобильных деталей. Он может использоваться для производства различных компонентов для легковых и легких грузовиков, таких как плафоны освещения, приборные панели, нагревательные элементы, обогреватели стекол и бамперы из поликарбонатных сплавов.

В частности, в автомобильных системах освещения поликарбонат, благодаря простоте формовки и обработки, позволяет отливать в линзы такие компоненты, как плафоны, соединительные элементы и корпуса ламп. Это значительно повышает гибкость проектирования, упрощает производство и обработку, а также эффективно решает технические проблемы, возникающие при использовании традиционного стекла в производстве фар. Кроме того, поликарбонат может использоваться для изготовления таких деталей, как автомобильные люки. По сравнению с традиционными стеклянными материалами, поликарбонат позволяет снизить вес компонентов на 30–50%, обеспечивая снижение веса автомобиля без ущерба для его эксплуатационных характеристик и безопасности.

Компоненты интерьера: Поликарбонат также может использоваться в производстве деталей интерьера автомобилей, таких как декоративные планки и дверные ручки. Его хорошая окрашиваемость позволяет окрашиваемым деталям иметь богатую палитру цветов и блеска, что улучшает общую эстетику и текстуру салона автомобиля, а также повышает комфорт вождения.

(III) Строительная отрасль

Изделия для освещения и солнцезащиты: Поликарбонатные листы широко используются в строительстве. Листы из поликарбоната, изготовленные методом прессования или экструзии, весят всего 50% веса неорганического стекла, но их теплоизоляция на 25% лучше, чем у неорганического стекла, а ударопрочность в 250 раз выше, чем у обычного стекла. Эти превосходные свойства дают им очевидные технические преимущества в строительной отрасли: примерно треть из них используется в стеклянных изделиях, таких как оконное стекло и витрины для магазинов.

Солнцезащитные листы из поликарбоната и световые панели из поликарбоната, изготовленные на основе поликарбоната с различными добавками, отличаются лёгкостью, тонкостью, высокой жёсткостью, устойчивостью к деформации, хорошей светопропускаемостью и превосходной атмосферостойкостью. Они подходят для создания солнцезащитных козырьков, навесов для дневного света в залах, потолков бассейнов и стадионов, а также кровель крупных зданий и овощных теплиц. Например, поликарбонат использовался в таких масштабных строительных проектах, как крыша Южного железнодорожного вокзала Шанхая и световой фонарь Олимпийского спортивного центра Чунцина. Он не только обеспечивает хороший световой эффект, но и придаёт зданиям неповторимый эстетический вид.

Декоративные материалы: Поликарбонат хорошо окрашивается, имеет яркие цвета и обладает высокими декоративными свойствами. Кроме того, он отличается превосходной прочностью, устойчивостью к различным агрессивным средам, воздействию холода и тепла, старению и ударным нагрузкам, что делает его высококачественным строительным декоративным материалом. Листы из поликарбоната с мраморным внешним видом и низковспенивающимся древесным внешним видом широко применяются в строительстве и мебельной промышленности, позволяя создавать уникальные декоративные решения для архитектурных и жилых помещений. Кроме того, поликарбонат может использоваться для изготовления пустотелых ребристых двухслойных панелей, остекления для теплиц и защитных касок, играя важную роль в обеспечении безопасности зданий.

(IV) Медицинская сфера

Медицинские изделия: Изделия из поликарбоната выдерживают стерилизацию паром, чистящими средствами, нагревом и облучением высокой дозы без пожелтения или ухудшения физических свойств в процессе стерилизации, поэтому они широко используются в сфере медицинского оборудования. Они могут использоваться для производства различных медицинских изделий, таких как аппараты для искусственной почки и гемодиализа, шприцы высокого давления, хирургические маски, одноразовые стоматологические инструменты, оксигенаторы крови, устройства для сбора и хранения крови, а также сепараторы крови.

Эти медицинские изделия требуют многократной стерилизации во время использования, а хорошая устойчивость поликарбоната позволяет ему соответствовать этому строгому требованию, гарантируя безопасное использование медицинских изделий и обеспечивая защиту здоровья пациентов.

Искусственные органы: поликарбонат также обладает определенной биосовместимостью, что расширяет его применение в медицине, включая производство искусственных органов. Например, при производстве искусственных почек, искусственных легких и других искусственных органов поликарбонат может проявить свои превосходные свойства, обеспечивая мощный стимул для развития медицинских технологий, помогая пациентам улучшить качество и продлить жизнь.

(V) Другие области

Упаковка для пищевых продуктов

Поликарбонат может применяться в пищевой промышленности. Изделия из чистого поликарбоната нетоксичны; изготовленная из него посуда не выцветает и не окрашивается при контакте с чаем, кофе и т. д., а также не влияет на первоначальный цвет и вкус продуктов. Он в основном используется в виде плёнки для упаковки продуктов, требующих дыхания и кислорода, таких как овощи и мясо. Из него также можно изготавливать вёдра для воды, бутылки для напитков, чашки, бутылочки для детского питания, а также упаковку для продуктов питания, такую как бутылки, миски и тарелки.

Однако, поскольку изделия из поликарбоната могут накапливать бисфенол А (БФА), который легко выщелачивается при высоких температурах или в сильнощелочной среде, Европейский союз запретил использование поликарбонатных материалов, содержащих БФА, в детских бутылочках для кормления. С этой целью отрасль также активно разрабатывает альтернативные варианты, такие как поликарбонат без БФА (например, сополиэстер Тритан), для обеспечения безопасности упаковки пищевых продуктов.

Машиностроение

В машиностроении поликарбонат может использоваться для изготовления различных деталей, таких как шестерни, червяки, турбины, рейки, кулачки, оправки, подшипники, шкивы, шарниры, приводные цепи, гайки, шайбы, заклепки, рабочие колеса насосов, дроссельные клапаны, трубопроводы подачи смазочного масла, а также различных корпусов, крышек, контейнеров и деталей холодильных и охлаждающих устройств.

Высокая прочность, износостойкость и хорошая размерная стабильность поликарбоната позволяют ему соответствовать требованиям к механическим деталям, эксплуатируемым в сложных условиях, обеспечивая нормальную работу механического оборудования. В аэрокосмическом машиностроении поликарбонат также является незаменимым материалом; успешная разработка негорючего поликарбоната создала более благоприятные условия для его применения в этой области. Например, в американском самолете Боинг 747 из него изготовлено 2500 деталей, при этом на каждый самолет в общей сложности приходится почти две тонны поликарбоната, что в полной мере демонстрирует важную роль поликарбоната в высокотехнологичном машиностроении.

Материалы для 3D-печати

Поликарбонат, обладающий превосходными техническими свойствами – отсутствием запаха, нетоксичностью, высокой прочностью, превосходной ударопрочностью, низкой усадкой, а также хорошей огнестойкостью и устойчивостью к загрязнению, – служит высококачественным материалом для 3D-печати. В области 3D-печати поликарбонат может использоваться для изготовления деталей сложной формы методом послойного нанесения, отвечая потребностям персонализации и мелкосерийного производства, открывая тем самым новый подход к инновационным разработкам в производстве.

Текстильная промышленность

В текстильной промышленности поликарбонат может использоваться для производства текстильных катушек, втулок для текстильных машин и т.п. Его высокая износостойкость и механические свойства позволяют адаптировать его к условиям эксплуатации текстильного оборудования, характеризующимся высокой скоростью работы и частым трением, что повышает эффективность работы и срок службы текстильного оборудования.