Вторичная переработка пластмасс

Поликарбонат

Поликарбонаты (ПК) представляют широкий ряд высокотехнологичных тер­мопластов преимущественно для инженерных применений. Эти полимеры ха­рактеризуются высокой ударной вязкостью и прозрачностью. Они принадлежат тому семейству полиэфиров, в котором повторяющаяся единица связана с эфи­ром угольной кислоты и дигидроксисоединением. ПК получают поликонденса­цией натриевой соли бисфенола А (БФА) и фосгена в метиленхлориде/воде. Другими способами производства являются полимеризация в растворе, транс - этерификация БФА с фенилкарбонатом и полимеризация с раскрытием цикла циклических мономеров.

ПК обладает исключительно высокой ударной прочностью, а также хороши­ми электрическими свойствами. Изделия из ПК изготавливают главным обра­зом традиционным литьем под давлением и экструзией. Высокая Т означает высокую термостабильность и эти полимеры сохраняют свои свойства в широ­ком температурном диапазоне. Высокое значение Г^и температуры плавления — следствие от ароматических вставок полимерного скелета. Высокая температура плавления создает трудности при обработке ПК, поскольку его приходится пе­рерабатывать близко к температуре термодеструкции. ПК имеет небольшую сте­пень кристалличности; кристаллическая фаза возникает при термообработке. Высокая ударная прочность является следствием сочетания относительно высо­кого порядка в аморфных областях и сильного беспорядка в кристаллической фазе полимера. Высокая ударная прочность сохраняется, однако лишь ниже «критической толщины» ПК. Для формованных изделий хорошие ударные ха­рактеристики имеют место только для листов толщиной не свыше ~5 мм. Более толстые листы демонстрируют гораздо худшие ударные свойства и повышенную хрупкость. Молекулярная масса коммерческих ПК лежит в диапазоне от 20 ООО до 50 ООО. Этот параметр тесно связан со свойствами расплава, поэтому высоко­молекулярные полимеры можно перерабатывать только отливкой из раствора. ПК имеет хорошую оптическую прозрачность (85-90%) и высокий показатель преломления, что важно во многих приложениях УФ-свет и вода оказывают на 11К неблагоприятное воздействие, поэтому приходится применять стабилизато­ры против УФ-излучения. При использовании ПК вне помещения это может приводить к микрорастрескиванию поверхности листов.

Термодеструкция ПК происходит при температуре выше 300 “С. Механизм деструкции включает в себя разрыв цепей; основными продуктами разложения являются диоксид углерода и БФА. В меньшей степени выделяются монооксид углерода и метан. Основные свойства ПК представлены в табл. 1.9.

Основное применение ПК — это остекление, в особенности в авиационной промышленности ПК также начинает заменять стекло на предприятиях, в шко­лах и коммерческих зданиях, потому что он имеет гораздо более высокую стой­кость к раскалыванию (в 250 раз выше, чем у безопасного стекла). Другая об­ласть применения ПК связана с заменой стекла в изделиях из безопасного стекла и различных козырьках. Высокий показатель преломления позволяет использо­вать его в оптических устройствах, например для изготовления контактных линз. Еще одна область применения относится к электротехнической и электронной промышленности. Детали, отлитые из ПК, используются в качестве «гнезд» для электрических компонентов и основы для печатных плат; ПК является основ­ным компонентом композиции, из которой изготавливают компакт-диски. ПК используется в приложениях, требующих прочных легких материалов. Пена низ­кой плотности из ПК имеет в два раза более высокую прочность, чем металлы, и в нее можно вколачивать гвозди и вворачивать шурупы. Крайне высокая удар-

Ная прочность достигается в ПК, армированном углеродными волокнами (в 7 раз выше, чем у неармированного ПК). ПК также может служить антипире­ном; в этом случае в него вводится тетрабромбисфенол в качестве сомономера.

Для вторичной переработки ПК используют различные технологии в зависи­мости от того, в каком качестве будет применяться полимер. Если он будет исполь­зоваться для изготовления компакт-дисков, то полимер необходимо отделить от металлических примесей. Вторичная переработка посредством переплавления не используется из-за близости температур плавления и термодеструкции ПК. Чаще всего используется грануляция.

Внедрением в ПК различных производных Б ФА получают полимерные мате­риалы с заданными свойствами. Производные блоксополимеры ПК и силиконо­вых полимеров, а также смеси ПК и ПБТ имеют лучшие термические свойства, чем ПК. Добавление в композицию ~5 % АБС-пластика увеличивает стойкость к нагружению и снижает склонность к растрескиванию.