Контрольная работа по "Общей химии"

1. Характеристики поликарбоната.

2. Свойства поликарбоната.

3. Области применение поликарбоната.

3. Области применение поликарбоната.

Структура потребления поликарбонатов

4. Применение сотового поликарбоната.

5. Применение монолитного поликарбоната.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 

1. Характеристики поликарбонатов 
2. Свойства поликарбоната 
3. Области применения поликарбоната 
4. Применение сотового поликарбоната 
5. Применение монолитного поликарбоната

Список  используемой литературы 

Введение

Поликарбонат - относится к классу синтетических полимеров - линейный полиэфир угольной кислоты и двухатомных фенолов. Они образуются из соответствующего фенола и фосгена в присутствии оснований или при нагревании диал- килкарбоната с двухатомным фенолом при 180-300 0С.

Поликарбонаты —  бесцветная прозрачная масса с температурой размягчения 180-300 0С (в зависимости от метода получения) и молекулярной массой 50000500000. Имеют высокую теплостойкость - до 153 0С. Термостойкие марки (PC- HT), представляющие собой сополимеры, выдерживают температуру до 160-205 0С. Обладает высокой жесткостью в сочетании с очень высокой стойкостью к ударным воздействиям в том числе при повышенной и пониженной температуре. Выдерживает циклические перепады температур от -253 до +100 0С. Базовые марки имеют высокий коэффициент трения. Рекомендуется для точных деталей. Имеет высокую размерную стабильность, незначительное водопоглощение. Нетоксичен. Подвергается стерилизации. Имеет отличные диэлектрические свойства. Допускает пайку контактов. Обладает хорошими оптическими свойствами. Чувствителен к остаточным напряжениям. Детали с высокими остаточными напряжениями легко растрескиваются при действии бензина, масел. Требует хорошей сушки перед переработкой. 

Поликарбонат  обладает высокой химической устойчивостью  к большинству неинертных веществ, что дает возможность применять его в агрессивных средах без изменения его химического состава и свойств. К таким веществам относятся минеральные кислоты даже высоких концентраций, соли, насыщенные углеводороды и спирты, включая метанол. Но следует также учитывать, что ряд химических соединений оказывают на материал ПК разрушающее действие (среди полимеров не много таких, которые стойко выдерживают контакт с ними). Этими веществами являются щелочи, амины, альдегиды, кетоны и хлорированные углеводороды (метиленхлорид используют для склеивания поликарбоната). Материал частично растворим в ароматических углеводородах и сложных эфирах.

Несмотря на кажущуюся  устойчивость поликарбоната к таким  химическим соединениям, при повышенных температурах и в напряженном состоянии листового материала (изгиб, например) они будут действовать как трещинообразова- тели. Это явление повлечет за собой нарушение оптических свойств поликарбоната. Причем максимальное трещинообразование будет наблюдаться в местах наибольших изгибных напряжений.

Еще одной отличительной  чертой поликарбоната является высокая  проницаемость для газов и паров. Когда требуются барьерные свойства (например, при ламинировании и применении декоративных виниловых пленок средней и большой толщины от 100 до 200 мкм), необходимо на поверхность поликарбоната предварительно нанести специальное покрытие.

Поликарбонат - не имеет аналогов по механическим свойствам среди применяемых в настоящее время полимерных материалов. Он сочетает такие свойства, как высокая термостойкость, уникальная ударопрочность и высокая прозрачность. Его свойства мало зависят от изменений температуры, а критические температуры, при которых этот материал становится хрупким, находятся вне диапазона возможных отрицательных температур эксплуатации.

Характеристики марочного ассортимента

(минимальные и максимальные  значения для промышленных марок)

Выдающимся свойством ПК пленки является ее размерная стабильность, она совершенно непригодна в качестве усадочной пленки; нагревание пленки до 150 °С (т.е. выше точки размягчения) в течение 10 мин. дает усадку всего 2%. ПК 
легко сваривается как импульсным, так и ультразвуковым способами, а также обычной сваркой горячими электродами. Пленку легко формовать в изделия, при этом возможны большие степени вытяжки с хорошим воспроизведением деталей форм. Хорошую печать можно получить разными методами (шелкографии, флексографии, гравировки).

Поликарбонат  это линейный полиэфир угольной кислоты. В промышленности его получают методом межфазной поликонденсации, фосгенированием ароматических диоксисоединений в среде пиридина, и переэтерификацией диа- рилкарбонатов (например, дифенилкарбоната) ароматическими диоксисоедине- ниями.

Поликарбонат  необычен своим сочетанием высокой  термостойкости, высокой ударной вязкости и прозрачности.

Физические свойства поликарбоната мало изменяются с  ростом температуры. Низкотемпературные свойства поликарбоната превосходны. Поликарбонат обладает высокой прочностью при продавливании и стойкостью к возникновению и распространению раздира.

Химическая структура:

Поликарбонат

фенол-А-карбонат) CAS 24936-68-3.

биологически инертен, опасные реакции отсутствуют. Все пигменты и присадки для придания специфических свойств включены в матрицу полимера. Кадмийсодержащие пигменты или кадмийсодержащие стабилизаторы отсутствуют. Запах у поликарбоната отсутствует. Поликарбонат обладает исключительно низкой токсичность. сновные продукты разложения (сгорания) - вода, окись углерода и двуокись углерода. Опасные продукты разложения поликарбоната отсутствуют в опасной концентрации. Поликарбонат стоек к разбавленным кислотам, но не стоек к щелочам и основаниям. Поликарбонат стоек к алифатическим углеводородам, спиртам, моющим средствам, маслам и жирам, растворим в хлорированных углеводородах (метиленхлорид), частично растворим в ароматических углеводородах, кетонах и сложных эфирах. Эти вещества при повышении температуры действуют как трещинообразователи. Выдающимся свойством поликарбоната является его размерная стабильность. Даже при высоких температурах поликарбонат дает минимальную усадку. Следует при применении поликарбоната учи-

Поликарбонат - это термопластический  полимер. Основной полимер: поли (бис- 

тывать его неустойчивость к воздействию ультрафиолета. Не имеющий специальной защиты лист поликарбоната склонен к желтению и, вследствие этого, нарушению оптических свойств.

В строительстве, чаще всего, применяют сотовый (ячеистый) и монолитный (сплошной) поликарбонат. Сотовый поликарбонат изготавливают методом экструзии (продавливания) расплавленной массы поликарбоната через фильеры определенной формы под давлением. Так как поликарбонат, как и любой пластик неустойчив к ультрафиолетовому излучению, то в процессе производства на поверхность поликарбонатных листов методом соэкструзии наносят дополнительный защитный слой. Такая технология производства поликарбонатных листов обеспечивает защиту материала от воздействия ультрафиолета на длительное время (не менее 10 лет). Благодаря особой конструкции фильер сотовый поликарбонат имеет в разрезе вид сот (ячеек) с рядом воздушных камер по всему сечению листа. В зависимости от конкретного производителя поликарбоната размер и форма сот может отличаться.

Сотовая структура поликарбоната  обеспечивает материалу:

1. Малый вес. Из-за воздушных сот и ребер жесткости лист поликарбоната очень легкий. Вес сотового поликарбоната в десятки раз меньше веса обычного стекла аналогичной толщины. Благодаря этому становится возможным проектирование и реализацию облегченных и дешевых конструкции;
2. Низкий коэфициент теплопроводности. Многостенная структура поликарбоната дает значительные преимущества там, где основным фактором является теплоизоляция. Пустотелая форма обеспечивает отличные изоляционные характеристики при значительно меньших потерях тепла, чем у одностенных материалов для остекления. Это свойство сотового поликарбоната нашло применение при строительстве зимних садов, зенитных фонарей, световых окон, а также теплиц;
3. Долговечность. Благодаря покрытию на наружной поверхности листа, он защищен от проникновения ультрафиолета в массу материала. Такая защита продлевает срок службы поликарбоната до 10 и более лет.
4. Ударопрочность поликарбоната обеспечивается в диапазоне рабочих температур от -40 до + 120°C и превышет ударопрочность любого из вида пластиков.
5. Пожаробезопасность. Сотовый поликарбонат трудновоспламеняем, не поддерживает горение и являются самозатухающим видом пластика. Кроме того , при горении поликарбоната не выделяются ядовитые газы.

Перечисленные выше свойства поликарбоната обусловили его широкое применение во многих отраслях взамен цветных металлов, сплавов и силикатного стекла. Благодаря высокой механической прочности, сочетающейся с малым водопоглощением, а также способности изделий из него сохранять стабильные размеры в широком диапазоне рабочих температур, поликарбонат успешно используется для изготовления прецизионных деталей, инструментов, корпусов фотоаппаратов, шаблонов, шестерен, втулок и т. д.

Высокая ударная  вязкость в сочетании с теплостойкостью  позволяет использовать поликарбонат для изготовления электроустановочных и конструкционных элементов автомобилей, работающих в жестких условиях динамических, механических и тепловых нагрузок.

Хорошие диэлектрические  свойства ПК дают возможность изготавливать  из него детали электронных аппаратов и цветных телевизоров, каркасы для катушек, клеммные панели, корпуса и крышки батарей, телефонные аппараты, корпуса электро-инструментов, конденсаторов, электроизоляторов, многоконтактные штепсельные разъемы, реле времени, аппаратуру для телесвязи и др.

Хорошие оптические свойства обусловили применение поликарбоната  для изготовления светотехнических деталей светофильтров, светорассеивающих  колпаков, панелей шахтных светильников, фар машин, дорожной сигнализации, фонарей, телефонных дисков.

Биологическая инертность ПК и возможность подвергать изделия  из него стерилизации сделали этот материал незаменимым в медицине для изготовления чашек Петри, фильтров, сосудов для крови, корпусов бормашин, зубных протезов и т. д. Из него можно изготавливать посуду для пищевых продуктов, молочные бутылки, детали машин, перерабатывающие пищевые продукты, трубы для транспортирования фруктовых соков, пива, вина, молока, детали холодильников, стиральных и посудомоечных машин, кофеварок и др.

Поликарбонат  широко используют в машиностроении (пневмостаканы, сепараторы, втулки, вкладыши, шестерни и т. д.), в судостроении (судовая трубопроводная аппаратура, клапаны, фильтры и пр.), в автомобильной промышленности (крышки, колпаки, сигнальные лампы и линзы фонарей, защитные решетки, колеса, корпуса задних фар автомобилей и т. д.). Из поликарбоната изготавливают корпуса киносъемочных камер, фотокамер и биноклей. Обшивку и переднюю панель таксофонов выполняют из листового поликарбоната.

Из поликарбонатов изготавливают упаковку для пищи, используемую при повышенных температурах. Перспективные области применения - пакеты, стерилизуемые в автоклавах и упаковки для микроволновых печей, упаковка медицинских изделий. ). Из поликарбоната формуют разогреваемые подносики с готовыми блюдами (упаковка типа “кипяти-в-упаковке”). В обоих случаях используют его высокую теплостойкость. 

Двадцать пять процентов его использования  идет на изготовление оптических дисков. По мере развития иформационных систем , а так же благодаря все большему и большему использованию хранениию информации в цифровом виде

• возрастает и необходимость в увеличении обьема использования поликарбоната, как материала для производства оптических дисков разных форматов. Особенно это проявилось с появлением новых технологий хранения информации при повышенной плотности. Поликарбонат представляет собой, фактически, очень прочное оргстекло с великолепной ударной вязкостью в отличии от традиционного стекла. Поликарбонат применяется в традиционном строительстве в качестве светопрозрачных элементов, а также:
• в качестве конструктивных элементов фасадов и крыш, сооружений рекламы ( монолитный поликарбонат);
• при изготовление и монтаже теплиц из поликарбоната, зимних садов;
• световые фонари, светопропускающие кровли для промышленных, спортивных и частных зданий (монолитный);
• навесы для АЗС, автостоянок, рынков, бассейнов и детских площадок;
• теплицы, парники и оранжереи в частном и промышленном применении;
• козырьки, веранды, "чайные домики", беседки, душевые кабинки;

Благодаря рабочей температуре в +120 градусов, конструкции из него работают при повышеной температуре и больших статических и динамических перегрузок, а так же в условиях агрессивной среды. Поликарбонат используется для изготовления частей специального медицинского оборудования и для изготовления емкостей, имеющими контакт с пищевыми продуктами. Из-за того, что поликарбонат имеет высокую вязкость расплава — возникают трудности при его обработке. Поэтому все современные производители поликарбоната применяют технологии введения в расплав дополнительных модификаторов для упрощения режима переработки поликарбоната. Достаточно часто в качестве таких модификаторов используют каучук и эластомеры. При этом упорядочивается молекулярная решетка поликарбоната и исчезают внутрение напряжения материала.

Различные модификаторы увеличивают прочность  поликарбоната. В результате чего он получается с очень высокой ударной вязкостью о практически негорючим. Перспективные трехкомпонентные композиты получают смешением поликарбоната, полиуретана, полибутилентерефталата. В настоящее время все ведущие мировые производители поликарбоната ведут разработки по улучшению свойств поликарбоната путем добавления в поликарбонат модификаторов нового поколения. Так, фирма General Electric Plastic разработала поликарбонат нового поколения с технологией внедрения в структуру поликарбоната силикона. Технологический процесс происходит на молекулярном уровне и позволяет получить поликарбонат с очень высокой прочностью при одновременной стойкости к ультрафиолету и увеличенной пластичностью поликарбоната.

В настоящее время поликарбонат получил очень широкое применение как при изготовлении предметов  бытового назначения, так и в промышленности. Его часто применяют вместо стекла там, где нужна повышенная прочность и устойчивость: например в банках, при изготовлении наружных окон. Такое использование монолитного поликарбоната обуславливается тем, что готовые конструкции являются, фактически, антивандальными и добится их полного разрушения практически невозможно.

За последние годы сотовый поликарбонат получил широкое распространение. Изначально листовой материал необычного сечения (многоперегородчатый) был разработан для устойчивых к градобитию и снеговым нагрузкам кровельных конструкций - прочных, прозрачных и одновременно с этим легких. Благодаря высокой вязкости, ПК можно изгибать в холодном состоянии, руководствуясь такими показателями, как минимально возможный радиус сгибания и требуемая для необходимого изгиба толщина сотового материала.

Уникальные свойства сотового поликарбоната дали возможность выйти далеко за рамки общепринятой области применения.

На сегодняшний день сотовый ПК может служить не только для кровельного и вертикального остекления зданий, парников, зимних садов и витрин, но и для изготовления различного рода защитных и декоративных, плоских и профильных перегородок, а также различных элементов с внутренней подсветкой. Разнообразие декораций интерьеров может быть обеспечено не только фантазией дизайнера, но и правильно подобранным цветом материала. В стандартную производственную программу обычно входят три основные модификации - прозрачный бесцветный, прозрачный дымчато-коричневый («бронза») и молочно-белый («молоко», «опал») поликарбонат. Любой тип освещения (люминесцентные лампы, лампы накаливания и пр.) при удачном расположении источника дает возможность получить нестандартные световые эффекты за счет многократного преломления света во внутренних секциях сотового листа.

В случае использования  в световой рекламе молочно-белого ПК, несмотря на неоднородность материала, при некотором навыке и опыте можно добиться равномерной освещенности. При изготовлении световых коробов больших форматов достоинства поликарбоната также окажутся на лицо. Во-первых, лицевую сторону такого короба можно сделать из одного куска, не прибегая к склеиванию или дополнительному профильному креплению освещаемой поверхности (поставляемые габаритные размеры листа - 2,1х6,0 м). Во-вторых, конструкция надежно сохранится даже в результате нанесения ей преднамеренного или случайного ущерба.

Технология сотового поликарбоната  появилась за рубежом около 10 лет  назад и успела завоевать популярность во всем мире. В России и Украине  поликарбонат появился чуть позже -около 7 лет назад и использовался в основном для изготовления рекламных щитов, световых коробов, вывесок, козырьков, объемных букв и др. рекламного оборудования. Например, из поликарбоната изготавливаются рекламные шиты, устанавливаемые над эскалаторами в метро.

Основной вопрос, который  задают потребители, это вопрос пожарной и санитарной безопасности используемых материалов. Ведь зачастую тот или иной вид стекла является частью конструкции, находящейся в прямом контакте с людьми, в том числе и детьми, когда вредные для здоровья выделения исключены категорически Поликарбонатные стекла наилучшим образом удовлетворяют перечисленным требованиям. По результатам испытаний, проведенных российскими органами сертификации, ячеистые стекла из ПК являются гигиенически безопасными, то есть не содержат дифенилпропана, формальдегида, а растворители присутствуют в концентрации в 50 раз меньшей предельно допустимой. Тесты проводились дважды: в дистиллированной воде и на предмет выделения в воздух при температуре 20 и 40 градусов. Суммарный показатель токсичности составил в обоих случаях менее единицы. (Приведенные данные равным образом относятся и к компактному или монолитному поликарбонатному стеклу, речь о котором пойдет ниже).

Ударостойкий, прозрачный, пожаробезопасный. Поликарбонат является общепризнанным лидером среди антивандальных пластиков. Ударопрочность поликарбоната  в 250 раз превышает ударопрочность обычного стекла и почти в 10 раз ударопрочность органического (акрилового) стекла.

В технических  характеристиках на листовой поликарбонат напротив слова "ударопрочность" в графе "значение показателя" Вы, скорее всего, обнаружите "не бьется" или "не разрушается". И это действительно так. Именно поэтому поликарбонат используется в качестве защитного антивандального остекления - самолетов, катеров, поездов, общественного транспорта, переходов на МКАД, автобусных остановок и телефонных будок, прозрачных ограждений в зоопарках, остекления в залах ожидания, музеях и т. д.

Из поликарбоната  делают борта хоккейных площадок, кабинки подвесных канатных дорог, формуют прозрачные щиты для полицейских  и защитные мотоциклетные шлемы. Монолитный поликарбонат широко применяется в качестве светопропускающего покрытия и остекления различных сооружений, для изготовления зенитных фонарей, осветительного оборудования, перегородок.

В производстве наружной рекламы при повышенных требованиях к ударопрочности материала также используется поликарбонат (объемные буквы с внутренней подсветкой, полнообъемные модели рекламируемого изделия, вывески и т.д.). Любые изделия, выполненные из монолитного поликарбоната, будут надежно защищены от любых проявлений вандализма.

Поликарбонату принадлежат  и еще три неоспоримые "пальмы первенства": Во-первых - это самый морозостойкий среди пластиков. Он может применяться при температурах до -50 0С без нагрузки и до -40 0С с нагрузкой, в том числе и ударной (что особенно важно). Во-вторых, поликарбонат пожаробезопасен, т.к. это - трудновоспламеняемый самозатухающий материал. И, в-третьих, поликарбонат - самый теплостойкий среди прозрачных пластиков, максимальная температура его эксплуатации +120 0С.

Список используемой литературы.

1. Технология переработки полимеров: Ч 1: Основы технологии переработки пластмасс./

под ред. Кулезнева В.Н., Гусева В.К.

2. Основы технологии переработки пластмасс./ под ред. Власов С.В., Ка- линчев Э.Л., Кандырин Л.Б.
3. Основы переработки пластмасс./ под ред. В.Е. Гуль, М.С. Акутин.
4. Основы производства изделий из пластмасс. / под ред. И.Ш. Пик, А.Н. Левин.