Was ist Polycarbonat?

Polycarbonat ist ein von Natur aus transparentes Material, das für nahezu jede Anwendung verwendet wird. Unabhängig davon, welche Branche man betrachtet, wird Polycarbonat bei der Herstellung einer breiten Palette von Produkten verwendet. Antistatische Polycarbonatplatten sind auch als elektrostatisch ableitfähiges Polycarbonat oder kurz ESD bekannt. Die Platte ist mit einer Mischung aus Metall und Kunststoff beschichtet. Dadurch wird verhindert, dass sich elektrostatische Ladung auf der Oberfläche der Polycarbonatplatte aufbaut und statische Elektrizität freigesetzt wird. Nebel, Feuchtigkeit und Wetter können der antistatischen Beschichtung nichts anhaben, da sie dauerhaft ist. Polycarbonat ist ein amorpher Thermoplast, der von Natur aus transparent ist. Auch wenn Polycarbonat im Handel in einer Vielzahl von Farben erhältlich ist, bleibt die Transparenz bzw. eine gewisse Lichtdurchlässigkeit erhalten. Das Material ermöglicht eine Lichtdurchlässigkeit, die mit der von Glas vergleichbar ist.

Eigenschaften des Werkstoffs Polycarbonat

Polycarbonat ermöglicht die Verwendung von Polymeren für die Herstellung einer breiten Palette von Materialien. Zu den Eigenschaften von Polycarbonat gehören Transparenz und Schlagfestigkeit. Es ist die perfekte Wahl für die Herstellung von kugelsicherem Glas. Außerdem bietet Polycarbonat eine sehr gute Hitzebeständigkeit. Auch flammhemmende Materialien können mit Polycarbonat kombiniert werden, ohne dass es zu nennenswerten Materialverschlechterungen kommt.

Eine weitere Eigenschaft von Polycarbonat ist, dass es sehr biegsam ist. Das bedeutet, dass es im Gegensatz zu anderen Materialien, die eine bestimmte Temperatur erfordern, bereits bei Raumtemperatur verformt werden kann. Und obwohl Polycarbonat bei Raumtemperatur geformt wird, kommt es nicht zum Bruch oder zur Rissbildung. Daher ist es dem Aluminiumblech recht ähnlich. Auch wenn die Verformung durch Wärmezufuhr weniger kompliziert ist, sind kleine Biegungen auch ohne Wärmezufuhr möglich. Daher ist Polycarbonat sehr nützlich, wenn es um Prototyping-Anwendungen geht, bei denen Metallbleche nicht praktikabel sind, z. B. wenn Transparenz erforderlich ist oder elektrische Isolationseigenschaften benötigt werden.

Anwendungen von Polycarbonatmaterial

Ein großer Vorteil von Polycarbonat ist die Tatsache, dass es für so gut wie jede Art von Anwendung eingesetzt werden kann. Polycarbonat wird häufig für Außenbeleuchtungen, digitale Datenträger (z. B. CDs, Blue-ray und DVDs), Gewächshäuser, Schutzausrüstungen, Fahrzeugkomponenten, medizinische Geräte und sogar Brillen verwendet. Unternehmen auf der ganzen Welt sind bei der Herstellung verschiedener Produkte auf das Material Polycarbonat angewiesen. China beliefert diese Unternehmen mit Polycarbonat und beherbergt einige der größten Fabriken der Welt, die Polycarbonat für die Herstellung verschiedener Produkte verwenden.

Polycarbonat-Kunststoffe sind äußerst beliebt. Sie sind technische Kunststoffe, weil sie normalerweise für robustere, leistungsfähigere Materialien wie glasähnliche und schlagfeste Oberflächen verwendet werden. Im Gegensatz zur Schlagzähigkeit anderer Kunststoffe wie Nylon, Polystyrol und ABS bietet Polycarbonat eine relativ hohe Schlagzähigkeit.

 

Eigenschaften von Polycarbonatmaterial

Nachdem Sie nun eine Vorstellung von einigen der Anwendungen von Polycarbonat haben, ist es wichtig, dass Sie seine Eigenschaften verstehen. Polycarbonat wird aufgrund seiner Eigenschaften in der Regel als Thermoplast und nicht als Duroplast eingestuft.

Darüber hinaus beschreibt der Name selbst, wie der Kunststoff auf Wärmeeinwirkung reagiert. Bei ihrem Schmelzpunkt, der bei 155 Grad Celsius liegt, neigen thermoplastische Materialien dazu, flüssig zu werden, so auch Polycarbonat. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Thermoplasten ist die Tatsache, dass sie sich leicht erhitzen lassen, um ihren Schmelzpunkt zu erreichen. Anschließend können Thermoplaste abgekühlt und wieder erwärmt werden, ohne dass es zu einer wesentlichen Verschlechterung des Materials kommt. Thermoplaste wie Polycarbonat verflüssigen sich, anstatt zu verbrennen. Dadurch lassen sich Thermoplaste leicht spritzgießen und anschließend recyceln.

Thermofixierte Kunststoffe hingegen können nur einmal erwärmt werden, z. B. während des Spritzgussverfahrens. Die thermofixierten Materialien erfahren bei der ersten Erwärmung eine chemische Veränderung, die nicht rückgängig gemacht werden kann. Wer jemals versucht hat, duroplastische Kunststoffe mehr als einmal bei einer hohen Temperatur zu erhitzen, hat gesehen, wie sie verbrannt sind. Daher sind thermofixierte Materialien keine gute Wahl für das Recycling.

Da es sich bei Polycarbonat um ein amorphes Material handelt, weist es keine Eigenschaften von kristallinen Festkörpern auf. Im Allgemeinen haben amorphe Kunststoffe die Tendenz, allmählich zu erweichen. Ihr Schmelzpunkt liegt in einem größeren Bereich zwischen den Glasübergangstemperaturen. Im Vergleich zu kristallinen Polymeren gibt es bei amorphen Kunststoffen keinen scharfen Übergang vom festen in den flüssigen Zustand. Außerdem setzt sich Polycarbonat aus verschiedenen Monomertypen in Kombination miteinander zusammen und ist ein Copolymer. Polycarbonat ist ein bekanntes Material, das aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften von verschiedenen Branchen verwendet wird. Es lässt sich hervorragend recyceln und umweltfreundlich verarbeiten. Im Vergleich zu PE, PMMA und Glas ist es aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften eine bessere Wahl.

 

Eigenschaften des Werkstoffs Polycarbonat

Hohe Schlagfestigkeit und Zähigkeit

Polycarbonat bietet eine hohe Festigkeit und ist daher bruch- und stoßfest. Außerdem bietet es dem Benutzer Sicherheit. Polycarbonat bietet den Benutzern großen Komfort und ist aufgrund seiner Leistung und hohen Zuverlässigkeit sehr gefragt. Die Dichte des Polymers beträgt etwa 1,2 bis 1,22 g pro cm. Es behält seine Zähigkeit bei etwa 140 Grad Celsius und bis zu -20 Grad Celsius. Außerdem ist Polycarbonat praktisch unzerbrechlich.

Durchlässigkeit

Der Grund für die hohe Nachfrage nach Polycarbonat ist die Tatsache, dass es ein sehr klarer Kunststoff ist, der etwa 90 Prozent des Lichts durchlässt, was genauso gut wie Glas ist. Außerdem sind Polycarbonatplatten in der Regel in einer breiten Palette von Farbtönen erhältlich. So können sie je nach Anwendung individuell angepasst werden.

Leichtes Gewicht

Das Material Polycarbonat bietet praktisch unbegrenzte Möglichkeiten. Es kann je nach Anwendung gestaltet werden. Polycarbonat bietet eine höhere Effizienz, reduziert die Gesamttransportkosten und vereinfacht den Installationsprozess.

Schutz vor UV-Strahlung

Ultraviolette Strahlung kann durch den Einsatz von Polycarbonat blockiert werden. Polycarbonat bietet 100 Prozent Schutz vor schädlichen UV-Strahlen.

Optische Eigenschaften

Polycarbonat bietet aufgrund seiner amorphen Struktur hervorragende optische Eigenschaften. Der Brechungsindex für klares Polycarbonat liegt bei 1,584.

Chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit

Das Material Polycarbonat bietet eine hohe chemische Beständigkeit. Es ist beständig gegen Alkohole, aliphatische Kohlenwasserstoffe und verdünnte Säuren. Außerdem bietet es eine mäßige chemische Beständigkeit gegen Fette und Öle. Darüber hinaus bietet Polycarbonat auch eine gute Hitzebeständigkeit. Weitere Hitzebeständigkeit ist ebenfalls gegeben, ohne dass die Materialeigenschaften beeinträchtigt werden.

Warum also wird Polycarbonat häufig verwendet?

Nahezu jeder stellt sich die gleiche Frage: Warum wird Polycarbonat häufig verwendet? Der Grund dafür ist die Tatsache, dass Polycarbonat ein effizienter Kunststoff ist, der für zahlreiche Anwendungen eingesetzt wird, die eine hohe Schlagfestigkeit und Transparenz erfordern. Außerdem ist Polycarbonat eine viel leichtere Alternative zu einem natürlichen UV-Filter oder Glas. Daher wird es häufig für die Herstellung von Brillen verwendet.

Polycarbonat wird für ein breites Spektrum von Anwendungen in nahezu allen Branchen eingesetzt. Einige Beispiele für die Verwendung von Polycarbonat sind Schutzvorrichtungen für Maschinen, 3D-gedruckte Modelle, die für Hochtemperaturanwendungen verwendet werden, Silikonguss, klare Urethanformen, Lichtrohre und Diffusoren für LEDs, klare Rohre für Sportgeräte, durchsichtige Prototypen, die farblich getönt sind, und klare Fenster für Prototypmaterialien.

Darüber hinaus wird getöntes Polycarbonat sogar zur Reduzierung von Blendeffekten verwendet, z. B. zur Abdeckung von beleuchteten Schildern an Autobahnen. Getöntes Polycarbonat wird normalerweise auf der Vorderseite von Schildern angebracht, um Blendeffekte zu reduzieren und LEDs zu schützen..

 

Verschiedene Arten von Polycarbonatmaterial

Polycarbonat wurde Mitte des 20. Jahrhunderts in den Vereinigten Staaten von GE und in Deutschland von Bayer entwickelt und ist inzwischen sehr beliebt. Heute gibt es eine Vielzahl von Unternehmen, die Polycarbonat herstellen. Jedes Material, das hergestellt wird, hat eine andere Form und wird in einem anderen Produktionsverfahren hergestellt. Es gibt eine Vielzahl von Polycarbonat-Sorten, die zur Verfügung stehen. Die meisten von ihnen werden mit ihrem allgemeinen Namen Polycarbonat bezeichnet, der sich in der Regel durch die Verwendung von Glasfasern unterscheidet, um die Tatsache zu verstärken, dass es Schmelzfluss enthält.

Einige Polycarbonate enthalten sogar Zusatzstoffe wie UV-Stabilisatoren, die das Material vor langfristiger Sonneneinstrahlung schützen. Andererseits kann spritzgussfähiges Polycarbonat sogar verschiedene Zusätze wie Formtrennmittel enthalten, die das Material während des Prozesses schmieren. Das fertige Polycarbonat wird in Form von Platten, Stäben und Zylindern verkauft.

 

Wie wird Polycarbonatmaterial hergestellt?

Wie bei jedem anderen Kunststoff beginnt auch bei Polycarbonat der Prozess mit leichteren Gruppen, den so genannten Fraktionen, die durch Destillation von Kohlenwasserstoffbrennstoffen gebildet werden. Einige dieser Fraktionen werden auch mit verschiedenen Katalysatoren kombiniert, um durch Polykondensation oder Polymerisation Kunststoffe herzustellen.

 

Polycarbonat für die Entwicklung von Prototypen auf 3D-Druckern und CNC-Maschinen

Polycarbonat ist sowohl als Rundmaterial als auch als Plattenmaterial erhältlich. Daher ist es eine gute Wahl für subtraktive Bearbeitungsverfahren. Die hergestellten Farben sind normalerweise auf Schwarz, Weiß oder einfach klar beschränkt. Bei Teilen, die aus dem Rohmaterial gefräst werden, ist eine gewisse Nachbearbeitung erforderlich, um die Werkzeugspuren zu entfernen, damit die Transparenz des Materials wiederhergestellt werden kann. Einige 3D-Drucker können Polycarbonat mit Hilfe des FDM-Verfahrens drucken, da Polycarbonat ein thermoplastisches Material ist. Das Material selbst kann in Form von Filamenten gekauft werden. Das Filament wird aufgebracht, wenn der 3D-Drucker das Material erhitzt. So kann die gewünschte 3D-Form erreicht werden. Man sollte jedoch bedenken, dass Polycarbonat für den 3D-Druck nur auf die weiße Farbe beschränkt ist. Auf einer FDM-Maschine hingegen sind Polycarbonat/ABS-Mischungen für den 3D-Druck erhältlich.

 

Ist das Material Polycarbonat giftig?

Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass einige Arten von Polycarbonat gefährlich sind. Wenn es jedoch um den Kontakt mit Lebensmitteln geht, ist Polycarbonat möglicherweise nicht die beste Wahl, da bei der Zersetzung des Materials BPA freigesetzt wird, wenn es mit Wasser in Berührung kommt.

Die meisten Polycarbonate werden unter Verwendung einer Kombination aus COC12 und BPA hergestellt. Seit kurzem gibt es einige BPA-freie Polycarbonate, die für Wasser und verderbliche Lebensmittel verwendet werden können. Dieser Durchbruch hat Polycarbonat zu einer noch beliebteren Option gemacht. Über hundert Studien wurden zu BPS durchgeführt, um es besser zu verstehen. Einige der Ergebnisse dieser Studien zeigen, dass es eine gewisse Korrelation zwischen der Risikobewertung und der Finanzierungsquelle zu geben scheint. Andererseits zeigen die meisten Studien, die mit Hilfe staatlicher Mittel durchgeführt wurden, dass BPS ein gefährliches Gesundheitsrisiko darstellt. Studien, die von der Industrie finanziert wurden, ergaben dagegen keine medizinischen Risiken als solche. Ungeachtet der Tatsache, dass die Studien widersprüchliche Ergebnisse zeigen, gibt es bestimmte negative Auswirkungen von BPA, da es in bestimmten Polycarbonaten freigesetzt wird. Daher sind BPA-freie Polycarbonatprodukte sehr verbreitet, z. B. bei Verbraucherprodukten wie Einmachgläsern.

 

Stärken des Werkstoffs Polycarbonat

Es ist lichtdurchlässig und daher sehr transparent.
Höhere Zähigkeit bei Temperaturen von bis zu -20 Grad Celsius.
Die mechanische Festigkeit ist bis zu 140 Grad Celsius hoch.
Von Haus aus flammhemmend.
Gute elektrische Isolierung, die nicht durch Temperatur oder Wasser beeinflusst wird.
Gute Abriebfestigkeit ist gegeben.
Es kann problemlos wiederholten Sterilisationsdämpfen standhalten.

Einschränkungen von Polycarbonatmaterial

Wird leicht von Basen und Kohlenwasserstoffen angegriffen.
Wird es über einen längeren Zeitraum Wasser ausgesetzt, führt dies zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften.
Vor der Verarbeitung des Materials ist eine angemessene Trocknung erforderlich.
Die Ermüdungsbeständigkeit ist gering.
Vergilbung des Materials nach Einwirkung von ultravioletten Strahlen.

Gibt es irgendwelche Nachteile von Polycarbonaten?

Trotz der hohen Schlagzähigkeit von Polycarbonat ist zu beachten, dass es leicht verkratzt werden kann. Aus diesem Grund müssen Brillengläser aus Polycarbonat und andere Produkte, die eine klare Oberfläche haben, mit einem kratzfesten Schutz versehen werden. Die Vorteile von Polycarbonaten sind zahlreich und überwiegen bei weitem die Nachteile von Polycarbonaten. Daher sind Polycarbonate die beliebteste Option.

Author: thomas

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