Poliwęglany (PC) są polimerami termoplastycznymi, zawierającymi w łańcuchu głównym ugrupowanie —R—O—CO—O—. W zależności od rodzaju części węglowodorowej łańcucha (grupy —R—) poliwęglany mogą być alifatyczne lub aromatyczne. Znaczenie techniczne mają poliwęglany aromatyczne, których schematyczny wzór jednostki powtarzającej się jest następujący:
Zwyczajowa nazwa poliwęglany odnosi się do polimeru o takim wzorze. Ten poliwęglan otrzymuje się przez polikondensację difenoli (bisfenolu A, nazywanego również dianem) z fosgenem.
Poliwęglany są bezpostaciowe, ale dzięki pewnej symetrii cząsteczki w odpowiednich warunkach mogą krystalizować. Temperatura płynięcia poliwęglanu bezpostaciowego wynosi 220-230°C, temperatura topnienia fazy krystalicznej 260-270°C, temperatura zeszklenia- 149°C.
Poliwęglany należą do nielicznych polimerów, które łączą bardzo dobre właściwości mechaniczne i termiczne oraz elektryczne i optyczne.
Wyróżniają się one szczególnie dużą udarnością przy jednoczesnej dużej sztywności oraz przezroczystością. W próbie udarności bez karbu wykonanej metodą Charpy'ego nie pękają, udarność z karbem badana metodą Izoda wynosi ok. 800 J/m . Są jednymi z nielicznych polimerów termoplastycznych o tak dużej udarności. Przepuszczalność światła poliwęglanów jest zbliżona do szkła.
Najważniejsze właściwości poliwęglanów to ponadto:
odporność termiczna; zakres użytkowania wynosi od -40°C do 130°C,
odporność na pełzanie
mała chłonność wody,
właściwości samogasnące,
odporność na hydrolizę; PC mogą być sterylizowane i stosowane w medycynie (są obojętne fizjologicznie),
stabilność cieplna,
właściwości dielektryczne; PC są stabilne w szerokim zakresie częstotliwości i temperatury.
naprężenie zrywające 67MPa
wydłużenie właściwe 80%
udarność według Izoda 800J/m
gestość 1.20 g/cm3
Poliwęglany mogą być wzmacniane włóknem szklanym w celu zwiększenia termostabilności oraz zwiększenia odporności na pełzanie. Zmianę wytrzymałości na rozciąganie pod wpływem długotrwałego obciążenia poliwęglanów i poliwęglanów z włóknem szklanym przedstawiono na
Wadą poliwęglanów jest mała odporność chemiczna na rozpuszczalniki organiczne, zwłaszcza na chloroform i chlorek metylenu.
Na właściwości poliwęglanów duży wpływ wywiera wilgoć. Polimer musi być starannie suszony przed procesem przetwarzania.
Poliwęglany są modyfikowane za pomocą PBT lub terpolimeru ABS.
Nowa generacja poliwęglanów otrzymywana jest z oligomerów cyklicznych otrzymanych metodą polimeryzacji z otwarciem pierścienia P.
Zastosowanie
Poliwęglany mają wszechstronne zastosowanie w różnych dziedzinach techniki, np. w przemyśle maszynowym, elektrotechnicznym, motoryzacyjnym. Wykonuje się z nich bezpieczne szyby (mają one 250 razy większą udarność niż szyby ze szkła), osłony lamp, korpusy kondensatorów, filtrów, osłony przekaźników, łączniki, dyski optyczne wideo, CD-ROM-y, komputery nowej generacji, w medycynie do produkcji dializatorów, sprzętu laboratoryjnego itp. Są stosowane wszędzie tam, gdzie oprócz dobrych właściwości dielektrycznych, jest wymagana przezroczystość i odporność termiczna. Mieszaniny PC-PBT są stosowane do produkcji zewnętrznych elementów samochodów, np. amortyzatorów, natomiast PC-ABS do nadwozi samochodów osobowych.