Die Herstellung von Polycarbonat (PC) ist sehr komplex. Bisher verfügten weltweit nur wenige große Chemiekonzerne über entsprechende Produktionsmethoden und -kapazitäten. Inländische Hersteller von Polycarbonat (PC) sind ausschließlich ausländische Hersteller oder Joint Ventures. Mit der steigenden Nachfrage nach Polycarbonat (PC) in der Bau- und Automobilindustrie erhöht China seine Investitionen in die Polycarbonat-Produktion. Im Jahr 2019 wird die weltweite Produktionskapazität für Polycarbonat (PC) 5.6 Millionen Tonnen übersteigen.

Bisphenol-A-Polycarbonat (PC) wird aufgrund seiner Vorteile wie gute Transparenz, hohe Schlagfestigkeit, gute Wärmestabilität, Kriechfestigkeit, gute Kältebeständigkeit, gute elektrische Isolierung und gute Flammhemmung häufig im Bauwesen, in der Elektronik, der Automobilindustrie, der Medizin und anderen volkswirtschaftlichen Bereichen eingesetzt.

Polycarbonat (PC) ist ein technischer Kunststoff. Es handelt sich um ein farbloses, geruchloses, transparentes und amorphes thermoplastisches Polymer. Polycarbonat (PC) lässt sich in aliphatische, alicyclische und aromatische Gruppen unterteilen. Aufgrund von Einschränkungen bei der Verarbeitungsleistung, den Produktionskosten und anderen Faktoren kann Bisphenol-A-aromatisches Polycarbonat (PC) in großem Maßstab industrialisiert werden.

Polycarbonat (PC) | Hauptanwendungsgebiete
Baumaterialien (Sonnenlichtplatten, Dauerplatten, Wellenziegel, Vorhangfassaden-Verbindungsplatten)

Glas ist seit jeher das wichtigste Beleuchtungsmaterial im modernen Leben. Das Dach großflächiger Gebäude erfordert geringes Gewicht und hohe Festigkeit. Die hohe Festigkeit und geringe Dichte von Polycarbonat (PC) gleichen die Sprödigkeit von Glas aus. Es bietet die Vorteile hoher Sicherheit, einfacher Installation und starker Designfähigkeit und nimmt einen festen Platz im Bereich der zeitgenössischen Architektur ein. Die Vorteile der Materialien allein reichen nicht aus, um ein prächtiges Gebäude zu vollenden. So wie Zement verstärkt werden muss, verleiht Polycarbonat (PC) als Baumaterial auch viel Design.

Mit dem Fortschritt der Produktionstechnologie und des Prozesses der Polycarbonatplatten (PC) als neues Material haben Polycarbonat-Hohlplatten (PC) viele neue architektonische Elemente in Dächer, Wände und Vorhangfassaden von Gebäuden gebracht. Diese Art von Platte, auch als „Sonnenlichtplatte“ bekannt, kann den größten Teil des sichtbaren Lichts durchdringen und die meisten Infrarot- und Ultraviolettstrahlen blockieren. Nachdem das natürliche Licht durch den Flachbildschirm gelangt ist, bildet es eine weiche, diffuse Reflexion im Raum, die nicht blendet. Sie wird häufig in Industriewerkstätten, Turnhallen, Messehallen, Flughäfen und anderen großen und tiefen Gebäuden eingesetzt.

Polycarbonatplatten (PC) zeichnen sich durch hervorragende Energiespareigenschaften aus und gelten als umweltfreundliches Baumaterial. Mit der Software EnergyPlus wird der Energieverbrauch eines Gebäudes in Shanghai simuliert und die Energiekosten berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass die jährlichen Kosten für Polycarbonat-Mehrschichtfenster (PC) im Vergleich zu Doppelglasfenstern um 6.2 bis 36.6 Yuan/m² eingespart werden können.

Displays & Elektronik

Polycarbonat (PC) bietet eine gute Isolierung und Festigkeit in einem weiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich. Es wird häufig als Gehäuse, Schale und Strukturteil verschiedener kommerzieller Elektrogeräte von Computern verwendet. Es kann zur Herstellung von Isolierhülsen, Spulengestellen, Gehäusen für Elektrowerkzeuge, Kühlschrankschubladen, Staubsaugerteilen usw. verwendet werden. Es kann zur Herstellung von Teilen mit hoher Maßgenauigkeit verwendet werden, wie z. B. von Computern, Videorekordern, Fernsehschaltern, Relais und anderen wichtigen Teilen in Kommunikationsgeräten. Seine Farblichtdurchlässigkeit, Lichtstreuung und Maßstabilität werden bei Diffusoren für Großbildschirme mit über 42 Zoll angewendet. Eine Polycarbonat (PC)/ABS-Legierung kann die Kosten senken und ist bearbeitbar und UV-beständig. Sie kann zur Herstellung dünnwandiger Teile für Spritzguss-Notebooks und Notebooks verwendet werden.

Automobilindustrie

Traditionelle Fenster und Dachfenster werden zunehmend durch Polycarbonat (PC) ersetzt. Die geringe Dichte ist einer der Gründe für diesen Wandel. Die hervorragende Verarbeitungsleistung von Kunststoffen ermöglicht Automobilentwicklern und -designern Innovationen. Die stark gewölbte Polycarbonatplatte (PC) wird mit der Karosserie verbunden, um die aerodynamische Effizienz zu verbessern. Die Fenster des Fiat 500L zeigen die hohe Wettbewerbsfähigkeit von Polycarbonat (PC) in diesem Bereich. Das Entwicklungspotenzial von Polycarbonat-Dachfenstern ist enorm. Jedes dritte in China produzierte Auto wird mit Dachfenstern und Panorama-Dachfenstern ausgestattet sein. Hochhitzebeständiges Polycarbonat (PC) kann zur Herstellung von Kondensator- und Reflektorteilen direkt mit Metall im Vakuum besprüht werden.

In Beleuchtungssystemen kann Polycarbonat (PC) zur Herstellung komplexer Scheinwerfer, Rücklichter und Blinker verwendet werden, um die Schlagfestigkeit zu verbessern. Die verwendete Polycarbonatlegierung (PC) wiegt 0.5 bis 1.4 kg weniger als anorganisches Glas. Polycarbonatlegierungen (PC) zeichnen sich durch hohe mechanische Eigenschaften und ein ansprechendes Erscheinungsbild aus. Sie werden hauptsächlich für die Fahrzeugmontage und Innenraumteile verwendet. Beispielsweise zeichnen sich Polycarbonatlegierungen (PC)/ABS durch hervorragende Hitzebeständigkeit, Schlagfestigkeit und Steifigkeit sowie gute Verarbeitungseigenschaften und ein gutes Finish aus. Sie eignen sich ideal für die Herstellung von Armaturenbrettern. Die gefertigte Instrumententafel kann direkt mit Soft-Finish-Farbe besprüht und ohne Oberflächenvorbehandlung mit PVC-Folie beschichtet werden.

Medizinische Apparate und Instrumente

Typische medizinische Anwendungen sind Hochdruckspritzen, zahnärztliche Instrumente, Operationsmasken, Blutoxygenatoren, Blutprobenentnahmegeräte, Bluttrenngeräte, chirurgische Geräte, Dialysegeräte, Venenkomponenten und medizinische Zentrifugen. Um die Anwendungsmöglichkeiten von Polycarbonat (PC) in diesem Bereich zu erweitern, ist es entscheidend, ob es energiereicher Strahlung und Desinfektion bei hohen Temperaturen standhält, ohne seine physikalischen Eigenschaften zu verlieren und zu vergilben, die chemische Beständigkeit zu verbessern und Rissbildung zu verhindern.

Bayer hat eine Reihe neuer Medizinprodukte auf den Markt gebracht, darunter Markrolon2258, Markrolonrx2435 und Markrolonrx2440. Makrolon rx2440 ist ein neues transparentes, hochmobiles medizinisches Polycarbonat (PC)-Material mit guter Biokompatibilität. Die Farbwiederherstellungszeit der Ethylenoxid-Dampfsterilisation durch Röntgen-Elektronenbestrahlung ist schneller als die von gewöhnlichem Polycarbonat (PC). Es kann in verschiedenen medizinischen Geräten eingesetzt werden, z. B. für intravenöse Injektionen, Atemwege, Operationen und Nierenbehandlungen.

Kos hat kürzlich Makrolon rx3440 auf den Markt gebracht, das beständig gegen Lösungsmittel in der Tumorbehandlung und Reinigungsmittel ist. Die Langlebigkeit und chemische Beständigkeit dieses medizinischen Polycarbonats (PC) trägt dazu bei, Rissbildung zu verhindern und ermöglicht es medizinischem Fachpersonal, Tumorpatienten sicher Medikamente zu injizieren. Styron hat Produkte aus der Polycarbonat-(PC)/Pet9100cr-Legierung auf den Markt gebracht, die selbst unter extremen Bedingungen chemisch beständig sind, ohne dass es zu Zersetzung, Rissen, Brüchen oder anderen Erscheinungen an der Kunststoffoberfläche kommt.

Andere

Polycarbonat (PC) kann für die Verpackung von Folien und optischen Linsen verwendet werden. Die dünnste Foliendicke beträgt bis zu 0.03 mm. Es ist geschmacksneutral, ungiftig, hochtransparent, farblos und hellgelb. Es ist flammhemmend, druckbeständig, kratzfest und antistatisch. Es eignet sich für die Isolierung von Stromversorgungssystemen, Spezialdrucke sowie für Fenstergläser von Mobiltelefonen und anderen elektronischen Produkten. Optisches Polycarbonat (PC) eignet sich zur Herstellung optischer Linsen und Gläser für moderne Kameras, Mikroskope und Teleskope und zeichnet sich durch hervorragende Schlagfestigkeit aus. Als Verpackungsmaterial wird es hauptsächlich für wiederverwendbare Wasserflaschen mit großem Fassungsvermögen und Essgeschirr verwendet.

Polycarbonat (PC) | Neueste Forschungsergebnisse

Laut der vorhandenen Literatur konzentrieren sich die Forschungsschwerpunkte im Bereich Polycarbonat (PC) vor allem auf die Entwicklung von Flammschutzmitteln und Verbundwerkstoffen. In der Elektronik und Elektrotechnik werden Polycarbonat-Werkstoffe (PC) benötigt, die auch bei dünner Schicht stabil und flammhemmend sind. In High-End-Bereichen wie Sensoren, Solarzellen, Touchscreens, Displays und Smart Windows bietet Polycarbonat (PC) als Matrixmaterial besondere Anwendungsaussichten.

Polycarbonat flammhemmend

Es gibt viele Arten von Flammschutzmitteln für Polycarbonat (PC). Früher gab es Sulfonat-, Organophosphor-, Brom-, Organosilicium- und anorganische Flammschutzmittel mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen. Aktuell liegt der Trend bei halogenfreien Produkten. Sulfonat-Flammschutzmittel zeichnen sich vor allem durch eine hohe Wärmeformbeständigkeit und einen hohen Temperaturindex aus. Die Flammschutzqualität von modifiziertem Polycarbonat (PC) entspricht in der Regel UL94V-0 (1.0 bis 1.5 mm).

Mit der gesellschaftlichen Entwicklung steigen die Anforderungen an praktische, sichere und ansprechende elektronische Geräte. Dünne Wandstärken und ein ansprechendes Erscheinungsbild sind der zukünftige Entwicklungstrend. Halogenfreies, flammhemmendes Polycarbonat (PC) muss daher einen hohen Flammschutzgrad erreichen und gute mechanische Eigenschaften, Glanz, thermische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften aufweisen. Unternehmensforschungseinrichtungen entwickeln neue Flammschutzmittel und kombinieren diese, um den umfassenden Leistungsanforderungen verschiedener Materialien gerecht zu werden.

Das von der amerikanischen Firma frxpolymers entwickelte Polyphosphatpolymer hm1100 wird als Flammschutzmittel für Polycarbonat (PC) verwendet, um den Flammschutzgrad auf 1.0 mm V-0 zu bringen. Im Vergleich zu Bisphenol-A-Diphenylphosphat (BDP) ist die thermische Deformationstemperatur von BDP unter hoher Belastung (1.82 MPa) deutlich erhöht, auf bis zu 123 °C, was auf die hohe Hydrolysebeständigkeit von BDP hinweist.

Verbundwerkstoff Polycarbonat (PC)

Polycarbonat (PC) verfügt über hervorragende mechanische und optische Eigenschaften und ist ein ideales Matrixmaterial. Aktuelle Forschungsarbeiten umfassen: die Modifizierung von Polycarbonat (PC), um die Verbundfähigkeit anderer Materialien zu verbessern; die Zugabe von Ruß, Kohlefasern, Kohlenstoffnanoröhren und Graphen, um es leitfähig zu machen; als Foliensubstrat kann es mit dem Folienmaterial verbunden werden.
SABIC ist ein erstklassiges Petrochemieunternehmen mit starken Forschungs- und Entwicklungskapazitäten im Bereich thermoplastischer Kunststoffe. Das Unternehmen hat ein neuartiges Polycarbonatharz (PC) mit speziellen Gruppen an der Hauptkette entwickelt, das sich direkt mit Kohlefasern kombinieren lässt, ohne dass herkömmliche Silan-Haftvermittler zur Modifizierung der Kohlefasern verwendet werden müssen. Das ist eine Innovation.

Die Forschung der Universität Zhengzhou ergab, dass transparente leitfähige Folien aus SWNTs/MWNTs/Polycarbonat (PC) kontinuierlich hergestellt wurden. Dabei wurden Polycarbonat (PC) als Substrat, mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (MWNTs) und einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWNTs) als leitfähige Partikel verwendet und mithilfe einer selbst entwickelten Rolle-zu-Rolle-Sprühvorrichtung (R2R) hergestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass das System eine gute Flexibilität und Farbdurchlässigkeitskontrolle aufweist. Es ist ein wichtiger Referenzwert für die Entwicklung flexibler intelligenter Fenster.

Analyse der Vor- und Nachteile der Anwendungsaussichten von Polycarbonat (PC)

Merit

Derzeit umfasst der Herstellungsprozess von Polycarbonat (PC) hauptsächlich das Esteraustauschverfahren und das Phosgenverfahren. Ersteres erfordert die Lagerung von hochsiedendem Phenol, da Phenol nur schwer ein hohes Molekulargewicht erreichen kann. Letzteres verwendet im Reaktionsprozess den hochgiftigen Rohstoff Phosgen, was hohe Anforderungen an Technologie und Sicherheit stellt. Da Phenol selbst giftig ist, macht die Eintrittsschwelle für die Polycarbonat (PC)-Produktion diese monopolistisch.

Polycarbonat (PC) ist ein technischer Kunststoff mit hervorragenden Gesamteigenschaften. Er zeichnet sich durch hohe Festigkeit, hohe Duktilität und hohe Zähigkeit, ausgezeichnete Schlagzähigkeit, hervorragende elektrische Eigenschaften, gute Lichtdurchlässigkeit und eine Lichtdurchlässigkeit von über 90 % aus. Die Forschung zur Flammhemmung ist relativ weit fortgeschritten, und viele Legierungsmaterialien verwenden Polycarbonat (PC) als Modifikator.

Die Wärmedämmleistung von Polycarbonat (PC) ist 125-mal höher als die von herkömmlichem Glas, seine Schlagfestigkeit 250-mal höher als die von Glas und seine Dichte nur halb so hoch. Es bietet großes Anwendungspotenzial in der Bauindustrie.

Polycarbonat (PC) lässt sich leicht formen und kann einige vorhandene Autoteile ersetzen, um Gewicht zu reduzieren und Energie zu sparen. Die Verwendung von Polycarbonat (PC) in der chinesischen Automobilindustrie macht 5 % des Gesamtverbrauchs aus und bietet damit im Vergleich zu 20 % im Ausland einen großen Entwicklungsspielraum.

In der Elektronik- und Elektroindustrie verzeichnet Polycarbonat (PC) aufgrund seiner hohen Schlagzähigkeit, hohen Wärmeverformungstemperatur, Isolierung, Feuerbeständigkeit und Dimensionsstabilität seit langem ein starkes Verbrauchswachstum.

Angesichts der Tatsache, dass China jedes Jahr Milliarden von Polycarbonat (PC) und Polycarbonat (PC)-Rohstoffen importiert, um die Nachfrage zu decken, sind die Marktaussichten optimistisch.

Mangel

Polycarbonat (PC)-Maschinen sind weit verbreitet, obwohl sie mit vielen Wettbewerbern und hohen Kosten verbunden sind. Sie wurden in vielen Anwendungsbereichen ersetzt. Beispielsweise wird kostengünstiges Acrylnitrilharz (SAN) für die Schutzschicht von Lagerräumen und Kühlschränken verwendet, da geringe Anforderungen an Temperatur und Schlagfestigkeit gestellt werden.

Transparentes PP, PET und PVC sind bei der Verwendung von Behältern wettbewerbsfähig. Im Bereich der Lebensmittelbesteckprodukte gelten Polycarbonat (PC), die als Wasserflaschen und Babyflaschen verwendet werden, als Bisphenol A-haltig, dessen Verwendung in einigen Ländern (wie der Europäischen Union, Kanada und den USA) verboten ist. Polycarbonat (PC)-Produkte entwickeln sich in Richtung High-End-Bereiche, was höhere und umfassendere Anforderungen an die Entwicklung neuer Produkte und die Erforschung neuer Anwendungsgebiete stellt.

Zusammenfassen

Die Menschheit erlebt ein Zeitalter neuer Materialien. Die Entwicklung und Nutzung von Materialien ist ein Anliegen und eine Herausforderung für jeden Materialwissenschaftler. Polycarbonat (PC) wird aufgrund seiner hervorragenden mechanischen, optischen und thermischen Eigenschaften geschätzt. Es hat sich in anspruchsvollen Anwendungsbereichen wie Elektronikprodukten, Autoteilen, medizinischen Geräten und moderner Architektur bewährt und bietet damit starke Voraussetzungen für seine zukünftige Entwicklung. Angetrieben durch die wirtschaftliche Globalisierung hat die Verbesserung der Materialbedürfnisse der Menschen die nachhaltige Entwicklung von Polycarbonat (PC) gefördert, einem wettbewerbsfähigen Produkt im In- und Ausland.