Materie plastiche ingegneristiche: Policarbonato (PC) – Proprietà, applicazioni e sviluppo (2)

Campi di applicazione del policarbonato

(I) Settore dell'elettronica e degli elettrodomestici

Materiali isolanti e involucri: il policarbonato è un eccellente materiale isolante di Classe E (120 °C), caratterizzato da un buon isolamento elettrico e stabilità dimensionale, ed è quindi ampiamente utilizzato nell'industria elettronica ed elettrica. Può essere utilizzato per realizzare vari componenti elettronici e involucri per apparecchiature, come prese di corrente per impieghi gravosi, prese a muro, connettori, involucri per modem, morsetti e tubi buffer per cavi in fibra ottica.

Ad esempio, gli involucri e i componenti di apparecchiature per ufficio come computer, stampanti e fotocopiatrici, nonché i dispositivi di comunicazione, sono per lo più realizzati in policarbonato. Questo materiale non solo fornisce un'affidabile protezione isolante per i componenti elettronici di precisione interni, ma, grazie alla sua buona lavorabilità in stampaggio, può essere modellato in diverse forme complesse per soddisfare le diverse esigenze di progettazione del prodotto.

Supporti di memorizzazione dati: nel campo dell'archiviazione dati, i dischi ottici, importanti supporti di memorizzazione delle informazioni, hanno substrati principalmente realizzati in policarbonato. Le pellicole in policarbonato sono ampiamente utilizzate anche in prodotti come condensatori, guaine isolanti, nastri audio e nastri video a colori. I dischi di registrazione laser ad alta densità in policarbonato offrono eccellenti prestazioni di registrazione e durata, soddisfacendo le esigenze di elevata capacità e affidabilità dell'archiviazione dati nell'era dei big data.

(II) Settore dell'industria automobilistica

Componenti leggeri: Nel contesto della ricerca di efficienza energetica e prestazioni elevate da parte dell'industria automobilistica, l'alleggerimento è diventato un'importante direzione di sviluppo nella produzione automobilistica. Il policarbonato, con la sua eccellente resistenza agli urti, alla deformazione termica, alla buona resistenza agli agenti atmosferici e all'elevata durezza, è particolarmente adatto alla produzione di componenti automobilistici. Può essere utilizzato per produrre vari componenti per auto e camion leggeri, come paralumi nei sistemi di illuminazione, cruscotti, piastre riscaldanti, sbrinatori e paraurti realizzati in leghe di policarbonato.

In particolare nei sistemi di illuminazione per autoveicoli, sfruttando la facilità di stampaggio e lavorazione del policarbonato, è possibile trasformare componenti correlati come teste di lampade, elementi di collegamento e corpi lampada in lenti. Ciò aumenta notevolmente la flessibilità di progettazione, facilita la produzione e la lavorazione e risolve efficacemente le sfide tecniche che il vetro tradizionale deve affrontare nella produzione dei fari. Inoltre, il policarbonato può essere utilizzato per realizzare componenti come i tettucci apribili per auto. Rispetto ai tradizionali materiali in vetro, il policarbonato può ridurre il peso dei componenti del 30-50%, ottenendo un alleggerimento del peso in ambito automobilistico senza compromettere le prestazioni e la sicurezza del prodotto.

Componenti interni: il policarbonato può essere utilizzato anche nella produzione di componenti interni per automobili, come modanature interne e maniglie delle portiere. La sua buona adattabilità alla tintura consente ai componenti interni di presentare una ricca varietà di colori e lucidità, migliorando l'estetica e la texture generale degli interni dell'auto e offrendo ai consumatori un'esperienza di guida migliore.

(III) Settore dell'industria delle costruzioni

Prodotti per illuminazione e protezione solare: le lastre in policarbonato sono ampiamente utilizzate nel settore edile. Le lastre in policarbonato prodotte per stampaggio o estrusione pesano solo il 50% del vetro inorganico, ma il loro isolamento termico è superiore del 25% rispetto a quello del vetro inorganico e la loro resistenza agli urti è 250 volte superiore a quella del vetro comune. Queste eccellenti proprietà conferiscono loro evidenti vantaggi tecnici nel settore edile, con circa un terzo di queste lastre utilizzato in prodotti in vetro come vetrine e vetrine commerciali.

Le lastre solari cave in policarbonato e i pannelli illuminanti in policarbonato, realizzati in policarbonato come materiale di base con vari additivi, sono caratterizzati da leggerezza, spessore sottile, elevata rigidità, resistenza alla deformazione, buona trasmissione luminosa ed eccellente resistenza agli agenti atmosferici. Sono adatti per frangisole, pensiline per l'illuminazione diurna in padiglioni, soffitti di piscine e stadi e coperture di grandi edifici e serre. Ad esempio, progetti edilizi su larga scala come il tetto della stazione ferroviaria di Shanghai Sud e il lucernario del Centro Sportivo Olimpico di Chongqing hanno adottato materiali in policarbonato, che non solo garantiscono ottimi effetti di illuminazione, ma conferiscono anche un fascino estetico unico agli edifici.

Materiali decorativi: il policarbonato ha una buona adattabilità alla tintura, con colori brillanti e un forte valore decorativo. Vanta inoltre un'eccellente durata, con una buona resistenza a vari agenti corrosivi, agli effetti del freddo e del caldo, all'invecchiamento e all'impatto, rendendolo un materiale decorativo di alta qualità per l'edilizia. Le lastre in policarbonato con aspetto marmoreo e aspetto legno a bassa schiuma hanno ampie prospettive di applicazione nell'industria edile e dell'arredamento, in grado di creare stili decorativi unici per ambienti architettonici e domestici. Inoltre, il policarbonato può essere utilizzato anche per realizzare pannelli a doppia parete con nervature cave, vetrate per serre e caschi di sicurezza in edilizia, svolgendo un ruolo importante nel campo della protezione della sicurezza degli edifici.

(IV) Campo medico

Dispositivi medici: i prodotti in policarbonato possono resistere a vapore, detergenti, calore e sterilizzazione con radiazioni ad alto dosaggio senza ingiallire o degradare le proprietà fisiche durante il processo di sterilizzazione, trovando quindi ampio utilizzo nel campo delle apparecchiature mediche. Possono essere utilizzati per produrre vari dispositivi medici come apparecchiature per l'emodialisi renale artificiale, siringhe ad alta pressione, mascherine chirurgiche, strumenti odontoiatrici monouso, ossigenatori del sangue, dispositivi per la raccolta e la conservazione del sangue e separatori di sangue.

Questi dispositivi medici richiedono ripetute sterilizzazioni durante l'uso e la buona stabilità del policarbonato consente di soddisfare questo rigoroso requisito, garantendo l'uso sicuro dei dispositivi medici e proteggendo la salute dei pazienti.

Organi artificiali: il policarbonato presenta anche una certa biocompatibilità, che ne amplia l'applicazione in campo medico alla produzione di organi artificiali. Ad esempio, nella produzione di reni artificiali, polmoni artificiali e altri organi artificiali, il policarbonato può esercitare le sue eccellenti proprietà, fornendo un forte supporto al progresso della tecnologia medica, aiutando i pazienti a migliorare la loro qualità di vita e prolungandone la durata.

(V) Altri campi

Imballaggio alimentare

Il policarbonato può essere utilizzato nel settore del packaging alimentare. I prodotti in policarbonato puro sono atossici; le stoviglie realizzate con questo materiale non sbiadiscono né si macchiano a contatto con tè, caffè, ecc., né alterano il colore e il sapore originali degli alimenti. Viene utilizzato principalmente sotto forma di pellicole per il confezionamento di alimenti che necessitano di respirazione e ossigeno, come verdure e carne. Può anche essere utilizzato per realizzare secchi per l'acqua, bottiglie per bevande, tazze, biberon e imballaggi per alimenti come bottiglie, ciotole e piatti.

Tuttavia, poiché i prodotti in policarbonato possono trattenere bisfenolo A (BPA), che può facilmente rilasciarsi in ambienti ad alte temperature o fortemente alcalini, l'Unione Europea ha vietato l'uso di materiali in policarbonato nei biberon contenenti BPA. A tal fine, l'industria sta anche attivamente sviluppando alternative come il PC senza BPA (ad esempio, il copoliestere Tritan) per garantire la sicurezza degli imballaggi alimentari.

Industria dei macchinari

Nell'industria di produzione di macchinari, il policarbonato può essere utilizzato per produrre vari componenti, come ingranaggi, viti senza fine, turbine, cremagliere, camme, mandrini, cuscinetti, pulegge, cerniere, catene di trasmissione, dadi, rondelle, rivetti, giranti di pompe, valvole a farfalla, tubi di mandata dell'olio lubrificante, nonché vari alloggiamenti, piastre di copertura, contenitori e parti per dispositivi di refrigerazione e raffreddamento.

L'elevata resistenza, la resistenza all'usura e la buona stabilità dimensionale del policarbonato gli consentono di soddisfare i requisiti di utilizzo di componenti meccanici in condizioni di lavoro complesse, garantendo il normale funzionamento delle apparecchiature meccaniche. Anche nella produzione di macchinari aerospaziali, il policarbonato è un materiale indispensabile; il successo dello sviluppo del policarbonato non infiammabile ha creato condizioni migliori per la sua applicazione in questo campo. Ad esempio, ci sono 2.500 componenti del Boeing 747 americano realizzati in policarbonato, e ogni aereo utilizza quasi due tonnellate di policarbonato in totale, a dimostrazione dell'importante ruolo del policarbonato nella produzione di macchinari di fascia alta.

Materiali per la stampa 3D

Il policarbonato, con le sue proprietà ingegneristiche superiori – inodore, atossico, altamente resistente, eccellente resistenza agli urti, basso tasso di restringimento, nonché buona resistenza alla fiamma e all'inquinamento – è un materiale di alta qualità per la stampa 3D. Nel campo della stampa 3D, il policarbonato può essere utilizzato per realizzare componenti di forma complessa attraverso la deposizione strato per strato, soddisfacendo le esigenze di personalizzazione e produzione in piccoli lotti, offrendo così un nuovo approccio per lo sviluppo innovativo nel settore manifatturiero.

Industria tessile

Nell'industria tessile, il policarbonato può essere utilizzato per produrre rocchetti tessili, boccole per macchine tessili e simili. La sua buona resistenza all'usura e le sue proprietà meccaniche gli consentono di adattarsi all'ambiente di lavoro dei macchinari tessili, che prevede operazioni ad alta velocità e frequenti attriti, migliorando così l'efficienza operativa e la durata delle attrezzature tessili.