Polycarbonat

Polycarbonat
Lexan.svg
Wiederholung der chemischen Struktureinheit von
Polycarbonat gemacht aus Bisphenol A
VisibleLightSpectrum2.svg
Übertragungsspektrum von Polycarbonat
Physikalische Eigenschaften
Dichte (ρ) 1,20–1,22 g/cm3
ABBE -Nummer (V) 34.0
Brechungsindex (n) 1,584–1.586
Entflammbarkeit V0-V2
Limiting oxygen index 25–27%
WasseraufnahmeGleichgewicht (ASTM) 0,16–0,35%
Wasseraufnahme- über 24 Stunden 0,1%
Strahlungswiderstand Messe
Ultraviolett (1–380 nm) Widerstand Messe
Mechanische Eigenschaften
Elastizitätsmodul (E) 2.0–2.4 GPa
Zugfestigkeit t) 55–75 MPa
Verlängerung (ε) bei Unterbrechung 80–150%
Druckfestigkeit c) > 80 MPa
Poissons Verhältnis (ν) 0,37
HärteRockwell M70
Izod Impact Stärke 600–850 J/m
Notch -Test 20–35 kJ/m2
Schleifwiderstand ASTM D1044 10–15 mg/1000 Fahrräder
Reibungskoeffizient (μ) 0,31
Schallgeschwindigkeit 2270 m/s
Thermische Eigenschaften
Glasübergangstemperatur (Tg) 147 ° C (297 ° F)
Wärmeablenkungstemperatur
  • 0,45 MPa: 140 ° C (284 ° F)
  • 1,8 MPa: 128–138 ° C (262–280 ° F)
Vicat Weichpunkt bei 50 N 145–150 ° C (293–302 ° F)[1]
Obere Arbeitstemperatur 115–130 ° C (239–266 ° F)
Niedrigere Arbeitstemperatur –40 ° C (–40 ° F)[2]
Wärmeleitfähigkeit (k) bei 23 ° C 0,19–0,22 W/(m · k)
Wärmeleitzahl (a) bei 25 ° C 0,144 mm²/s[3]
Linearer Wärmeleiterkoeffizient (α) 65–70 × 10–6/K
Spezifische Wärmekapazität (c) 1,2–1,3 kJ/((kg· K)
Elektrische Eigenschaften
Dielektrizitätskonstante r) bei 1 mHz 2.9
Permittivität (ε) 2,568 × 10–11 F/m
Relative Permeabilität r) bei 1 MHz 0,866 (2)
Permeabilität (μ) bei 1 MHz 1.089 (2) μN/A2
Dissipationsfaktor um 1 MHz 0,01
Auftauchen Widerstand 1015 Ω/sq
Volumen Widerstand (ρ) 1012–1014 Ω·m
Chemische Resistenz
Säurenkonzentriert Arm
Säurenverdünnen Gut
Alkohole Gut
Alkalis Gutausdruck
Aromatische Kohlenwasserstoffe Arm
Fetten und Öle Gut
Halogenierte Kohlenwasserstoffe Gutausdruck
Halogene Arm
Ketone Arm
Gaspermeation bei 20 ° C
Stickstoff 10–25 cm3· Mm/(m2·Tag·Bar)
Sauerstoff 70–130 cm3· Mm/(m2· Tag · Bar)
Kohlendioxid 400–800 cm3· Mm/(m2· Tag · Bar)
Wasserdampf 1–2 g · mm/(m)2· Tag) @ 85%–0% Rh Gradient
Wirtschaft
Preis 2,6–2,8 €/kg[4]

Polycarbonate (PC) sind eine Gruppe von thermoplastisch Polymere enthalten Karbonatgruppen in ihren chemischen Strukturen. In Engineering verwendete Polycarbonate sind stark, hart Materialien und einige Klassen sind optisch transparent. Sie können leicht bearbeitet werden, geformt, und thermoformiert. Aufgrund dieser Eigenschaften finden Polycarbonate viele Anwendungen. Polycarbonate haben keine einzigartige Harzidentifikationscode (RIC) und werden als "andere" identifiziert, 7 auf der RIC -Liste. Produkte aus Polycarbonat können das Vorläufermonomer enthalten Bisphenol A (BPA).

Struktur

Struktur von Dicarbonat (Phoc (O) OC6H4 )2CME2 Abgeleitet von Bis (Phenol-A) und zwei Äquivalenten von Phenol.[5] Dieses Molekül spiegelt eine Untereinheit eines typischen Polycarbonats wider, das von Bis (Phenol-A) abgeleitet ist.

Carbonatester haben planar OC (OC)2 Kerne, die Starrheit verleihen. Die eindeutige O = C-Bindung ist kurz (1,173 Å im dargestellten Beispiel), während die C-O-Bindungen ätherischer sind (die Bindungsabstände von 1,326 Å für das dargestellte Beispiel). Polycarbonate erhielten ihren Namen, weil sie es sind Polymere enthält Karbonatgruppen (–O - (c = o) - O -). Ein Gleichgewicht nützlicher Merkmale, einschließlich Temperaturfestigkeit, Schlagfestigkeit und optischen Eigenschaften, positioniert Polycarbonate zwischen Rohstoffkunststoffe und Kunststoffkunststoffe.

Produktion

Phosgenroute

Das Hauptpolycarbonatmaterial wird durch die Reaktion von erzeugt Bisphenol A (BPA) und Phosgen Cocl
2
. Die Gesamtreaktion kann wie folgt geschrieben werden:

Polycarbonatsynthese.svg

Der erste Schritt der Synthese beinhaltet die Behandlung von Bisphenol a mit Natriumhydroxid, die Deprotonate das Hydroxylgruppen des Bisphenol A.[6]

(Hoc6H4)2CME2 + 2 NaOH → na2(Oc6H4)2CME2 + 2 h2O

Das DiPhänoxid (N / A2(Oc6H4)2CME2) reagiert mit Phosgen, um a zu geben Chloroformat, was anschließend von einem anderen Phänoxid angegriffen wird. Die Nettoreaktion aus dem Diphenoxid lautet:

N / A2(Oc6H4)2CME2 + Cocl2 → 1/n [OC (OC)6H4)2CME2]n + 2 NaCl

Auf diese Weise werden jährlich ungefähr eine Milliarde Kilogramm Polycarbonat hergestellt. Viele andere Diole wurden anstelle von Bisphenol A getestet, z. 1,1-bis (4-Hydroxyphenyl) cyclohexan und Dihydroxybenzophenon. Das Cyclohexan wird als Komonomer zur Unterdrückung der Kristallisationstendenz des BPA-abgeleiteten Produkts verwendet. Tetrabromobisphenol a wird verwendet, um die Feuerwiderstand zu verbessern. Tetramethylcyclobutandiol wurde als Ersatz für BPA entwickelt.[6]

Umesterungsroute

Eine alternative Route zu Polycarbonaten beinhaltet Umesterung von BPA und Diphenylcarbonat:

(Hoc6H4)2CME2 + (C6H5Ö)2Co → 1/n [OC (OC)6H4)2CME2]n + 2 c6H5OH[6]

Eigenschaften und Verarbeitung

Polycarbonat ist ein dauerhaftes Material. Obwohl es eine hohe Wirkung aufweist, hat es eine geringe Kratzerresistenz. Daher wird eine harte Beschichtung auf Polycarbonat angewendet Brille Linsen und Polycarbonat Außenkomponenten für Automobile. Die Eigenschaften von Polycarbonat vergleichen mit denen von Polymethylmethacrylat (PMMA, Acryl), aber Polycarbonat ist stärker und hält länger bis zur extremen Temperatur. Thermisch verarbeitetes Material ist normalerweise völlig amorph,[7] und infolgedessen ist hoch transparent zu sichtbares Licht, mit einer besseren leichten Übertragung als viele Arten von Glas.

Polycarbonat hat a Glasübergangstemperatur von etwa 147 ° C (297 ° F),[8] Daher wird es allmählich über diesem Punkt weich und fließt über etwa 155 ° C (311 ° F).[9] Die Werkzeuge müssen bei hohen Temperaturen gehalten werden, im Allgemeinen über 80 ° C (176 ° F), um dehnungsfreie und stressfreie Produkte herzustellen. Niedrig molekulare Masse Die Noten sind einfacher zu formen als höhere Noten, aber ihre Festigkeit ist infolgedessen niedriger. Die härtesten Klassen haben die höchste molekulare Masse, sind aber schwieriger zu verarbeiten.

Im Gegensatz zu den meisten Thermoplastik kann Polycarbonat große plastische Verformungen durchlaufen, ohne zu knacken oder zu brechen. Infolgedessen kann es bei Raumtemperatur verarbeitet und gebildet werden Blech Techniken wie Biegen auf a Bremse. Selbst für scharfe Winkel biegt sich mit einem engen Radius möglicherweise nicht. Dies macht es bei Prototyping-Anwendungen wertvoll, bei denen transparente oder elektrisch nicht leitende Teile erforderlich sind, die nicht aus Blech bestehen werden. PMMA/Acryl, was im Aussehen von Polycarbonat ähnlich ist, ist spröde und kann nicht bei Raumtemperatur gebogen werden.

Haupttransformationstechniken für Polycarbonatharze:

  • Extrusion in Röhrchen, Stangen und andere Profile einschließlich Multiwall
  • Extrusion mit Zylinder (Kalender) in Blätter (0,5–20 mm (0,020–0,787 Zoll)) und Filme (unter 1 mm (0,039 Zoll)), die direkt oder in andere Formen verwendet werden können Thermoformierung oder sekundär Herstellung Techniken wie Biegen, Bohren oder Routing. Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften ist es dem Laserschneiden nicht förderlich.
  • Spritzguss in fertige Artikel

Polycarbonat kann werden spröde Wenn es oben ionisierender Strahlung ausgesetzt ist 25 kgy (J/kg).[10]

Eine Flasche aus Polycarbonat

Anwendungen

Elektronische Bauteile

Polycarbonat wird hauptsächlich für elektronische Anwendungen verwendet, die von seinen kollektiven Sicherheitsmerkmalen profitieren. Ein guter elektrischer Isolator mit hitzebeständigen und flammretardanten Eigenschaften wird in Produkten verwendet, die mit Stromversorgungssystemen und Telekommunikationshardware verbunden sind. Es kann als dienen Dielektrikum in hoher Stabilität Kondensatoren.[6] Gewerbliche Herstellung von Polycarbonatkondensatoren hauptsächlich nach dem alleinigen Hersteller gestoppt Bayer AG Ende 2000 hörte der Polycarbonatfilm auf dem Kondensator zu.[11][12]

Baumaterialien

Polycarbonatblatt in einem Gewächshaus

Der zweitgrößte Verbraucher von Polycarbonaten ist die Bauindustrie, z. Für Domelights, flache oder gekrümmte Verglasung, Dachblätter und Schallwände. Polycarbonate werden verwendet, um Materialien zu erstellen, die in Gebäuden verwendet werden, die langlebig, aber leicht sein müssen.

3d Drucken

Polycarbonate werden im 3D -FDM -Druck ausgiebig verwendet, wodurch langlebige starke Kunststoffprodukte mit einem hohen Schmelzpunkt erzeugt werden. Polycarbonat ist für gelegentliche Hobbyisten relativ schwierig, im Vergleich zu Thermoplastik wie zu drucken Polymilchsäure (Pla) oder Acrylnitril Butadiene Styrol (ABS) Aufgrund des hohen Schmelzpunkts, der Schwierigkeit bei der Druckbett -Adhäsion, der Tendenz zum Verziehen während des Druckens und der Tendenz, Feuchtigkeit in feuchten Umgebungen zu absorbieren. Trotz dieser Probleme ist der 3D -Druck mit Polycarbonaten in der professionellen Gemeinschaft üblich.

Datenspeicher

CDs und DVDs

Ein großer Polycarbonatmarkt ist die Produktion von CDs, DVDs, und Blu-Ray Discs.[13] Diese Scheiben werden durch Injektionsmold-Polycarbonat in eine Formhöhle erzeugt, die auf der einen Seite einen Metall-Stamper enthält, der ein negatives Bild der Scheibendaten enthält, während die andere Formseite eine gespiegelte Oberfläche ist. Typische Produkte der Blatt/Filmproduktion umfassen Anwendungen in Werbung (Zeichen, Anzeigen, Posterschutz).[6]

Automobil-, Flugzeug- und Sicherheitskomponenten

In der Automobilindustrie können inspritzgegossene Polycarbonat sehr glatte Oberflächen erzeugen, die es gut geeignet machen Sputterablagerung oder Verdunstungsabscheidung Aluminium ohne Basismantel erforderlich. Dekorative Lünetten und optische Reflektoren bestehen häufig aus Polycarbonat. Sein niedriges Gewicht und seine Resistenz mit hohem Aufprall haben Polycarbonat zum dominanten Material für Scheinwerferobjektive für Automobile gemacht. Die Scheinwerfer für Automobile erfordern jedoch äußere Oberflächenbeschichtungen aufgrund seiner geringen Kratzerfestigkeit und seiner Anfälligkeit für ultraviolettes Abbau (vergilbt). Die Verwendung von Polycarbonat in Automobilanwendungen ist auf niedrige Stressanwendungen begrenzt. Stress von Befestigungselementen, Plastikschweißung und Rendern von Polycarbonat anfällig für Stresskorrosionsrisse Wenn es mit bestimmten Beschleunigern wie Salzwasser in Kontakt kommt und Plastisol. Es kann laminiert werden, um zu machen kugelsicheres Glas"Obwohl "kugelresistent" genauer für die dünneren Fenster ist, wie sie in kugelresistenten Fenstern in Automobilen verwendet werden. Die dickeren Barrieren von transparenten Kunststoff, die in den Fenstern und Barrieren des Tellgebers in Banken verwendet werden, sind ebenfalls Polycarbonat.

Die sogenannte "Diebstahlsdacht" große Plastikverpackungen für kleinere Gegenstände, die nicht von Hand geöffnet werden können, wird normalerweise aus Polycarbonat hergestellt.

Lockheed Martin F-22 Cockpit Banach

Das Cockpit -Baldachin des Lockheed Martin F-22 Raptor Jet Fighter wird aus Polycarbonat mit hoher optischer Qualität hergestellt. Es ist der größte Gegenstand seiner Art.[14][15]

Nischenanwendungen

Polycarbonat, das ein vielseitiges Material mit attraktiven Verarbeitung und physikalischen Eigenschaften ist, hat unzählige kleinere Anwendungen angezogen. Die Verwendung von inspritzgezogenen Trinkflaschen, Gläser und Lebensmittelbehältern ist häufig, aber die Verwendung von BPA bei der Herstellung von Polycarbonat hat Bedenken ausgelöst (siehe Potenzielle Gefahren in Lebensmittelkontaktanwendungen), was zur Entwicklung und Verwendung von "BPA-freien" Kunststoffen in verschiedenen Formulierungen führt.

Laborsicherheitsbrille

Polycarbonat wird üblicherweise im Augenschutz sowie in anderen projektilresistenten Betrachtungs- und Beleuchtungsanwendungen verwendet, die normalerweise die Verwendung von angeben würden Glaserfordern aber eine viel höhere Wirkung. Polycarbonatlinsen schützen auch das Auge vor UV hell. Viele Arten von Objektiven werden aus Polycarbonat hergestellt, einschließlich Automobil -Scheinwerferlinsen, Beleuchtungslinsen, Sonnenbrille/Brille Linsen, Schwimmbrillen und Tauchmasken sowie Sicherheitsgläser/Schutzbrillen/Visiere, einschließlich Visiere in Sporthelmen/Masken und Polizei Schutzausrüstung (Helmvisoren, Schilde usw.). Windschutzscheiben in kleinen motorisierten Fahrzeugen bestehen üblicherweise aus Polycarbonat, wie für Motorräder, ATVs, Golfwagen und kleine Flugzeuge und Hubschrauber.

Das leichte Gewicht von Polycarbonat im Gegensatz zu Glas hat zu einer Entwicklung elektronischer Display -Bildschirme geführt, die Glas durch Polycarbonat ersetzen, für die Verwendung in mobilen und tragbaren Geräten. Solche Displays enthalten neuer E-ink und einige LCD -Bildschirme, obwohl CRT, Plasma -Bildschirm und andere LCD -Technologien im Allgemeinen immer noch Glas für seine höhere Schmelztemperatur und seine Fähigkeit benötigen, detaillierter geätzt zu werden.

Da immer mehr Regierungen die Verwendung von Glas in Pubs und Clubs aufgrund der erhöhten Inzidenz von einschränken Gläser, Polycarbonatgläser werden aufgrund ihrer Stärke, Haltbarkeit und glasähnliches Gefühl beliebt, um Alkohol zu servieren.[16][17]

Andere verschiedene Gegenstände umfassen langlebiges, leichtes Gepäck. MP3/Digital Audio Player Fälle, Okarinas, Computerfälle, RIOT Shields, Instrumententafeln, Teelichtkerzenbehälter und Lebensmittelmixer. Viele Spielsachen und Hobbyartikel werden aus Polycarbonat -Teilen wie Flossen, Kyro -Reittieren und Fliegenbarschlössern hergestellt Radio kontrollierte Hubschrauber,[18] und transparent LEGO (Abs wird für undurchsichtige Stücke verwendet).[19]

Standard -Polycarbonatharze sind nicht zur langfristigen Exposition gegenüber UV -Strahlung geeignet. Um dies zu überwinden, kann das primäre Harz UV -Stabilisatoren hinzugefügt werden. Diese Noten werden als UV -stabilisierte Polycarbonat an Injektionsform- und Extrusionsunternehmen verkauft. Andere Anwendungen, einschließlich Polycarbonatblätter, können die Anti-UV-Schicht als spezielle Beschichtung oder a zugesetzt haben Koextrusion zum Verbesserte Verwitterung Widerstand.

Polycarbonat wird auch als Drucksubstrat für verwendet Typenschild und andere Formen der industriellen Klasse unter gedruckten Produkten. Das Polycarbonat bietet eine Barriere zum Verschleiß, die Elemente und das Verblassen.

Medizinische Anwendungen

Viele Polycarbonat-Noten werden in medizinischen Anwendungen verwendet und entsprechen sowohl ISO 10993-1 als auch USP-Klasse-VI-Standards (gelegentlich als PC-ISO bezeichnet). Klasse VI ist die strengste der sechs USP -Bewertungen. Diese Noten können mit Dampf bei 120 ° C sterilisiert werden. Gammastrahlungoder von der Ethylenoxid (ETO) Methode.[20] Dow Chemikalie begrenzt alle seine Kunststoffe in Bezug auf medizinische Anwendungen.[21][22] Aliphatische Polycarbonate wurden mit verbesserter Biokompatibilität und Abbaubarkeit für Nanomedizinanwendungen entwickelt.[23]

Mobiltelefone

Einige Smartphone -Hersteller verwenden Polycarbonat. Nokia verwendete Polycarbonat in ihren Telefonen, beginnend mit dem N9's Unibody -Fall im Jahr 2011. Diese Praxis wurde mit verschiedenen Telefonen in der fortgesetzt Lumia -Serie. Samsung begann mit Polycarbonat mit zu verwenden Galaxy S III's Hyperglaze-Branded abnehmbarer Batterieabdeckung im Jahr 2012. Diese Praxis wird mit verschiedenen Telefonen fortgesetzt. Galaxis Serie. Apple begann Polycarbonat mit dem IPhone 5c's Unibody Fall im Jahr 2013.

Zu den Vorteilen von Glas- und Metall -Rückenabdeckungen zählen die Haltbarkeit gegen das Zerbrechen (Schwäche von Glas), Biegung und Kratzen (Schwäche des Metalls), Stoßdämpfung, niedrige Herstellungskosten und keine Störungen mit Funksignalen und Kabelloses Laden (Schwäche des Metalls).[24] Polycarbonat -Rückenabdeckungen sind in glänzend oder matt erhältlich Oberflächtexturen.[24]

Geschichte

Polycarbonate wurden erstmals 1898 von entdeckt Alfred Einhorn, ein deutscher Wissenschaftler bei der Universität von München.[25] Nach 30 Jahren Laborforschung wurde diese Materialklasse jedoch ohne Kommerzialisierung aufgegeben. Forschung wurde 1953 wieder aufgenommen, wann Hermann Schnell bei Bayer In Uerdingen patentierte Deutschland das erste lineare Polycarbonat. Der Markenname "Makrolon" wurde 1955 registriert.[26]

Auch 1953 und eine Woche nach der Erfindung bei Bayer, Daniel Fox bei General Electric In Schenectady, New York, synthetisierte er unabhängig a verzweigt Polycarbonat. Beide Unternehmen reichten 1955 die US -Patente ein und waren sich einig, dass dem Unternehmen, in dem Priorität fehlt, eine Lizenz für die Technologie erhalten würde.[27][28]

Die Patentpriorität wurde zu Gunsten von Bayer gelöst, und Bayer begann 1958 unter dem Handelsnamen Makrolon. GE begann 1960 mit der Produktion unter dem Namen Lexan und schuf die GE Plastics Division im Jahr 1973.[29]

Nach 1970 wurde der ursprüngliche bräunliche Polycarbonat-Farbton auf "Glasklaren" verbessert.

Potenzielle Gefahren in Lebensmittelkontaktanwendungen

Die Verwendung von Polycarbonatbehälter zum Zwecke der Lagerung der Lebensmittel ist umstritten. Die Grundlage dieser Kontroverse ist ihre Hydrolyse (Verschlechterung durch Wasser, die häufig als Auslaugung bezeichnet) bei hoher Temperatur auftreten, Freisetzungen Bisphenol A:

1/n [OC (OC)6H4)2CME2]n + H2O → (hoc6H4)2CME2 + Co2

Mehr als 100 Studien haben die Bioaktivität von Bisphenol A und von Polycarbonaten abgeleitet. Bisphenol A schien bei Raumtemperatur aus Polycarbonat -Tierkäfigen in Wasser freigesetzt zu werden, und es war möglicherweise für die Vergrößerung der Fortpflanzungsorgane weiblicher Mäuse verantwortlich.[30] Die in der Forschung verwendeten tierischen Käfige wurden jedoch eher aus Polycarbonat aus industriellem Grad als aus Polycarbonat aus FDA -Lebensmitteln hergestellt.

Eine Analyse der Literatur zu Bisphenol, die im August 2005 veröffentlichte niedrig dosierte Effekte von VOM Saal und Hughes veröffentlicht wurden, scheint eine suggestive Korrelation zwischen der Finanzierungsquelle und der gezogenen Schlussfolgerung gefunden zu haben. Branchen finanzierte Studien finden in der Regel keine signifikanten Effekte, während staatlich finanzierte Studien tendenziell signifikante Auswirkungen haben.[31]

Natriumhypochlorit Bleichmittel und andere Alkali -Reiniger katalysieren die Freisetzung des Bisphenol A aus Polycarbonatbehältern.[32][33] Polycarbonat ist mit Ammoniak und Aceton unvereinbar. Alkohol ist eine empfohlene organische Lösung zum Reinigen von Fett und Ölen von Polycarbonat.

Umweltbelastung

Verfügung

Studien haben gezeigt, dass bei Temperaturen über 70 ° C und hoher Luftfeuchtigkeit Polycarbonat hydrolysiert werden Bisphenol A (BPA). Nach etwa 30 Tagen bei 85 ° C/96% RH werden Oberflächenkristalle gebildet, die für 70% aus BPA bestanden.[34] BPA ist eine Verbindung, die derzeit auf der Liste der potenziellen umweltgefährdeten Chemikalien steht. Es steht auf der Beobachtungsliste vieler Länder wie den Vereinigten Staaten und Deutschland.[35]

-(-oc6H4)2C (Ch3)2CO-)-n + H2O (CH3)2C (c6H4OH)2 + Co2

Das Auslaugen von BPA aus Polycarbonat kann auch bei Umwelttemperatur und normalem pH -Wert (auf Deponien) auftreten. Die Menge an Auslaugung steigt, wenn die Scheiben älter werden. Eine Studie ergab, dass die Zersetzung von BPA auf Deponien (unter anaeroben Bedingungen) nicht auftritt.[35] Es wird daher auf Mülldeponien bestehen bleiben. Schließlich wird es seinen Weg in Gewässer finden und zur Wasserverschmutzung beitragen.[35][36]

Photooxidation von Polycarbonat

In Gegenwart von UV-Licht ergibt die Oxidation dieses Polymers Verbindungen wie Ketone, Phenole, O-Phenoxybenzoesäure, Benzylalkohol und andere ungesättigte Verbindungen. Dies wurde durch kinetische und spektrale Studien vorgeschlagen. Die nach langen Sonneneinstrahlung gebildete gelbe Farbe kann auch mit einer weiteren Oxidation der phenolischen Endgruppe zusammenhängen[37]

(Oc6H4)2C (Ch3)2CO)n + O2 , R* → (oc6H4)2C (Ch3CH2) Co)n

Dieses Produkt kann weiter oxidiert werden, um kleinere ungesättigte Verbindungen zu bilden. Dies kann über zwei verschiedene Wege verlaufen, die gebildeten Produkte hängen davon ab, welcher Mechanismus stattfindet.

Weg a

(Oc6H4)2C (Ch3CH2) Co + o2, H* Ho (oc6H4) Oco + ch3Coch2(Oc6H4) Oco

Weg b

(Oc6H4)2C (Ch3CH2) Co)n + O2, H* Oco (oc6H4)CH2Oh + oco (oc6H4) Coch3

Photooxidationsreaktion.[38]

Foto-Aging-Reaktion

Foto-Aging ist eine weitere Abbauroute für Polycarbonate. Polycarbonatmoleküle (wie der aromatische Ring) absorbieren UV -Strahlung. Diese absorbierte Energie verursacht die Spaltung kovalenter Bindungen, die den Photo-Aging-Prozess initiiert. Die Reaktion kann durch Seitenkettenoxidation, Ringoxidation oder propagiert werden oder Umlagerung von Photofragen. Zu den gegründeten Produkten gehören Phenylsalicylat, Dihydroxybenzophenongruppen und Hydroxydiphenylether -Gruppen.[37][39][40]

n (c16H14O3) C16H17O3 + C13H10O3

Polycarbonat-Phenylsalicylat 2,2-Dihydroxybenzhenon

Thermischer Abbau

Abfallpolycarbonat verschlechtert sich bei hohen Temperaturen, um feste, flüssige und gasförmige Schadstoffe zu bilden. Eine Studie zeigte, dass die Produkte etwa 40–50 Gew .-% Flüssigkeit, 14–16 Gew .-% Gase waren, während 34–43 Gew .-% als fester Rückstand blieben. Flüssige Produkte enthielten ebenfalls hauptsächlich Phenolderivate (~ 75 Wt.%) Und Bisphenol (~ 10 Wt.%).[39] Polycarbonat kann jedoch sicher als Kohlenstoffquelle in der Stahlherstellungsindustrie recycelt werden.[41]

Phenolderivate sind Umweltschadstoffe, die als flüchtige organische Verbindungen (VOC) eingestuft sind. Studien zeigen, dass sie wahrscheinlich die Bildung von Ozon im Erdgeschoss erleichtern und den fotol-chemischen Smog erhöhen.[42] In Wasserkörpern können sie sich möglicherweise in Organismen ansammeln. Sie sind anhaltend an Deponien, verdampfen nicht ohne weiteres und würden in der Atmosphäre bleiben.[43]

Wirkung von Pilzen

Im Jahr 2001 eine Pilzart in Belize, Geotrichum candidumEs wurde gefunden, dass es das in der gefundene Polycarbonat konsumiert CDs (CD).[44] Dies hat Aussichten für BioremediationDieser Effekt wurde jedoch nicht reproduziert.

Siehe auch

Verweise

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