Полікарбонат. складні поліефіри вугільної до-ти і дігідроксісоедіненій загальної ф-ли [-ORO-C (O) -] n. де R-ароматичних. або аліфатіч. залишок. Найбільше пром. значення мають ароматичні полікарбонати (Макролон, лексан, Юпі-лон, пенлайт, сінвет, полікарбонат): гомополімер ф-ли I на основі 2,2-біс- (4-гідроксифеніл) пропану (бісфенолу А) і змішані полікарбонати на основі бісфенолу А і його заміщених-3,3 ', 5,5'-тетрабром- або 3,3', 5,5 ', - тетраметілбісфено-лов А (ф-ла II; R = Br або CH3 соотв.).
Властивості. Полікарбонати на основі бісфенолу А (гомополікарбо-нат) - аморфний бесцв. полімер; мовляв. м. (20-120) · 10 3; володіє хорошими оптич. св-вами. Світлопропускання пластин товщиною 3 мм складає 88%. Т-ра початку деструкції 310-320 0 C. розчин. в метіленхлоріде. 1,1,2,2-тетрахлоретане, хлороформі. 1,1,2-трихлоретаном, піридині. ДМФА, цикло-гексаноне, не розчин. в аліфатіч. і ціклоаліфатіч. вуглеводнях. спиртах. ацетоні. простих ефірах.
Фіз.-мех. св-ва поликарбонатов залежать від величини мовляв. маси. Полікарбонати, мол.м. яких брало менше 20 тис., - тендітні полімери з низькими показниками міцності св-вами, полікарбонати, мовляв. м. к-яких 25 тис. мають високу хутро. міцність та еластичність. Для поликарбонатов характерні висока руйнівне напруження при згині і міцність при дії ударних навантажень (зразки поликарбонатов без надрізу не руйнуються), висока стабільність розмірів. При дії розтягуючого напруги 220 кг / см 2 протягом року не виявлено пластич. деформації зразків поликарбонатов. За діелектричної. св-вам полікарбонати відносять до среднечастотним діелектриків; діелектричної. проникність практично не залежить від частоти струму. Нижче наведені нек-риє св-ва поликарбонатов на основі бісфенолу А:
П олікарбонати характеризуються невисокою горючістю. Кисневий індекс гомополікарбоната становить 24-26%. Полімер біологічно інертний. Вироби з нього можна експлуатувати в інтервалі т-р від - 100 до 135 0 C.
Для зниження горючості і отримання матеріалу з величиною кисневого індексу 36-38% синтезують змішані полікарбонати (сополімери) на основі суміші бісфенолу А і 3,3 ', 5,5'-тетрабромбісфенола А; при утриманні останнього в макромолекулах до 15% по масі міцності і оптич. св-ва гомополимера не змінюються. Менш горючі сополімери. мають також більш низьке димовиделеніе при горінні. ніж у гомополікарбоната, отримані з суміші бісфенолу А і 2,2-біс- (4-гідроксифеніл) -1.1 -діхлоретілена.
Оптично прозорі полікарбонати, що володіють пониж. горючістю. отримані при введень в гомополікарбонат (в кол-ве менше 1%) солей лужних або щел.-зем. металів ароматич. або аліфатіч. сульфокислот. Напр. при утриманні в гомополікарбонате 0,1-0,25% За масою дікаліевой солі діфенілсульфон-3,3 '-дисульфокислоти кисневий індекс зростає до 38-40%.
Т-ру стеклования, стійкість до гідролізу і атмосферо-стійкість поликарбонатов на основі бісфенолу А підвищують введенням в його макромолекули ефірних фрагментів; останні утворюються при взаємодій. бісфенолу А з дікарбоновими к-тами, напр. ізо- або терефталевої, з їх сумішами, на стадії синтезу полімеру. Отримані таким чином поліефір-карбонати мають т. Скл. до 182 0 C і такі ж високі оптич. св-ва і хутро. міцність. як у гомополікарбоната. Стійкі до гідролізу полікарбонати отримують на основі бісфенолу А і 3,3 ', 5,5'-тетраметілбісфенола А.
Характеристики міцності св-ва гомополікарбоната зростають при наповненні скловолокном (30% по масі): 100 МПа, 160 МПа, модуль пружності при розтягуванні 8000 МПа.
Отримання. У промисловості полікарбонати отримують трьома методами. 1) Переетерифікація діфенілкарбоната бісфенолом А в вакуумі у присутності. підстав (напр. Метилат Na) при ступінчастому підвищенні т-ри від 150 до 300 0 C і постійному видаленні із зони р-ції виділяється фенолу:
Процес проводять в розплаві (див. Поліконденсація в розплаві) по периодич. схемою. Одержуваний в'язкий розплав видаляють з реактора, охолоджують і гранулюють.
Гідність методу - відсутність р-розчинника; осн. недоліки - невисока якість поликарбонатов внаслідок наявності в ньому залишків каталізатора і продуктів деструкції бісфенолу А. а також неможливість отримання полікарбонатів з мовляв. м. більше 50000.
2) F осгенірованіе бісфенолу А в розчині у присутності. піридину при т-ре 25 0 C (див. Поліконденсація в розчині). Піридин. службовець одночасно каталізатором і акцептором що виділяється в р-ції HCl, беруть у великому надлишку (не менше 2 молей на 1 моль фосгену). Р-телеглядачам служать безводні хлорорг. з'єднання (зазвичай метіленхло-рид), регуляторами мовляв. маси - одноатомні феноли.
З отриманого реакц. р-ра видаляють гідрохлорид піридину. залишився в'язкий розчин поликарбонатов відмивають від залишків піридину соляною к-тій. Виділяють полікарбонати з розчину за допомогою осадителя (напр. Ацетону) у вигляді тонкодисперсного білого осаду, к-рий фільтрують, а потім сушать, екструд-ють і гранулюють. Гідність методу - низька т-ра процесу, що протікає в гомог. рідкій фазі; недоліки-використання дорогого піридину і неможливість видалення з полікарбонатів домішок бісфенолу А.
Умовно процес можна розділити на дві стадії, перша -фосгенірованіе динатриевой солі бісфенолу А з утворенням олігомерів. входять реакційноздатні хлор-форміатние і гідроксильні кінцеві групи, друга -поліконденсація олігомерів (кат.А-триетиламін або четвертинні амонієві підстави) з утворенням полімеру. У реактор, забезпечений пристроєм, що перемішує, завантажують водний розчин суміші динатриевой солі бісфенолу А і фенолу. метіленхлорід і водний розчин NaOH; при безперервному перемішуванні і охолодженні (оптим. т-ра 20-25 0 C) вводять газоподібний фосген. Після досягнення повної конверсії бісфенолу А з утворенням олігокарбо-ната, в к-ром молярное співвідношення кінцевих груп COCl і ОН має бути більше 1 (інакше поликонденсация не піде), подачу фосгену припиняють. У реактор додають триетиламін і водний розчин NaOH і при перемішуванні здійснюють поликонденсацию олігокарбоната до зникнення хлорформіатних груп. Отриману реакц. масу поділяють на дві фази: водний розчин солей. відправляється на утилізацію, і р-р поликарбонатов в метіленхлоріде. Останній відмивають від орг. і неорг. домішок (послідовно 1-2% -ним водним розчином NaOH, 1-2% -ним водним розчином H3 PO4 і водою), концентрують, видаляючи метіленхлорід. і виділяють полікарбонати осадженням або за допомогою переказу з розчину в розплав за допомогою висококиплячих р-розчинника, напр. хлорбензолу.
Переваги методу - низька т-ра р-ції, застосування одного орг. р-розчинника, можливість отримання полікарбонатів високою мовляв. маси; недоліки - велика витрата води для промивання полімеру і, отже, великий обсяг стічних вод. застосування складних змішувачів.
Метод межфазной поліконденсації отримав наиб. широке поширення в пром-сті.
Переробка та застосування. Полікарбонати переробляють всіма відомими для термопластів способами, однак гол. обр. - екструзією і литтям під тиском (див. Полімерних матеріалів переробка) при 230-310 0 C. Вибір т-ри переробки визначається в'язкістю матеріалу, конструкцією вироби і обраним циклом лиття. Тиск при литті 100-140 МПа, ливарні форми підігрівають до 90-120 0 C. Для запобігання деструкції при т-рах переробки полікарбонати попередньо сушать у вакуумі при 115 5 0 C до вмісту вологи не більше 0,02%.
П олікарбонати широко застосовують як конструкц. матеріали в автомобілебудуванні, електронної та електротехн. пром-сти, у побутовій та мед. техніці, приладо- та літакобудуванні, пром. і цивільному стр-ві. З поликарбонатов виготовляють прецизійні деталі (шестерні, втулки і ін.), Освітить. арматуру, фари автомобілів, захисні окуляри. оптич. лінзи, захисні шоломи і каски, кухонне начиння і т. п. В мед. техніці з полікарбонатів формують чашки Петрі. фільтри для крові. разл. хірургічні. інструменти, очні лінзи. Листи з полікарбонатів застосовують для скління будівель і спортивних споруді, теплиць, для вироб-ва високоміцних багатошарових стекол - триплексів.
Світове вироб-во поликарбонатов в 1980 склало 300 тис. Т / рік, вироби, в СРСР-3,5 тис. Т / рік (1986).
Літ. Шнелль Г. Хімія і фізика поликарбонатов, пров. з англ. M. 1967; Смирнова О. В. Єрофєєва С. Б. Полікарбонати, M. 1975; Sharma C. P. [а. о.], "Polymer Plastics", 1984, v. 23, № 2, p. 119 23; Factor A. Or Undo Ch. M. "J. Polymer Sci. Polymer Chem. Ed.", 1980, v. 18, № 2, p. 579-92; Rathmann D. "Kunststoffe", 1987, Bd 77, № 10, S. +1027 31. В. В. Америк.
