Todo sobre el Policarbonato (PC)
El policarbonato es un poliéster, con una estructura química repetitiva de moléculas de Bisfenol A, ligados juntos a otros grupos carbonatos (-O-CO-O-) en una molécula larga.
Cadena de policarbonato
Toma su nombre por los grupos carbonatos en su cadena principal. También es conocido como policarbonato de Bisfenol A, porque se elabora a partir del Bisfenol A y fosgeno. Su formula condensada es la siguiente:
Los policarbonatos son un grupo particular de termoplásticos (pueden ser moldeado en caliente). Son trabajados, moldeados y termoreformados fácilmente, estos plásticos son ampliamente usados en la fabricación del “cristal a prueba de balas” por ser un material muy durable.
Hay otro tipo de policarbonato que es usado para la fabricación de lentes, por ser liviano y transparente. Este nuevo policarbonato vino a sustituir la pesadez de los lentes de cristal, ya que no solo es más liviano que el cristal, sino que tiene un índice de refracción mucho más alto. Eso significa que la luz se refracta más que en el cristal. Es un material termorrígido, es decir, que no se funde y no puede moldearse nuevamente.
Como ya se había mencionado, el policarbonato se obtiene a partir del Bisfenol A y fosgeno. El mecanismo comienza con la reacción del Bisfenol A con hidróxido de sodio para dar la sal sódica del Bisfenol A.
La sal sódica de Bisfenol A reacciona con el fosgeno (un compuesto bastante desagradable que era el arma química preferida de la Primera Guerra Mundial), para producir el policarbonato.
Entre las propiedades características del policarbonato, se encuentran:
- Buena resistencia al impacto
- Buena resistencia a la temperatura, ideal para aplicaciones que requieren esterilización
- Buena estabilidad dimensional
- Buenas propiedades dieléctricas
- Escasa combustibilidad
- Es amorfo, transparente y tenaz, con tendencia al agrietamiento
- Tiene buenas propiedades mecánicas, tenacidad y resistencia química
- Es atacado por los hidrocarburos halogenados, los hidrocarburos aromáticos y las aminas
- Es estable frente al agua y los ácidos
- Buen aislante eléctrico
- No es biodegradable
Esta combinación de características ha conducido a muchas aplicaciones benéficas, durables y únicas en el sector electrónico, aplicaciones domésticas, equipos de oficina, en la industria de la construcción, ingeniería automotriz, envases de alimento y bebida, dispositivos médicos y equipos de seguridad, entre otros, como se observa en la siguiente gráfica:
Eléctrico y Electrónica: teléfonos celulares, computadoras, máquinas de fax, cajas de fusibles, interruptores de seguridad, enchufes, enchufes de alto voltaje.
Medios Ópticos: discos compactos (CD's), DVD's y C-Rom.
Automotor: cubiertas del espejo, luces traseras, direccionales, luces de niebla y los faros.
Aplicaciones y bienes de consumo: calderas eléctricas, refrigeradores, licuadoras, máquinas de afeitar eléctricas e incluso secadoras de pelo.
Tiempo libre y Seguridad: cascos de protección personal ligeros, gafas de sol, anteojos de esquí, visores resistentes, cubiertas de binoculares y brújulas, lentes de uso común, lentes de ciclismo, luces de barcos y hebillas de botas de esquí.
Botellas y empacado: biberones, botellas de agua y leche, recipientes para microondas.
Médico y cuidado de la salud: incubadoras plásticas, dializadores de riñón, oxigenadotes de sangre, conexiones de tubos, unidades de infusión, lentes para una visión correcta, tubo respirador, utensilios esterilizables
Vidriado y lámina : cristales de seguridad para los juegos de jockey y bancos, escudos de policías, lámina de esmaltado para invernaderos y estadios.
Historia
El policarbonato es un polímero que se descubrió casi por casualidad y fue explotado comercialmente muchos años después de su desarrollo industrial.
Los primeros estudios sobre este polímero datan del año 1928 cuando el investigador químico E. I. Carothers de la mercantil DuPont, realizando un estudio sistemático sobre las resinas de poliéster, buscando un polímero para la producción de nuevo tejidos, empezó a examinar los policarbonatos alifáticos.
Pasaron muchos años y los estudios continuaron aunque cambiando de dirección y fin. Para el año 1952, el científico H. Schell de la firma Bayer, cumple con éxito los primeros estudios en laboratorio para la fabricación de policarbonatos.
Paralelamente a los estudios de H. Schnell otros científicos también fueron activos para entonces. En 1953 Daniel Fox de la mercantil General Electric descubre en el laboratorio la producción de este polímero.
En el año 1954,. Schnell de la Bayer, presenta la patente tan solo 9 días antes que la de General Electric. Este motivo hace necesario una intervención política para evitar un enfrentamiento entre las dos sociedades.
En el año 1959 el policarbonato “Makrolon” de la firma Bayer entra en producción y un año después en 1960 fue el turno del “Lexan” de la firma General Electric, por lo que “Makrolon” y “Lexan” son nombres comerciales del policarbonato.
Los años siguientes al lanzamiento del policarbonato no fueron precisamente brillantes y a la industria le costaba asimilar e intuir las ventajas económicas de utilizar este nuevo tecnopolímero. El hecho de que este material fuese increíblemente transparente y con excelentes propiedades de resistencia térmica y mecánica, unido a un elevado índice de oxígeno, no era considerado interesante por los sectores económicos.
Estas actitudes de rechazo cambiaron gracias al trabajo de marketing americano que tomo la iniciativa y demostró, por entonces, como este material estaba aún muy lejos de descubrir las áreas auténticas de sus aplicaciones.
En 1982, el primer CD de audio fue introducido al mercado, rápidamente reemplazo a las cintas de audio. Dentro de los siguientes 10 años, la tecnología de los medios ópticos incluían los CD-ROMs y dentro de 15 años los DVDs. Todos estos sistemas ópticos de almacenaje dependen del policarbonato.
Desde mediados de los 80's, las botellas de agua de 18 litros hechas de policarbornato llegaron a reemplazar las pesadas y frágiles botellas de vidrio. Estas botellas ligeras y resistentes al rompimiento, pueden ahora ser encontradas en muchos lugares públicos y oficinas.
La versatilidad el policarbonato lo hacen excelente para una creación funcional, así como productos artísticamente agradables. Pueden ser fácilmente moldeados y teñidos de cientos de colores, para productos como espejos de carros, cubiertas de celulares, contenedores para microondas y pueden ser transparentes para el uso en lentes de uso diario.
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