Polycarbonat - Polycarbonate

Polycarbonat
Lexan.svg
Sich wiederholende chemische Struktureinheit von
Polycarbonat aus Bisphenol A
VisibleLightSpectrum2.svg
Transmissionsspektrum von Polycarbonat
Physikalische Eigenschaften
Dichte (ρ) 1,20–1,22 g/cm 3
Abbe-Nummer (V) 34,0
Brechungsindex (n) 1,584–1,586
Entflammbarkeit V0-V2
Begrenzender Sauerstoffindex 25–27 %
WasseraufnahmeGleichgewicht (ASTM) 0,16–0,35 %
Wasseraufnahme —über 24 Stunden 0,1%
Strahlenbeständigkeit Gerecht
UV- Beständigkeit (1–380 nm) Gerecht
Mechanische Eigenschaften
Elastizitätsmodul (E) 2,0-2,4 G Pa
Zugfestigkeitt ) 55-75 M Pa
Dehnung (ε) bei Bruch 80–150%
Druckfestigkeit (σ c ) >80 MPa
Poissonzahl (ν) 0,37
HärteRockwell M70
Schlagzähigkeit nach Izod 600–850 J /m
Kerbtest 20–35 kJ /m 2
Abriebfestigkeit ASTM D1044 10-15 m g / 1000 Zyklen
Reibungskoeffizient (μ) 0,31
Schallgeschwindigkeit 2270 m/s
Thermische Eigenschaften
Glasübergangstemperatur (T g ) 147 °C (297 °F)
Wärmeformbeständigkeitstemperatur
Vicat-Erweichungspunkt bei 50 N 145–150 °C (293–302 °F)
Obere Arbeitstemperatur 115–130 °C (239–266 °F)
Niedrigere Arbeitstemperatur −40 °C (−40 °F)
Wärmeleitfähigkeit (k) bei 23 °C 0,19–0,22 W /(m·K)
Wärmeleitfähigkeit (a) bei 25 °C 0,144 mm²/s
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient (α) 65–70 × 10 -6 / K
Spezifische Wärmekapazität (c) 1,2–1,3 kJ/( kg ·K)
Elektrische Eigenschaften
Dielektrizitätskonstante (ε r ) bei 1 M Hz 2.9
Permittivität (ε) 2,568 × 10 -11 F /m
Relative Permeabilität (μ r ) bei 1 MHz 0,866(2)
Permeabilität (μ) bei 1 MHz 1,089(2) μ k. A. 2
Verlustfaktor bei 1 MHz 0,01
Oberflächenwiderstand 10 15 Ω /qm
Volumenwiderstand (ρ) 10 12 -10 14 Ω · m
Chemische Resistenz
Säurenkonzentriert Arm
Säurenverdünnt Gut
Alkohole Gut
Alkalien Gut-Schlecht
Aromatische Kohlenwasserstoffe Arm
Fette und Öle Gut-fair
Halogenkohlenwasserstoffe Gut-arm
Halogene Arm
Ketone Arm
Gas Permeation bei 20 ° C
Stickstoff 10–25 cm 3 ·mm/(m 2 ·Tag· Balken )
Sauerstoff 70–130 cm 3 ·mm/(m 2 ·Tag·Bar)
Kohlendioxid 400–800 cm 3 ·mm/(m 2 ·Tag·Bar)
Wasserdampf 1–2 g·mm/(m 2 ·Tag) bei 85%–0% RH- Gradient
Wirtschaft
Preis 2,6–2,8 €/kg

Polycarbonate ( PC ) sind eine Gruppe thermoplastischer Polymere, die in ihrer chemischen Struktur Carbonatgruppen enthalten . Im Maschinenbau verwendete Polycarbonate sind starke, zähe Materialien, und einige Typen sind optisch transparent. Sie lassen sich leicht bearbeiten, formen und thermoformen . Aufgrund dieser Eigenschaften finden Polycarbonate viele Anwendungen. Polycarbonate haben keinen eindeutigen Harzidentifikationscode (RIC) und werden auf der RIC-Liste als "Sonstiges" 7 gekennzeichnet. Produkte aus Polycarbonat können das Vorläufermonomer Bisphenol A (BPA) enthalten.

Struktur

Struktur von Dicarbonat (PhOC(O)OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 abgeleitet von Bis(phenol-A) und zwei Äquivalenten Phenol. Dieses Molekül spiegelt eine Untereinheit eines typischen Polycarbonats wider, das von Bis(phenol-A) abgeleitet ist.

Carbonatester haben planare OC(OC) 2 -Kerne, die Steifigkeit verleihen. Die einzigartige O=C-Bindung ist kurz (1.173 Å im abgebildeten Beispiel), während die CO-Bindungen eher etherähnlich sind (die Bindungsabstände von 1.326 Å für das abgebildete Beispiel). Polycarbonate erhielten ihren Namen, weil es sich um Polymere mit Carbonatgruppen (-O-(C=O)-O-) handelt. Ein ausgewogenes Verhältnis nützlicher Eigenschaften, einschließlich Temperaturbeständigkeit, Schlagzähigkeit und optischer Eigenschaften, positioniert Polycarbonate zwischen Standardkunststoffen und technischen Kunststoffen .

Produktion

Das Hauptmaterial Polycarbonat wird durch die Reaktion von Bisphenol A (BPA) und Phosgen COCl . hergestellt
2
. Die Gesamtreaktion lässt sich wie folgt schreiben:

Polycarbonatsynthese.svg

Im ersten Schritt der Synthese wird Bisphenol A mit Natriumhydroxid behandelt , wodurch die Hydroxylgruppen des Bisphenols A deprotoniert werden .

(HOC 6 H 4 ) 2 CMe 2 + 2 NaOH → Na 2 (OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 + 2 H 2 O

Die di Phenoxid (Na 2 (OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 ) reagiert mit Phosgen einem geben Chlorformiat , die anschließend von einem anderen Phenoxid angegriffen. Die Nettoreaktion aus dem Diphenoxid ist:

Na 2 (OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 + COCl 2 → 1/n [OC(OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 ] n + 2 NaCl

Auf diese Weise werden jährlich etwa eine Milliarde Kilogramm Polycarbonat hergestellt. Anstelle von Bisphenol A wurden viele andere Diole getestet, zB 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan und Dihydroxybenzophenon . Das Cyclohexan wird als Comonomer verwendet, um die Kristallisationstendenz des von BPA abgeleiteten Produkts zu unterdrücken. Tetrabrombisphenol A wird verwendet, um die Feuerbeständigkeit zu erhöhen. Als Ersatz für BPA wurde Tetramethylcyclobutandiol entwickelt.

Ein alternativer Weg zu Polycarbonaten ist die Umesterung von BPA und Diphenylcarbonat :

(HOC 6 H 4 ) 2 CMe 2 + (C 6 H 5 O) 2 CO → 1/n [OC(OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 ] n + 2 C 6 H 5 OH

Das Diphenylcarbonat wurde teilweise von Kohlenmonoxid abgeleitet , wobei dieser Weg umweltfreundlicher war als die Phosgenmethode.

Eigenschaften und Verarbeitung

Polycarbonat ist ein langlebiges Material. Obwohl es eine hohe Schlagzähigkeit aufweist, weist es eine geringe Kratzfestigkeit auf. Deshalb wird eine harte Beschichtung auf Polycarbonat aufgebracht Brillenlinsen und Polycarbonat äußere Automobilkomponenten. Die Eigenschaften von Polycarbonat sind mit denen von Polymethylmethacrylat (PMMA, Acryl) vergleichbar, jedoch ist Polycarbonat stärker und hält extremen Temperaturen länger stand. Thermisch verarbeitetes Material ist normalerweise vollständig amorph und daher für sichtbares Licht hochtransparent mit einer besseren Lichtdurchlässigkeit als viele Arten von Glas.

Polycarbonat hat eine Glasübergangstemperatur von etwa 147 °C (297 °F), sodass es oberhalb dieses Punktes allmählich erweicht und über etwa 155 °C (311 °F) fließt. Werkzeuge müssen bei hohen Temperaturen gehalten werden, im Allgemeinen über 80 °C (176 °F), um spannungs- und spannungsfreie Produkte herzustellen. Niedrige Molekularmasse - Typen sind leichter zu formen als höhere Qualitäten, aber ihre Stärke geringer ist als Ergebnis. Die zähesten Typen haben die höchste Molekülmasse, sind aber schwieriger zu verarbeiten.

Im Gegensatz zu den meisten Thermoplasten kann Polycarbonat große plastische Verformungen erfahren, ohne zu reißen oder zu brechen. Dadurch kann es bei Raumtemperatur mit Blechtechniken , wie zum Beispiel dem Biegen an einer Bremse , bearbeitet und umgeformt werden . Selbst bei spitzen Winkeln mit engem Radius ist eine Erwärmung möglicherweise nicht erforderlich. Dies macht es wertvoll für Prototyping-Anwendungen, bei denen transparente oder elektrisch nicht leitende Teile benötigt werden, die nicht aus Blech hergestellt werden können. PMMA/Acryl , das dem Polycarbonat ähnlich ist, ist spröde und kann bei Raumtemperatur nicht gebogen werden.

Hauptumwandlungstechniken für Polycarbonatharze:

  • Extrusion zu Rohren, Stäben und anderen Profilen, auch mehrwandig
  • Extrusion mit Zylindern ( Kalandern ) zu Platten (0,5–20 mm (0,020–0,787 in)) und Folien (unter 1 mm (0,039 in)), die direkt verwendet oder durch Thermoformen oder sekundäre Fertigungstechniken in andere Formen verarbeitet werden können, wie z B. Biegen, Bohren oder Fräsen. Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften ist es für das Laserschneiden nicht förderlich.
  • Spritzgießen zu fertigen Artikeln

Polycarbonat kann spröde werden, wenn es ionisierender Strahlung über 25 kGy (J/kg) ausgesetzt wird .

Eine Flasche aus Polycarbonat

Anwendungen

Elektronische Bauteile

Polycarbonat wird hauptsächlich für elektronische Anwendungen verwendet, die von seinen kollektiven Sicherheitsmerkmalen profitieren. Als guter elektrischer Isolator und mit hitzebeständigen und flammhemmenden Eigenschaften wird es in verschiedenen Produkten verwendet, die mit Elektro- und Telekommunikationshardware verbunden sind. Es kann auch als Dielektrikum in hochstabilen Kondensatoren dienen . Die kommerzielle Herstellung von Polycarbonat-Kondensatoren wurde jedoch größtenteils eingestellt, nachdem der alleinige Hersteller Bayer AG Ende 2000 die Herstellung von Polycarbonat -Folien in Kondensatorqualität eingestellt hatte.

Baumaterialien

Polycarbonatplatten in einem Gewächshaus

Der zweitgrößte Abnehmer von Polycarbonaten ist die Bauindustrie, zB für Lichtkuppeln, flache oder gebogene Verglasungen, Dachbahnen und Schallschutzwände . Polycarbonate werden zur Herstellung von Materialien verwendet, die in Gebäuden verwendet werden und die langlebig, aber leicht sein müssen.

Datenspeicher

CDs und DVDs

Ein wichtiger Markt für Polycarbonat ist die Produktion von Compact Discs , DVDs und Blu-ray- Discs. Diese Disks werden durch Spritzgießen von Polycarbonat in einen Formhohlraum hergestellt, der auf einer Seite einen Metallstempel mit einem Negativbild der Diskdaten aufweist, während die andere Formseite eine verspiegelte Oberfläche ist. Typische Produkte der Bogen-/Filmproduktion sind Anwendungen in der Werbung (Schilder, Displays, Plakatschutz).

Automobil-, Flugzeug- und Sicherheitskomponenten

In der Automobilindustrie kann spritzgegossenes Polycarbonat sehr glatte Oberflächen erzeugen, die es für die Sputter- oder Aufdampfabscheidung von Aluminium ohne Grundierung gut geeignet machen . Dekorative Blenden und optische Reflektoren bestehen üblicherweise aus Polycarbonat. Sein geringes Gewicht und seine hohe Schlagzähigkeit haben Polycarbonat zum dominierenden Material für Kfz-Scheinwerfergläser gemacht. Jedoch erfordern Kraftfahrzeugscheinwerfer wegen ihrer geringen Kratzfestigkeit und Anfälligkeit gegenüber ultravioletter Zersetzung (Vergilben) eine äußere Oberflächenbeschichtung. Die Verwendung von Polycarbonat in Automobilanwendungen ist auf Anwendungen mit geringer Belastung beschränkt. Belastungen durch Befestigungselemente, Kunststoffschweißen und -formen machen Polycarbonat anfällig für Spannungsrisskorrosion, wenn es mit bestimmten Beschleunigern wie Salzwasser und Plastisol in Kontakt kommt . Es kann laminiert werden, um kugelsicheres "Glas" herzustellen , obwohl "kugelsicher" für dünnere Fenster, wie sie in kugelsicheren Fenstern in Autos verwendet werden, genauer ist. Die dickeren Barrieren aus transparentem Kunststoff, die in Schalterfenstern und Barrieren in Banken verwendet werden, sind ebenfalls aus Polycarbonat.

Sogenannte „diebstahlsichere“ Großverpackungen aus Kunststoff für kleinere Gegenstände, die nicht von Hand geöffnet werden können, werden typischerweise aus Polycarbonat hergestellt.

Lockheed Martin F-22 Cockpitverdeck

Die Cockpithaube des Lockheed Martin F-22 Raptor Düsenjägers besteht aus einem Stück Polycarbonat von hoher optischer Qualität und ist das größte Stück seiner Art, das weltweit geformt wurde.

Nischenanwendungen

Polycarbonat, ein vielseitiges Material mit attraktiven Verarbeitungs- und physikalischen Eigenschaften, hat unzählige kleinere Anwendungen angezogen. Die Verwendung von spritzgegossenen Trinkflaschen, Gläsern und Lebensmittelbehältern ist üblich, aber die Verwendung von BPA bei der Herstellung von Polycarbonat hat Bedenken hervorgerufen (siehe Potenzielle Gefahren bei Anwendungen mit Lebensmittelkontakt ), was zur Entwicklung und Verwendung von „BPA-freien“ Kunststoffen führte in verschiedenen Formulierungen.

Laborschutzbrillen

Polycarbonat wird häufig im Augenschutz sowie in anderen projektilresistenten Sicht- und Beleuchtungsanwendungen verwendet, die normalerweise auf die Verwendung von Glas hinweisen würden , aber eine viel höhere Schlagfestigkeit erfordern. Polycarbonat-Gläser schützen das Auge auch vor UV- Licht. Viele Arten von Linsen sind aus Polycarbonat gefertigt, einschließlich Automobil - Scheinwerferlinsen, Lichtlinsen, Sonnenbrillen / Brillenlinsen , Schwimmbrille und SCUBA Masken und Schutzbrille / Schutzbrille / Visieren einschließlich Visiere in Sporthelmen / Masken und Polizei Schutzausrüstung (Helmvisiere, Schutzschilde usw.). Windschutzscheiben in kleinen motorisierten Fahrzeugen werden üblicherweise aus Polycarbonat hergestellt, beispielsweise für Motorräder, ATVs, Golfwagen und kleine Flugzeuge und Hubschrauber.

Das geringe Gewicht von Polycarbonat im Gegensatz zu Glas hat zur Entwicklung von elektronischen Bildschirmen geführt, die Glas durch Polycarbonat ersetzen, zur Verwendung in mobilen und tragbaren Geräten. Zu diesen Displays gehören neuere E-Ink- und einige LCD-Bildschirme, obwohl CRT-, Plasmabildschirm- und andere LCD-Technologien im Allgemeinen immer noch Glas wegen seiner höheren Schmelztemperatur und seiner Fähigkeit, feinere Details zu ätzen, erfordern.

Da immer mehr Regierungen die Verwendung von Glas in Pubs und Clubs aufgrund des zunehmenden Auftretens von Glassings einschränken , werden Polycarbonatgläser aufgrund ihrer Festigkeit, Haltbarkeit und glasartigen Haptik zum Servieren von Alkohol beliebt.

Andere verschiedene Gegenstände umfassen haltbares, leichtes Gepäck, MP3-/Digital-Audio-Player-Gehäuse , Okarinas , Computergehäuse, Schutzschilde , Instrumententafeln, Teelichtkerzenbehälter und Mixbecher für Lebensmittel. Viele Spielzeuge und Hobbyartikel werden aus Polycarbonatteilen hergestellt, wie Flossen, Gyrohalterungen und Flybar-Schlösser in ferngesteuerten Hubschraubern und transparentem LEGO ( ABS wird für undurchsichtige Teile verwendet).

Standard-Polycarbonatharze sind nicht für eine langfristige UV-Bestrahlung geeignet. Um dies zu umgehen, können dem Primärharz UV-Stabilisatoren zugesetzt werden. Diese Typen werden als UV-stabilisiertes Polycarbonat an Spritzguss- und Extrusionsfirmen verkauft. Bei anderen Anwendungen, einschließlich Polycarbonatplatten, kann die UV-Schutzschicht als spezielle Beschichtung oder als Coextrusion für eine verbesserte Witterungsbeständigkeit hinzugefügt werden .

Polycarbonat wird auch als Drucksubstrat für Namensschilder und andere Formen von Industriequalität unter Druckprodukten verwendet. Das Polycarbonat bietet eine Barriere gegen Verschleiß, Witterungseinflüsse und Ausbleichen.

Medizinische Anwendungen

Viele Polycarbonat-Typen werden in medizinischen Anwendungen verwendet und erfüllen sowohl die ISO 10993-1 als auch die USP Class VI Standards (gelegentlich als PC-ISO bezeichnet). Klasse VI ist die strengste der sechs USP-Bewertungen. Diese Qualitäten können mit Dampf bei 120 °C, Gammastrahlung oder nach dem Ethylenoxid- (EtO)-Verfahren sterilisiert werden . Dow Chemical schränkt alle seine Kunststoffe im Hinblick auf medizinische Anwendungen strikt ein. Für nanomedizinische Anwendungen wurden aliphatische Polycarbonate mit verbesserter Biokompatibilität und Abbaubarkeit entwickelt.

Mobiltelefone

Einige große Smartphone-Hersteller verwenden Polycarbonat. Nokia verwendet Polycarbonat in seinen Handys, beginnend mit der Unibody-Hülle des N9 im Jahr 2011. Diese Praxis wurde mit verschiedenen Handys der Lumia-Serie fortgesetzt . Samsung hat mit Polycarbonat mit gestartet Galaxy S III ‚s hyperglaze -branded abnehmbare Batterieabdeckung im Jahr 2012. Diese Praxis setzt sich mit verschiedenen Handys in der Galaxy - Serie. Apple begann mit der Verwendung von Polycarbonat iPhone 5C ‚s Unibody 2013 Fall.

Zu den Vorteilen gegenüber Rückabdeckungen aus Glas und Metall gehören Beständigkeit gegen Zerbrechen (Schwäche des Glases), Biegen und Kratzen (Schwäche des Metalls), Stoßdämpfung, niedrige Herstellungskosten und keine Interferenzen mit Funksignalen und drahtlosem Laden (Schwäche von Metall). Rückseitenabdeckungen aus Polycarbonat sind in glänzenden oder matten Oberflächenstrukturen erhältlich .

Geschichte

Polycarbonate wurden erstmals 1898 von Alfred Einhorn , einem deutschen Wissenschaftler an der Universität München, entdeckt . Nach 30 Jahren Laborforschung wurde diese Materialklasse jedoch ohne Kommerzialisierung aufgegeben. 1953 wurde die Forschung wieder aufgenommen, als Hermann Schnell bei Bayer in Uerdingen, Deutschland, das erste lineare Polycarbonat patentieren ließ. Der Markenname "Makrolon" wurde 1955 registriert.

Ebenfalls 1953 und eine Woche nach der Erfindung bei Bayer synthetisierte Daniel Fox von General Electric in Schenectady, New York, unabhängig ein verzweigtes Polycarbonat. Beide Unternehmen meldeten 1955 US-Patente an und vereinbarten, dass das Unternehmen ohne Priorität eine Lizenz für die Technologie erhält.

Die Patentpriorität wurde zu Gunsten von Bayer entschieden, und Bayer begann 1958 mit der kommerziellen Produktion unter dem Handelsnamen Makrolon. 1960 begann GE mit der Produktion unter dem Namen Lexan und gründete 1973 die Division GE Plastics .

Nach 1970 wurde die ursprüngliche bräunliche Polycarbonat-Tönung auf "glasklar" verbessert.

Potenzielle Gefahren bei Anwendungen mit Lebensmittelkontakt

Die Verwendung von Behältern aus Polycarbonat zur Aufbewahrung von Lebensmitteln ist umstritten. Die Grundlage dieser Kontroverse ist ihre Hydrolyse (Abbau durch Wasser, oft als Auswaschung bezeichnet), die bei hoher Temperatur stattfindet und Bisphenol A freisetzt :

1/n [OC(OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 ] n + H 2 O → (HOC 6 H 4 ) 2 CMe 2 + CO 2

Mehr als 100 Studien haben die Bioaktivität von Bisphenol A aus Polycarbonaten untersucht. Bisphenol A schien bei Raumtemperatur aus Polycarbonat-Tierkäfigen in Wasser freigesetzt zu werden und könnte für die Vergrößerung der Fortpflanzungsorgane weiblicher Mäuse verantwortlich sein. Die in der Forschung verwendeten Tierkäfige wurden jedoch aus Polycarbonat in Industriequalität und nicht aus Polycarbonat in Lebensmittelqualität der FDA hergestellt.

Eine im August 2005 veröffentlichte Literaturanalyse zu Bisphenol-A-Sickerwasser-Niedrigdosiseffekten von vom Saal und Hughes scheint einen suggestiven Zusammenhang zwischen der Finanzierungsquelle und der gezogenen Schlussfolgerung gefunden zu haben. Industriefinanzierte Studien finden in der Regel keine signifikanten Effekte, während staatlich finanzierte Studien in der Regel signifikante Effekte finden.

Natriumhypochloritbleiche und andere alkalische Reiniger katalysieren die Freisetzung von Bisphenol A aus Polycarbonatbehältern. Polycarbonat ist mit Ammoniak und Aceton nicht kompatibel. Alkohol ist ein empfohlenes organisches Lösungsmittel zum Reinigen von Fetten und Ölen aus Polycarbonat.

Umweltbelastung

Entsorgung

Studien haben gezeigt, dass Polycarbonat bei Temperaturen über 70 °C und hoher Luftfeuchtigkeit zu Bisphenol A (BPA) hydrolysiert . Dieser Zustand ist ähnlich dem, der in den meisten Verbrennungsanlagen beobachtet wird. Nach ca. 30 Tagen bei 85 °C / 96 % RH bilden sich Oberflächenkristalle, die zu 70 % aus BPA bestanden. BPA ist eine Verbindung, die derzeit auf der Liste potenziell umweltgefährdender Chemikalien steht. Es steht auf der Beobachtungsliste vieler Länder, wie den USA und Deutschland.

-(-OC 6 H 4 ) 2 C(CH 3 ) 2 CO-)- n + H 2 O (CH 3 ) 2 C(C 6 H 4 OH) 2 + CO 2

Die Auslaugung von BPA aus Polycarbonat kann auch bei Umgebungstemperatur und normalem pH-Wert (in Deponien) erfolgen. Die Auslaugung nimmt mit zunehmendem Alter der Scheiben zu. Eine Studie ergab, dass die Zersetzung von BPA in Deponien (unter anaeroben Bedingungen) nicht stattfindet. Es wird daher in Deponien persistent sein. Schließlich wird es seinen Weg in Gewässer finden und zur Gewässerverschmutzung beitragen.

Photooxidation von Polycarbonat

In Gegenwart von UV-Licht liefert 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 langem Sonnenbaden gebildete Gelbfärbung kann auch mit der weiteren Oxidation der phenolischen Endgruppe zusammenhängen

(OC 6 H 4 ) 2 C(CH 3 ) 2 CO ) n + O 2 , R* → (OC 6 H 4 ) 2 C(CH 3 CH 2 )CO) n

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

Weg A

(OC 6 H 4 ) 2 C(CH 3 CH 2 )CO + O 2 , H* HO(OC 6 H 4 )OCO + CH 3 COCH 2 (OC 6 H 4 )OCO

Weg B

(OC 6 H 4 ) 2 C(CH 3 CH 2 )CO) n + O 2 , H* OCO(OC 6 H 4 )CH 2 OH + OCO(OC 6 H 4 )COCH 3

Photooxidationsreaktion.

Photo-Aging-Reaktion

Lichtalterung ist ein weiterer Abbauweg für Polycarbonate. Polycarbonatmoleküle (wie der aromatische Ring) absorbieren UV-Strahlung. Diese absorbierte Energie verursacht die Spaltung kovalenter Bindungen, was den Photoalterungsprozess einleitet. Die Reaktion kann über Seitenkettenoxidation, Ringoxidation oder Photo-Fries-Umlagerung fortgeführt werden . Zu den gebildeten Produkten gehören Phenylsalicylat, Dihydroxybenzophenongruppen und Hydroxydiphenylethergruppen.

n(C 16 H 14 O 3 ) C 16 H 17 O 3 + C 13 H 10 O 3

Polycarbonat Phenylsalicylat 2,2-Dihydroxybenzophenon

Thermischer Abbau

Polycarbonat-Abfälle zersetzen sich bei hohen Temperaturen zu festen, flüssigen und gasförmigen Schadstoffen. Eine Studie zeigte, dass die Produkte etwa 40–50 Gew.% flüssig, 14–16 Gew.% gasförmig waren, während 34–43 Gew.% als fester Rückstand verblieben. Flüssige Produkte enthielten hauptsächlich Phenolderivate (∼75 Gew.-%) und Bisphenol (∼10 Gew.-%). Polycarbonat kann jedoch als Kohlenstoffquelle in der Stahlindustrie sicher recycelt werden.

Phenolderivate sind Umweltschadstoffe, die als flüchtige organische Verbindungen (VOC) klassifiziert werden. Studien zeigen, dass sie wahrscheinlich die Ozonbildung in Bodennähe erleichtern und den photochemischen Smog erhöhen. In Wasserkörpern können sie sich potenziell in Organismen anreichern. Sie sind auf Deponien persistent, verdunsten nicht leicht und würden in der Atmosphäre verbleiben.

Wirkung von Pilzen

Im Jahr 2001 wurde festgestellt, dass eine Pilzart in Belize , Geotrichum candidum , das in CDs (CDs) enthaltene Polycarbonat verzehrt . Dies hat Perspektiven für die Bioremediation .

Siehe auch

Verweise

Externe Links