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Thermoplaste

Polycarbonat

Ein relativ junger Kunststoff unter den verbreiteten Thermoplasten ist das Polycarbonat, das am 28. Mai 1953 von Hermann Schnell erstmals bei den Farbenfabriken Bayer hergestellt worden ist. Das Verfahren wurde rasch in einer Versuchsanlage getestet und schon 1958 in großtechnischem Maßstab umgesetzt. Unabhängig von H. Schnell entdeckte D.W. Fox bei General Electric das Polycarbonat eher zufällig als zähe Masse in einer Vorratsflasche. Auch hier führten systematische Untersuchungen bald zur industriellen Produktion.

Eigenschaften der Polycarbonate

Polycarbonate fallen überwiegend amorph an. Sie zeichnen sich durch hervorragende mechanische, thermische und optische Eigenschaften aus. Sie besitzen hohe Steifigkeit, mechanische Festigkeit, Wärmeformbeständigkeit, Lichtdurchlässigkeit, Härte und Beständigkeit gegenüber Witterungs- und Strahlungseinflüssen. Allerdings neigen sie zu Spannungsrissen. Sie sind gute elektrische Isolatoren und brennen nach Entfernen einer Zündquelle nicht weiter.

Ihre Glasübergangstemperatur liegt bei ca. 150 °C, der Schmelzbereich bei 150 bis 300 °C. Auch bei tiefen Temperaturen von bis zu -150 °C bleiben sie schlagzäh.

Die Lichtdurchlässigkeit der transparenten und praktisch farblosen Substanzen beträgt 89 %. Sie können in sämtlichen Farbtönen eingefärbt werden.

Sie sind beständig gegenüber Wasser, anorganischen und vielen organischen Säuren, Fluorwasserstoff, schwachen wässrigen Alkalien, Oxidations- und Reduktionsmitteln. Auch Salzlösungen, Fette, Öle, aliphatische Kohlenwasserstoffe und Alkohole können ihnen nichts anhaben. Unbeständig sind sie gegenüber starken wässrigen Alkalien, Ammoniak, Aminen, Estern und aromatischen Kohlenwasserstoffen. Gelöst werden sie von Chlorkohlenwasserstoffen, insbesondere Dichlormethan, sowie von Dioxan, Pyridin und Phenol.

Die Eigenschaften können durch Cokondensation modifiziert werden. Durch Einsatz von chlorierten oder bromierten Bisphenolen können Produkte mit verbesserten Brandschutzeigenschaften hergestellt werden. Cokondensation mit Tetramethylbisphenol A verbessert die Wärmeformbeständigkeit und die Beständigkeit gegen Alkalien.

Durch Glasfaserverstärkung kann die mechanische Festigkeit weiter verbessert werden.

Verwendung der Polycarbonate

Am bekanntesten ist die Verwendung von Polycarbonat für Compact Discs. In der optischen Industrie gewinnt Polycarbonat aber auch zunehmende Bedeutung als bruchsicheres Brillenmaterial. Hier wird es sowohl für die Gestelle als auch für leichte komfortable Gläser eingesetzt. Auch in optischen Linsen (mit kratzfester Beschichtung), Gehäusen für Kameras, Blitzlichtgeräten und Projektoren, Ferngläsern und in Mikroskopteilen findet es Anwendung.

Lichtdurchlässigkeit und Witterungsbeständigkeit machen es geeignet für Verkehrsampel-Scheiben und Autoscheinwerfergläser, beleuchtete Schilder, lichtleitende Systeme, Schallschutzwände, Sicherheitsverglasungen an Bauwerken und Gewächshäusern. Weitere Einsatzgebiete sind Schutz- und Sturzhelme sowie bruchsichere Schutzbrillen.

Da Polycarbonat frei von Monomeren anfällt und daher unbedenklich für Lebensmittel ist, wird es zur Herstellung von mikrowellengeeignetem Geschirr, Bestecken, Babymilchflaschen, Kaffeefiltern, Milchkannen und Mehrwegflaschen verwendet. Aber auch andere Haushaltsgegenstände wie Küchenmaschinenteile, Staubsaugergehäuse, Mixer und Eierkocher werden daraus gefertigt. Im Auto findet man Polycarbonat in Stoßstangen und Frontteilen, Zierleisten, Armaturenbrett- und Lenksäulenverkleidungen.

In der Elektrotechnik werden Polycarbonat-Materialien in Steckern, Relais, Leiterplatten, Spulenkörpern und Schaltkästen, aber auch als Starkstromstecker und Träger spannungsführender Teile eingesetzt. Weiterhin werden im Maschinenbau Filtertassen, Schaugläser, Schutzhauben und Nockenscheiben aus Polycarbonat gefertigt.

In Folienform wird Polycarbonat z.B. zu Tastaturen von Mobiltelefonen oder in Instrumententafeln verarbeitet.

Wichtig ist auch der Einsatz aliphatischer Polycarbonate mit Hydroxy-Endgruppen als Polydiol-Vorprodukt zur Herstellung hydrolysebeständiger Polyesterpolyurethane.

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