¿Qué es el Policarbonato?
Es un plástico amorfo con una fórmula molecular de C15H16O2 y se fabrica a partir de bisfenol A. Tiene una alta resistencia al impacto y, por tanto, es resistente al agrietamiento.
Tiene una resistencia al impacto excepcional entre las resinas, por lo que es difícil que se agriete, alta resistencia mecánica, alta transparencia, nula toxicidad, alta resistencia a la intemperie y propiedades autoextinguibles, pero tiene los inconvenientes de su baja resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes, así como que se raya con facilidad.
El policarbonato se clasifica como una resina termoplástica que se ablanda cuando se aplica calor y también se conoce como policarbonato en el campo.
Usos del Policarbonato
Se utiliza en un gran número de aplicaciones debido a su resistencia y procesabilidad. A continuación se presentan ejemplos de aplicaciones del policarbonato junto con sus características.
1. Transparencia
Debido a su transparencia comparable a la del vidrio, el policarbonato se utiliza en aplicaciones ópticas como lentes de gafas, lentes de cámaras, fibras ópticas, sustratos de CD y DVD, así como en ventanas de aviones de combate. El policarbonato es el único material incoloro y transparente entre los plásticos técnicos de uso general.
2. Resistencia al Impacto
Debido a su mayor resistencia al impacto entre los plásticos, se utiliza en materiales a prueba de balas, parabrisas de cascos, etc., y tiene poco riesgo de agrietarse cuando se utiliza en entornos generales.
3. Resistencia a la Intemperie
Resistente a los rayos ultravioleta y al deterioro, el material mantiene su alta resistencia durante mucho tiempo cuando se utiliza en exteriores. Se utiliza en aplicaciones exteriores, como materiales para tejados y superficies de paneles solares, así como en faros, barras de techo y manillas de puertas de automóviles.
4. Estabilidad Dimensional
Debido a la baja contracción y a la escasa absorción de humedad durante el moldeo, el material tiene una gran estabilidad dimensional y se utiliza para fundas de smartphones.
Características del Policarbonato
El policarbonato es uno de los cinco principales plásticos de ingeniería de uso general y se caracteriza por su elevada resistencia al impacto (20 veces superior a la de la poliamida o el tereftalato de polibutilo) y su resistencia al agrietamiento. Además de su buena resistencia mecánica, también se utiliza en diversas aplicaciones porque contiene dos anillos de benceno en su cadena principal, lo que lo hace autoextinguible (no se propaga aunque se le prenda fuego).
El policarbonato no se utiliza solo, sino en aleaciones con otros polímeros en algunos casos. Por ejemplo, el PC-ABS se utiliza para mejorar la resistencia química mezclando Policarbonato con resina ABS, que tiene una buena resistencia química. Otros productos se mezclan con poliésteres como PET y PBT, o se mezclan con cargas.
El policarbonato también se caracteriza por su amplia gama de métodos de producción. Puede moldearse mediante diversos métodos, como la extrusión, el moldeo al vacío y el moldeo por soplado, así como el moldeo por inyección. También se utiliza desde hace poco en impresoras 3D, que pueden producir fácilmente formas complejas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que, dependiendo del método de producción, la resistencia mecánica puede ser menor.
Métodos de Producción de Policarbonatos
Existen dos métodos de producción de policarbonato: la polimerización por fórmula de reacción (polimerización interfacial), descrita al principio de esta sección, y el intercambio de ésteres.
1. Método de Polimerización Interfacial
Este método produce policarbonato por polimerización de condensación en la interfase entre las fases acuosa y oleosa añadiendo cloruro de carbonilo a una solución en suspensión de bisfenol A en solución acuosa de hidróxido de sodio y cloruro de metileno o clorobenceno. En comparación con el método de intercambio de ésteres, las condiciones de reacción son más suaves, lo que permite producir Policarbonatos de una amplia gama de pesos moleculares, de bajo a alto peso molecular.
Tras la polimerización, la resina de policarbonato se disuelve en la fase oleosa y se obtiene policarbonato granular mediante un proceso de purificación por separación y neutralización, un proceso de recuperación del polímero y un proceso de secado.
2. Método de Intercambio de Ésteres
Este método produce policarbonato fundiendo y mezclando bisfenol A y difenilcarbonato en presencia de un catalizador y policondensando mientras se recupera el fenol a alta temperatura y presión reducida sin utilizar disolventes. El fenol recuperado se reutiliza como materia prima para el difenilcarbonato.
El policarbonato se obtiene en estado fundido puro, en lugar de en solución, y puede granularse en productos, lo que convierte a este método en un proceso de síntesis más sencillo que el método de polimerización interfacial.