Разновидности инженерных пластиков. Поликарбонаты. Часть 12

В целом, медицинские полимеры имеют больше ограничений в отношении типов и уровней стабилизаторов, добавок и красителей, которые могут быть использованы. Эти добавки, как правило, являются более дорогостоящими (поскольку они более специализированы и «чище», чем те, которые используются для стандартных марок), в результате чего медицинские марки поликарбоната и других полимеров стоят дороже. Кроме того, с медицинскими оценками нередко бывает, что одно или несколько свойств оцениваются несколько ниже, чем те, которые указывают производители, опять же из-за этих ограничений. Среди поликарбонатов медицинского назначения разработан специальный подраздел продуктов, способный противостоять гамма (γ) облучению. Из-за высокой энергии γ-излучения практически каждая структурная единица в основной цепи полимера подвержена реакции. Следовательно, полимеры, предназначенные для выживания при γ-облучении, должны обеспечивать различные пути рассеивания поглощенной энергии. Γ-стойкие поликарбонатные марки первого поколения были введены в 1980-х годах на основе различных низкомолекулярных стабилизаторов, поглощающих радикалы. Технология следующего поколения, представленная в 1990-х годах, была более сложной и включала высокие уровни добавок различных типов и / или смешивающихся полимерных смесей.

Еще одной важной областью применения прозрачных поликарбонатов является применение в контакте с пищевыми продуктами. Эта категория имеет сходство с медицинским рынком в том, что она требует одобрения органов по сертификации и имеет ограничения на допустимые стабилизаторы, добавки и красители, но она также отличается во многих важных аспектах. Правила контакта с пищевыми продуктами регулируют тип и количество низкомолекулярных веществ, которые могут быть извлечены из полимера в условиях испытаний, предназначенных для имитации кратковременных и длительных ситуаций с пищевыми контактами. Материалы одобрены для контакта с определенными классами пищевых продуктов (например, жирами, жидкостями, кислотами, сухими продуктами) в определенных температурных диапазонах и других условиях конечного использования. Поликарбонат, как правило, очень хорошо справляется с такими испытаниями при большинстве условий. В отличие от медицинских ситуаций, почти все виды использования поликарбоната при контакте с пищевыми продуктами являются постоянными, а не одноразовыми. Типичные приложения для контакта с пищевыми продуктами для прозрачного поликарбоната включают мерные чашки, солонки и перечницы, миски, диспенсеры, контейнеры, стеклянную посуду и бокалы.

Стандартный линейный поликарбонатный гомополимер не обладает достаточной прочностью расплава, чтобы выдувать эти большие контейнеры, поэтому разветвленная форма с более высокой прочностью расплава и текучестью расплава при высоких скоростях сдвига позволяет получить хорошую заготовку или может быть сделана путем экструзии либо литья под давлением. Эти составы также предназначены для обеспечения минимальной текучести расплава при низких скоростях сдвига, поэтому заготовка будет сохранять свои размеры при подвешивании, но при этом ее можно будет легко выдувать, чтобы сформировать окончательные размеры бутыли. Помимо прозрачности, та же комбинация свойств, которая помогает поликарбонату преуспевать в указанных выше применениях, помогает выбирать эти материалы для большого числа применений, где непрозрачность не является проблемой. Поскольку большинство полимеров являются непрозрачными от природы, потенциально существует больший пул жизнеспособных конкурентов для каждого «непрозрачного» применения. Тем не менее, все еще существуют многочисленные ситуации, в которых другие свойства поликарбоната делают его предпочтительным материалом. Там, где прозрачность не является проблемой, следующим наиболее важным свойством поликарбоната является очень высокая ударопрочность и пластичность для жесткого полимера.

Хотя его начальные свойства в этой области уже превосходны, его можно еще улучшить с помощью модификаторов, расширяющих свойства для толстостенных профилей, условий с более низкой температурой и приложений с высокой скоростью деформации. Превосходная пластичность исходной матрицы означает, что для достижения сопоставимых характеристик можно использовать гораздо более низкие уровни модификаторов ударопрочности — на 20-40% меньше, чем у конкурирующих полимеров. Это является явным преимуществом для поликарбоната, потому что многие из компромиссов, обычно связанных с использованием модификаторов ударопрочности, можно избежать или свести к минимуму, таких как пониженная прочность, модуль и твердость, из-за низкой Tg модификаторов и пониженной огнестойкости, поскольку большинство из этих резиновых добавок довольно легко воспламеняются. Другие свойства, на которые может отрицательно повлиять необходимость добавления высоких уровней модификаторов ударопрочности, включают вязкость, чувствительность к сдвигу, стабильность расплава при высокой температуре, внешний вид поверхности, окрашиваемость, атмосферостойкость и способность выполнять вторичные операции чистовой обработки (например, покраска). К счастью, поликарбонат испытывает меньшее ухудшение свойств, чем другие термопласты, из-за более низких уровней модификаторов ударной прочности, необходимых для достижения требуемых характеристик.