بولي كربونات

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة
بولي كربونات
وحدة التركيب الكيميائي المتكررة
للبولي كربونات المصنوع من مادة البيسفينول أ
طيف انتقال البولي كربونات
الخصائص الفيزيائية
الكثافة ( ρ )1.20–1.22 جم/سم 3
رقم آبي ( V )34.0
معامل الانكسار ( ن )1.584–1.586
قابلية الاشتعالإتش بي-V2
مؤشر الأكسجين المحدود25-29%
امتصاص الماء - التوازن ( ASTM )0.16–0.35%
امتصاص الماء - أكثر من 24 ساعة0.1%
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية (1-380 نانومتر) عدل
الخواص الميكانيكية
معامل يونج ( E )2.0–2.4 جيجا باسكال
قوة الشد ( σt )55–75 ميجا باسكال
الاستطالة ( ε ) عند الانكسار 80-150%
قوة الضغط ( σc )>80 ميجا باسكال
نسبة بواسون ( ν )0.37
الصلابة - روكويلم70
قوة تأثير ايزود600–850 جول /م
اختبار الشق20–35 كيلوجول /م 2
مقاومة التآكل ASTM D104410-15 مجم / 1000 دورة
معامل الاحتكاك ( μ )0.31
سرعة الصوت2270 متر/ثانية
الخواص الحرارية
درجة حرارة انتقال الزجاج ( Tg )147 درجة مئوية (297 درجة فهرنهايت)
درجة حرارة انحراف الحرارة
  • 0.45 ميجا باسكال: 140 درجة مئوية (284 درجة فهرنهايت)
  • 1.8 ميجا باسكال: 128–138 درجة مئوية (262–280 درجة فهرنهايت)
نقطة تليين فيكات عند 50 نيوتن145–150 درجة مئوية (293–302 درجة فهرنهايت) [1]
درجة حرارة العمل العليا115–130 درجة مئوية (239–266 درجة فهرنهايت)
انخفاض درجة حرارة العمل-40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) [2]
الموصلية الحرارية ( ك ) عند 23 درجة مئوية0.19–0.22 واط /(م·ك)
الانتشار الحراري ( أ ) عند 25 درجة مئوية0.144 مم²/ثانية [3]
معامل التمدد الحراري الخطي ( α )65–70 × 10 −6 / ك
السعة الحرارية النوعية ( ج )1.2–1.3 كيلوجول/( كجم ·ك)
الخصائص الكهربائية
ثابت العزل ( ε r ) عند 1 ميجا هرتز2.9
السماحية ( ε )2.568 × 10 −11 ف /م
النفاذية النسبية ( μr ) عند 1 ميجا هرتز0.866(2)
النفاذية ( μ ) عند 1 ميجا هرتز1.089(2) ميكرون / أ 2
عامل التبديد عند 1 ميجا هرتز0.01
المقاومة السطحية10 15 Ω /متر مربع
المقاومة الحجمية ( ρ )10 12 –10 14 Ω ·م
المقاومة الكيميائية
الأحماض - المركزةفقير
الأحماض - مخففةجيد
الكحولياتجيد
القلوياتجيد-فقير
الهيدروكربونات العطريةفقير
الشحوم والزيوت​جيد-عادل
الهيدروكربونات المهلجنةجيد-فقير
الهالوجيناتفقير
الكيتوناتفقير
نفاذية الغاز عند 20 درجة مئوية
نتروجين10–25 سم 3 ·مم/(م 2 ·يوم· بار )
الأكسجين70–130 سم 3 ·مم/(م 2 ·يوم·بار)
ثاني أكسيد الكربون400–800 سم 3 ·مم/(م 2 ·يوم·بار)
بخار الماء1-2 جم·م2/(م 2 ·يوم) عند 85%–0% تدرج الرطوبة النسبية
الاقتصاد
سعر2.6–2.8 يورو/كجم [4]

البولي كربونات ( PC ) هي مجموعة من البوليمرات الحرارية البلاستيكية التي تحتوي على مجموعات كربونات في بنيتها الكيميائية. البولي كربونات المستخدمة في الهندسة هي مواد قوية ومتينة ، وبعض الدرجات شفافة بصريًا. يسهل تشكيلها وتشكيلها وتشكيلها بالحرارة . وبسبب هذه الخصائص، تجد البولي كربونات العديد من التطبيقات. لا تحتوي البولي كربونات على رمز تعريف راتنج فريد (RIC) ويتم تحديدها على أنها "أخرى"، 7 في قائمة RIC. يمكن أن تحتوي المنتجات المصنوعة من البولي كربونات على مركب بيسفينول أ (BPA).

بناء

بنية ثنائي الكربونات (PhOC(O)OC6H4 ) 2CMe2 المشتق من ثنائي (فينول-أ) ومكافئين من الفينول. [5] يعكس هذا الجزيء وحدة فرعية من بولي كربونات نموذجي مشتق من ثنائي (فينول - أ ) .

تحتوي إسترات الكربونات على نوى OC(OC) 2 مستوية، مما يمنحها الصلابة. الرابطة الفريدة O=C قصيرة (1.173 Å في المثال الموضح)، بينما تكون روابط CO أشبه بالأثير (مسافات الرابطة 1.326 Å للمثال الموضح). حصلت البولي كربونات على اسمها لأنها بوليمرات تحتوي على مجموعات كربونات (−O−(C=O)−O−). توازن الميزات المفيدة، بما في ذلك مقاومة درجات الحرارة ومقاومة الصدمات والخصائص البصرية، يضع البولي كربونات بين البلاستيك السلعي والبلاستيك الهندسي .

إنتاج

طريق الفوسجين

يتم إنتاج المادة الرئيسية للبولي كربونات عن طريق تفاعل مادة بيسفينول أ (BPA) مع الفوسجين COCl
2يمكن كتابة التفاعل الكلي على النحو التالي:

تتضمن الخطوة الأولى من عملية التخليق معالجة بيسفينول أ باستخدام هيدروكسيد الصوديوم ، والذي يعمل على إزالة بروتونات المجموعات الهيدروكسيلية من بيسفينول أ. [6]

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

يتفاعل ثنائي الفينوكسيد (Na2 ( OC6H4 ) 2CMe2 ) مع الفوسجين ليعطي كلوروفورمات ، والذي يتعرض بعد ذلك لهجوم من فينوكسيد آخر. والتفاعل الصافي من ثنائي الفينوكسيد هو :

Na 2 (OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 + COCl 2 → 1/n [OC(OC6 H 4 ) 2 CMe 2 ] n + 2 NaCl

بهذه الطريقة، يتم إنتاج ما يقرب من مليار كيلوغرام من البولي كربونات سنويًا. تم اختبار العديد من ثنائيات الكحول الأخرى بدلاً من بيسفينول أ، على سبيل المثال 1،1-بيس (4-هيدروكسي فينيل) سيكلوهكسين ودايهيدروكسي بنزوفينون . يستخدم السيكلوهكسين كأحد المكونات لقمع ميل المنتج المشتق من بيسفينول أ إلى التبلور. يستخدم رباعي بروم بيسفينول أ لتعزيز مقاومة الحرائق. تم تطوير رباعي ميثيل سيكلوبوتانيديول كبديل لبيسفينول أ. [6]

طريق التحويل الاستري

يتضمن الطريق البديل للبولي كربونات عملية تحويل الاسترة من BPA وكربونات ثنائي الفينيل :

(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 [6]

الخصائص والمعالجة

البولي كربونات مادة متينة. على الرغم من أنها تتمتع بمقاومة عالية للصدمات، إلا أنها تتمتع بمقاومة منخفضة للخدش. لذلك، يتم تطبيق طلاء صلب على عدسات النظارات المصنوعة من البولي كربونات ومكونات السيارات الخارجية المصنوعة من البولي كربونات. تقارن خصائص البولي كربونات بخصائص بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA، الأكريليك)، لكن البولي كربونات أقوى وستصمد لفترة أطول في درجات الحرارة القصوى. عادةً ما تكون المواد المعالجة حرارياً غير متبلورة تمامًا، [7] ونتيجة لذلك فهي شفافة للغاية للضوء المرئي ، مع نفاذية ضوء أفضل من العديد من أنواع الزجاج.

تبلغ درجة حرارة انتقال الزجاج للبولي كربونات حوالي 147 درجة مئوية (297 درجة فهرنهايت)، [8] لذا فإنها تلين تدريجيًا فوق هذه النقطة وتتدفق فوق حوالي 155 درجة مئوية (311 درجة فهرنهايت). [9] يجب تثبيت الأدوات في درجات حرارة عالية، أعلى من 80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت) بشكل عام لصنع منتجات خالية من الإجهاد والتوتر. الدرجات ذات الكتلة الجزيئية المنخفضة أسهل في التشكيل من الدرجات الأعلى، ولكن قوتها أقل نتيجة لذلك. الدرجات الأكثر صلابة لها أعلى كتلة جزيئية، ولكن يصعب معالجتها.

على عكس معظم المواد البلاستيكية الحرارية، يمكن للبولي كربونات أن يخضع لتشوهات بلاستيكية كبيرة دون تشقق أو كسر. ونتيجة لذلك، يمكن معالجته وتشكيله في درجة حرارة الغرفة باستخدام تقنيات الصفائح المعدنية ، مثل الانحناء على الفرامل . حتى بالنسبة للانحناءات ذات الزاوية الحادة بنصف قطر ضيق، قد لا يكون التسخين ضروريًا. وهذا يجعله قيمًا في تطبيقات النماذج الأولية حيث تكون هناك حاجة إلى أجزاء شفافة أو غير موصلة للكهرباء، والتي لا يمكن تصنيعها من الصفائح المعدنية. PMMA/Acrylic ، الذي يشبه البولي كربونات في المظهر، هش ولا يمكن ثنيه في درجة حرارة الغرفة.

تقنيات التحويل الرئيسية لراتنجات البولي كربونات:

  • البثق في الأنابيب والقضبان والمقاطع الأخرى بما في ذلك الجدران المتعددة
  • البثق باستخدام الأسطوانات ( التقويمات ) إلى صفائح (0.5-20 مم (0.020-0.787 بوصة)) وأغشية (أقل من 1 مم (0.039 بوصة))، والتي يمكن استخدامها مباشرة أو تصنيعها في أشكال أخرى باستخدام التشكيل الحراري أو تقنيات التصنيع الثانوية ، مثل الانحناء أو الحفر أو التوجيه. نظرًا لخصائصها الكيميائية، فهي غير مناسبة للقطع بالليزر.
  • حقن المواد الجاهزة

قد يصبح البولي كربونات هشًا عند تعرضه للإشعاع المؤين فوق 25 كيلو جراي (كيلوجول / كجم). [10]

زجاجة مصنوعة من البولي كربونات

التطبيقات

المكونات الالكترونية

يستخدم البولي كربونات بشكل أساسي في التطبيقات الإلكترونية التي تستفيد من ميزات السلامة الجماعية الخاصة به. وهو عازل كهربائي جيد ذو خصائص مقاومة للحرارة ومقاومة للهب، ويستخدم في المنتجات المرتبطة بأنظمة الطاقة وأجهزة الاتصالات. ويمكن أن يعمل كعازل كهربائي في المكثفات عالية الاستقرار . [6] توقف التصنيع التجاري لمكثفات البولي كربونات في الغالب بعد أن توقف المصنع الوحيد Bayer AG عن تصنيع فيلم البولي كربونات عالي الجودة في نهاية عام 2000. [11] [12]

مواد البناء

ألواح البولي كربونات في الدفيئة

ثاني أكبر مستهلك للبولي كربونات هو صناعة البناء، على سبيل المثال، لصنع قبة زجاجية، وزجاج مسطح أو منحني، وألواح تسقيف وجدران عازلة للصوت . يستخدم البولي كربونات لإنشاء مواد تستخدم في المباني يجب أن تكون متينة وخفيفة الوزن.

الطباعة ثلاثية الأبعاد

تُستخدم البولي كربونات على نطاق واسع في الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية FDM، لإنتاج منتجات بلاستيكية قوية ومتينة ذات نقطة انصهار عالية. يصعب على الهواة العاديين طباعة البولي كربونات مقارنة بالبلاستيك الحراري مثل حمض البوليكتيك (PLA) أو أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS) بسبب نقطة الانصهار العالية وصعوبة التصاق فراش الطباعة والميل إلى الانحناء أثناء الطباعة والميل إلى امتصاص الرطوبة في البيئات الرطبة. وعلى الرغم من هذه المشكلات، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام البولي كربونات شائعة في المجتمع المهني.

تخزين البيانات

من أهم أسواق البولي كربونات إنتاج الأقراص المضغوطة وأقراص DVD وأقراص Blu-ray . [13] يتم إنتاج هذه الأقراص عن طريق قولبة البولي كربونات بالحقن في تجويف قالب يحتوي على أحد جانبيه على طابع معدني يحتوي على صورة سلبية لبيانات القرص، بينما يكون الجانب الآخر من القالب عبارة عن سطح معكوس. تشمل المنتجات النموذجية لإنتاج الصفائح/الأفلام التطبيقات في الإعلان (اللافتات والشاشات وحماية الملصقات). [6]

مكونات السيارات والطائرات والأمن

في صناعة السيارات، يمكن للبولي كربونات المصبوبة بالحقن أن تنتج أسطحًا ناعمة جدًا تجعلها مناسبة تمامًا لترسيب الرش أو ترسيب التبخر للألمنيوم دون الحاجة إلى طبقة أساسية. عادة ما تُصنع الحواف الزخرفية والعاكسات البصرية من البولي كربونات. جعل وزنها الخفيف ومقاومتها العالية للصدمات البولي كربونات المادة السائدة في عدسات المصابيح الأمامية للسيارات. ومع ذلك، تتطلب المصابيح الأمامية للسيارات طلاءات سطحية خارجية بسبب مقاومتها المنخفضة للخدش وقابليتها للتدهور بالأشعة فوق البنفسجية (الاصفرار). يقتصر استخدام البولي كربونات في تطبيقات السيارات على تطبيقات الإجهاد المنخفض. الإجهاد الناتج عن أدوات التثبيت واللحام البلاستيكي والصب يجعل البولي كربونات عرضة للتشقق الناتج عن الإجهاد عند ملامسته لمحفزات معينة مثل الماء المالح والبلاستيسول . يمكن تغليفه لصنع "زجاج" مضاد للرصاص ، على الرغم من أن "مقاوم للرصاص" أكثر دقة للنوافذ الأرق، مثل تلك المستخدمة في النوافذ المقاومة للرصاص في السيارات. الحواجز السميكة من البلاستيك الشفاف المستخدمة في نوافذ أمناء الصناديق والحواجز في البنوك هي أيضًا مصنوعة من البولي كربونات.

إن العبوات البلاستيكية الكبيرة "المضادة للسرقة" للسلع الأصغر حجماً، والتي لا يمكن فتحها باليد، تكون مصنوعة عادةً من مادة البولي كربونات.

مظلة قمرة القيادة لطائرة لوكهيد مارتن إف-22

تم تصنيع غطاء قمرة القيادة للطائرة المقاتلة F-22 Raptor من شركة Lockheed Martin من مادة البولي كربونات عالية الجودة. وهو أكبر عنصر من نوعه. [14] [15]

تطبيقات متخصصة

إن البولي كربونات، باعتباره مادة متعددة الاستخدامات ذات معالجة جذابة وخصائص فيزيائية، قد اجتذبت عددًا لا يحصى من التطبيقات الأصغر حجمًا. إن استخدام زجاجات الشرب المصبوبة بالحقن والأكواب وحاويات الطعام أمر شائع، ولكن استخدام مادة BPA في تصنيع البولي كربونات أثار المخاوف (انظر المخاطر المحتملة في تطبيقات ملامسة الطعام)، مما أدى إلى تطوير واستخدام البلاستيك "الخالي من مادة BPA" في تركيبات مختلفة.

نظارات السلامة المعملية

يستخدم البولي كربونات بشكل شائع في حماية العين، وكذلك في تطبيقات العرض والإضاءة الأخرى المقاومة للقذائف والتي تشير عادةً إلى استخدام الزجاج ، ولكنها تتطلب مقاومة أعلى بكثير للصدمات. تحمي عدسات البولي كربونات أيضًا العين من الأشعة فوق البنفسجية . يتم تصنيع العديد من أنواع العدسات من البولي كربونات، بما في ذلك عدسات المصابيح الأمامية للسيارات، وعدسات الإضاءة، وعدسات النظارات الشمسية / النظارات الطبية ، وعدسات الكاميرات ، ونظارات السباحة وأقنعة الغوص، ونظارات السلامة / النظارات / الواقيات بما في ذلك الواقيات في الخوذ / الأقنعة الرياضية ومعدات مكافحة الشغب الخاصة بالشرطة (واقيات الخوذة، دروع الشغب، إلخ). عادة ما تكون الزجاج الأمامي للمركبات الآلية الصغيرة مصنوعة من البولي كربونات، مثل الدراجات النارية، ومركبات الدفع الرباعي، وعربات الجولف، والطائرات الصغيرة والمروحيات.

أدى الوزن الخفيف للبولي كربونات مقارنة بالزجاج إلى تطوير شاشات عرض إلكترونية تحل محل الزجاج بالبولي كربونات، لاستخدامها في الأجهزة المحمولة. وتشمل هذه الشاشات شاشات الحبر الإلكتروني الحديثة وبعض شاشات الكريستال السائل، على الرغم من أن شاشات CRT وشاشات البلازما وغيرها من تقنيات الكريستال السائل لا تزال تتطلب الزجاج بشكل عام بسبب درجة انصهاره العالية وقدرته على النقش بتفاصيل أدق.

مع قيام المزيد والمزيد من الحكومات بتقييد استخدام الزجاج في الحانات والنوادي بسبب زيادة حالات التزجيج ، أصبحت أكواب البولي كربونات شائعة لتقديم الكحول بسبب قوتها ومتانتها وملمسها الشبيه بالزجاج. [16] [17]

حشو مكبس Lamy 2000 مصنوع من البولي كربونات والفولاذ المقاوم للصدأ، تم إطلاقه في عام 1966 وما زال قيد الإنتاج

تشمل العناصر المتنوعة الأخرى الأمتعة المتينة والخفيفة الوزن، وحافظات مشغلات MP3/الصوت الرقمي ، وأوكارينا ، وحافظات الكمبيوتر، ودروع مكافحة الشغب ، ولوحات العدادات، وحاويات الشموع الصغيرة، وأوعية الخلاط الغذائي. تُصنع العديد من الألعاب وأغراض الهوايات من أجزاء البولي كربونات، مثل الزعانف، وحوامل الجيروسكوب، وأقفال قضيب الطيران في المروحيات التي يتم التحكم فيها عن بعد ، [18] وقطع الليجو الشفافة ( يُستخدم ABS للقطع غير الشفافة). [19]

لا تصلح راتنجات البولي كربونات القياسية للتعرض الطويل الأمد للأشعة فوق البنفسجية. وللتغلب على هذه المشكلة، يمكن إضافة مثبتات الأشعة فوق البنفسجية إلى الراتنج الأساسي. تُباع هذه الدرجات على أنها بولي كربونات مثبتة للأشعة فوق البنفسجية لشركات القولبة بالحقن والبثق. قد تضاف طبقة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية إلى تطبيقات أخرى، بما في ذلك صفائح البولي كربونات، كطلاء خاص أو بثق مشترك لتعزيز مقاومة العوامل الجوية .

كما يستخدم البولي كربونات كركيزة طباعة للوحات الأسماء وغيرها من أشكال المواد الصناعية تحت المنتجات المطبوعة. يوفر البولي كربونات حاجزًا ضد التآكل والعوامل الجوية والبهتان.

التطبيقات الطبية

تُستخدم العديد من درجات البولي كربونات في التطبيقات الطبية وتتوافق مع معايير ISO 10993-1 وUSP Class VI (يشار إليها أحيانًا باسم PC-ISO). الفئة السادسة هي الأكثر صرامة من بين تصنيفات USP الستة. يمكن تعقيم هذه الدرجات باستخدام البخار عند 120 درجة مئوية أو إشعاع جاما أو بطريقة أكسيد الإيثيلين (EtO). [20] تحد شركة Trinseo بشكل صارم من جميع أنواع البلاستيك الخاصة بها فيما يتعلق بالتطبيقات الطبية. [21] [22] تم تطوير البولي كربونات الأليفاتية مع تحسين التوافق الحيوي والقابلية للتحلل لتطبيقات الطب النانوي. [23]

الهواتف المحمولة

تستخدم بعض شركات تصنيع الهواتف الذكية مادة البولي كربونات. استخدمت شركة نوكيا مادة البولي كربونات في هواتفها بدءًا من غطاء N9 أحادي الهيكل في عام 2011. واستمرت هذه الممارسة مع العديد من هواتف سلسلة Lumia . وبدأت شركة سامسونج في استخدام مادة البولي كربونات مع غطاء البطارية القابل للإزالة الذي يحمل علامة Hyperglaze في هاتف Galaxy S III في عام 2012. واستمرت هذه الممارسة مع العديد من هواتف سلسلة Galaxy . وبدأت شركة Apple في استخدام مادة البولي كربونات مع غطاء iPhone 5C أحادي الهيكل في عام 2013.

تشمل المزايا التي تتمتع بها الأغطية الخلفية المصنوعة من الزجاج والمعدن المتانة ضد الكسر (ميزة مقارنة بالزجاج)، والانحناء والخدش (ميزة مقارنة بالمعدن)، وامتصاص الصدمات، وتكاليف التصنيع المنخفضة، وعدم التداخل مع الإشارات اللاسلكية والشحن اللاسلكي (ميزة مقارنة بالمعدن). [24] تتوفر الأغطية الخلفية المصنوعة من البولي كربونات بأنسجة سطحية لامعة أو غير لامعة . [24]

تاريخ

تم اكتشاف البولي كربونات لأول مرة في عام 1898 بواسطة ألفريد أينهورن ، وهو عالم ألماني يعمل في جامعة ميونيخ . [25] ومع ذلك، بعد 30 عامًا من البحث المختبري، تم التخلي عن هذه الفئة من المواد دون تسويقها. استؤنف البحث في عام 1953، عندما حصل هيرمان شنيل في باير في أوردينجن، ألمانيا، على براءة اختراع أول بولي كربونات خطية. تم تسجيل الاسم التجاري "ماكرولون" في عام 1955. [26]

وفي عام 1953 أيضًا، وبعد أسبوع واحد من الاختراع في شركة باير، قام دانييل فوكس من شركة جنرال إلكتريك (GE) في بيتسفيلد بولاية ماساتشوستس، بتصنيع بولي كربونات متفرع بشكل مستقل . وتقدمت الشركتان بطلب للحصول على براءات اختراع أمريكية في عام 1955، واتفقتا على أن الشركة التي تفتقر إلى الأولوية سوف تحصل على ترخيص للتكنولوجيا. [27] [28]

تم حل أولوية براءة الاختراع لصالح شركة باير، وبدأت شركة باير الإنتاج التجاري تحت الاسم التجاري ماكرولون في عام 1958. بدأت شركة جنرال إلكتريك الإنتاج تحت اسم ليكسان في عام 1960، مما أدى إلى إنشاء قسم بلاستيك شركة جنرال إلكتريك في عام 1973. [29]

بعد عام 1970، تم تحسين لون البولي كربونات البني الأصلي إلى "شفاف كالزجاج".

المخاطر المحتملة في تطبيقات ملامسة الأغذية

إن استخدام حاويات البولي كربونات لغرض تخزين المواد الغذائية أمر مثير للجدل. ويستند هذا الجدل إلى تحللها المائي (التحلل بالماء، والذي يشار إليه غالبًا باسم الاستخلاص) الذي يحدث في درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى إطلاق مادة البيسفينول أ :

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

لقد استكشفت أكثر من 100 دراسة النشاط الحيوي لمادة البيسفينول أ المشتقة من البولي كربونات. ويبدو أن مادة البيسفينول أ تنطلق من أقفاص الحيوانات المصنوعة من البولي كربونات إلى الماء في درجة حرارة الغرفة وقد تكون مسؤولة عن تضخم الأعضاء التناسلية للفئران الإناث. [30] ومع ذلك، فإن أقفاص الحيوانات المستخدمة في البحث كانت مصنوعة من البولي كربونات الصناعية، وليس من البولي كربونات الغذائية المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء.

يبدو أن تحليلًا للأدبيات حول تأثيرات جرعات منخفضة من مادة بيسفينول أ نشره فوم سال وهيوز في أغسطس 2005 قد وجد ارتباطًا مقترحًا بين مصدر التمويل والاستنتاجات المستخلصة. تميل الدراسات الممولة من قبل الصناعة إلى عدم العثور على تأثيرات كبيرة بينما تميل الدراسات الممولة من قبل الحكومة إلى العثور على تأثيرات كبيرة. [31]

يعمل مبيض هيبوكلوريت الصوديوم وغيره من المنظفات القلوية على تحفيز إطلاق مادة البيسفينول أ من حاويات البولي كربونات. [32] [33] لا يتوافق البولي كربونات مع الأمونيا والأسيتون. الكحول هو مذيب عضوي موصى به لتنظيف الشحوم والزيوت من البولي كربونات.

التأثير البيئي

تصرف

أظهرت الدراسات أنه عند درجات حرارة أعلى من 70 درجة مئوية ورطوبة عالية، يتحلل البولي كربونات إلى مادة بيسفينول أ (BPA). بعد حوالي 30 يومًا عند درجة حرارة 85 درجة مئوية / 96٪ رطوبة نسبية، تتشكل بلورات سطحية تتكون بنسبة 70٪ من مادة بيسفينول أ. [34] بيسفينول أ هو مركب مدرج حاليًا في قائمة المواد الكيميائية الخطرة المحتملة على البيئة. وهو مدرج في قائمة المراقبة في العديد من البلدان، مثل الولايات المتحدة وألمانيا. [35]

-(-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

يمكن أن يحدث تسرب مادة BPA من البولي كربونات أيضًا في درجة حرارة البيئة ودرجة الحموضة الطبيعية (في مدافن النفايات). تزداد كمية التسرب مع تقدم أجزاء البولي كربونات في العمر. وجدت إحدى الدراسات أن تحلل مادة BPA في مدافن النفايات (في ظل ظروف لا هوائية) لن يحدث. [35] وبالتالي، سيكون مستمرًا في مدافن النفايات. في النهاية، سيجد طريقه إلى المسطحات المائية ويساهم في تلوث المياه. [35] [36]

الأكسدة الضوئية للبولي كربونات

في وجود الأشعة فوق البنفسجية، ينتج عن أكسدة هذا البوليمر مركبات مثل الكيتونات والفينولات وحمض أو-فينوكسي بنزويك وكحول البنزيل ومركبات غير مشبعة أخرى. وقد تم اقتراح ذلك من خلال الدراسات الحركية والطيفية. يمكن أيضًا ربط اللون الأصفر المتكون بعد التعرض الطويل لأشعة الشمس بمزيد من أكسدة المجموعة النهائية الفينولية [37]

(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

يمكن أكسدة هذا المنتج بشكل أكبر لتكوين مركبات غير مشبعة أصغر حجمًا. ويمكن أن يتم ذلك عبر مسارين مختلفين، وتعتمد المنتجات المتكونة على الآلية التي تتم بها. [38]

المسار أ

(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

المسار ب

(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

تفاعل الشيخوخة الضوئية

الشيخوخة الضوئية هي طريق تحلل آخر للبولي كربونات. تمتص جزيئات البولي كربونات (مثل الحلقة العطرية) الأشعة فوق البنفسجية. تتسبب هذه الطاقة الممتصة في انقسام الروابط التساهمية مما يؤدي إلى بدء عملية الشيخوخة الضوئية. يمكن أن ينتشر التفاعل عبر أكسدة السلسلة الجانبية أو أكسدة الحلقة أو إعادة ترتيب فريس الضوئي . تشمل المنتجات المتكونة ساليسيلات الفينيل ومجموعات ثنائي هيدروكسي بنزوفينون ومجموعات إيثر ثنائي هيدروكسي فينيل. [37] [39] [40]

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

التدهور الحراري

تتحلل نفايات البولي كربونات عند درجات الحرارة العالية لتكوين ملوثات صلبة وسائلة وغازية. أظهرت إحدى الدراسات أن المنتجات كانت تحتوي على حوالي 40-50٪ وزناً من السوائل، و14-16٪ وزناً من الغازات، بينما بقي 34-43٪ وزناً على شكل بقايا صلبة. تحتوي المنتجات السائلة بشكل أساسي على مشتقات الفينول (~75٪ وزناً) والبيسفينول (~10٪ وزناً). [39] ومع ذلك، يمكن استخدام البولي كربونات بأمان كمصدر للكربون في صناعة صناعة الصلب. [41]

مشتقات الفينول هي ملوثات بيئية، تصنف على أنها مركبات عضوية متطايرة (VOC). تشير الدراسات إلى أنها من المرجح أن تسهل تكوين الأوزون على مستوى الأرض وتزيد من الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. [42] في المسطحات المائية، يمكن أن تتراكم في الكائنات الحية. وهي مستمرة في مكبات النفايات، ولا تتبخر بسهولة وستبقى في الغلاف الجوي. [43]

تأثير الفطريات

في عام 2001، تم اكتشاف نوع من الفطريات في بليز ، Geotrichum candidum ، يستهلك البولي كربونات الموجود في الأقراص المضغوطة (CD). [44] وهذا له آفاق للإصلاح البيولوجي . ومع ذلك، لم يتم إعادة إنتاج هذا التأثير.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "دليل تقني لصفائح الليكسان" (PDF) . سابك . 2009. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2015-03-16 . تم استرجاعه في 2015-07-18 .
  2. ^ بارفين، م. وويليامز، جيه جي (1975). "تأثير درجة الحرارة على كسر البولي كربونات". مجلة علوم المواد . 10 (11): 1883. رمز Bibcode :1975JMatS..10.1883P. doi :10.1007/BF00754478. S2CID  135645940.
  3. ^ بلوم، ج.؛ ليندمان، أ. (2003). "توصيف الخصائص الحرارية الفيزيائية للبوليمرات المنصهرة والسوائل باستخدام تقنية الفلاش" (PDF) . درجات الحرارة العالية – الضغوط العالية . 35/36 (6): 627. doi :10.1068/htjr144.
  4. ^ CES Edupack 2010، ورقة مواصفات البولي كربونات (PC)
  5. ^ بيريز، سيرج؛ سكارينج، رايموند ب. (1987). "الخصائص البلورية لـ 4,4'-إيزوبروبيليدين ديفينيل بيس (كربونات الفينيل) والتحليل التكويني للبولي كربونات من 2,2-بيس (4-هيدروكسي فينيل) بروبان". Macromolecules . 20 (1): 68–77. Bibcode :1987MaMol..20...68P. doi :10.1021/ma00167a014.
  6. ^ abcde فولكر سيريني “البولي كربونات” في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، Wiley-VCH، Weinheim، 2000. دوى :10.1002/14356007.a21_207
  7. ^ Djurner, K.; M??nson, JA.; Rigdahl, M. (1978). "تبلور البولي كربونات أثناء عملية القولبة بالحقن عند ضغوط عالية". مجلة علوم البوليمر: إصدار رسائل البوليمر . 16 (8): 419–424. رمز Bibcode :1978JPoSL..16..419D. doi :10.1002/pol.1978.130160806. ISSN  0360-6384.
  8. ^ إجابات على الأسئلة الشائعة حول راتنجات البولي كربونات من شركة باير. bayermaterialsciencenafta.com
  9. ^ "البولي كربونات". بلاستيك المدينة. مؤرشف من الأصل في 2018-10-16 . تم الاسترجاع 2013-12-18 .
  10. ^ ديفيد دبليو بليستر (1973). "تأثيرات التعقيم الإشعاعي على البلاستيك" (PDF) . تكنولوجيا التعقيم . ص. 149. S2CID  18798850. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2015-05-12. يمكن تعريض البولي كربونات بشكل مرضٍ لجرعة تعقيم واحدة (22) ولكنه يميل إلى أن يصبح هشًا كثيرًا فوق 2.5 مراد.
  11. ^ "فيلم". execpc.com . مؤرشف من الأصل في 2023-03-09 . تم الاسترجاع 2012-07-19 .
  12. ^ "WIMA". wima.com . مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2017.
  13. ^ "هل هذه هي نهاية امتلاك الموسيقى؟". بي بي سي نيوز . 3 يناير 2019.
  14. ^ فنيو الخروج يحرصون على حماية طياري الطائرات الجارحة. Pacaf.af.mil. تم الاسترجاع في 2011-02-26.
  15. ^ إمسلي، جون (9 نوفمبر 2015). عالم صحي وثري ومستدام. الجمعية الملكية للكيمياء. ص 119. ISBN 978-1-78262-589-6تم الاسترجاع بتاريخ 1 أكتوبر 2023 .
  16. ^ قيود على المشروبات الكحولية في الأماكن التي تشهد أعمال عنف. ولاية نيو ساوث ويلز (مكتب المشروبات الكحولية والألعاب والسباقات)
  17. ^ حظر استخدام الزجاج العادي في الأماكن المرخصة. ولاية كوينزلاند (وزارة العدل والنائب العام)
  18. ^ "منتجات RDLohr المتفوقة بوضوح" (PDF) . wavelandps.com . مؤرشف من الأصل (PDF) في 1 أبريل 2010.
  19. ^ ليندا جابلانسكي (2015-03-31). "ما هي المادة البلاستيكية المستخدمة في مجموعات ليغو؟". مؤرشف من الأصل في 2017-03-05.{{cite web}}:CS1 maint: عنوان URL غير مناسب ( الرابط )
  20. ^ باول، دوغلاس ج. (سبتمبر 1998). "التطبيقات الطبية للبولي كربونات". مجلة البلاستيك والمواد الحيوية الطبية . مؤرشف من الأصل في 23 فبراير 1999.
  21. ^ "سياسة تطبيق Dow Plastics Medical". Plastics.dow.com . مؤرشف من الأصل في 9 فبراير 2010.
  22. ^ "درجات التوافق الحيوي لبولي كربونات ماكرولون". مؤرشف من الأصل في 10 أبريل 2013. تم الاسترجاع في 14 أبريل 2007 .
  23. ^ تشان ، جوليان ميجاوات. كه شيو. ساردون، هاريتز؛ إنجلر، أماندا سي؛ يانغ، يي يان؛ هيدريك، جيمس ل. (2014). “البولي كربونات N-Heterocycle-Functionalized القابلة للتعديل كيميائيًا كمنصة للمواد النانوية الذكية المتنوعة والمحاكاة الحيوية”. العلوم الكيميائية . 5 (8): 3294-3300. دوى :10.1039/C4SC00789A.
  24. ^ "مواد البناء: المعدن مقابل الزجاج مقابل البلاستيك". Android Authority . 19 يوليو 2018.
  25. ^ "البولي كربونات (PC)". UL Prospector . تم الاسترجاع في 5 مايو 2014 .
  26. ^ فيليب كوتلر؛ فالديمار بفورتش (17 مايو 2010). العلامة التجارية للمكونات: جعل غير المرئي مرئيًا. سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 205-. ISBN 978-3-642-04214-0.
  27. ^ "البولي كربونات متعدد الوظائف". المعهد الكيميائي الكندي. مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2014. تم الاسترجاع في 5 مايو 2014 .
  28. ^ جيروم ت. كو (27 أغسطس 2010). "بولي كربونات الليكسان: 1953-1968". انتصار غير محتمل: كيف نجحت شركة جنرال إلكتريك في الصناعة الكيميائية . جون وايلي وأولاده. ص 71-77. رقم ISBN 978-0-470-93547-7.
  29. ^ "جنرال إلكتريك تبيع قسم البلاستيك". نيويورك تايمز. 2007-05-22 . تم الاسترجاع في 2020-07-21 .
  30. ^ Howdeshell, KL; Peterman PH; Judy BM; Taylor JA; Orazio CE; Ruhlen RL; Vom Saal FS; Welshons WV (2003). "Bisphenol A is released from used polycarbonate animal cages into water at room temperature". Environmental Health Perspectives . 111 (9): 1180–7. Bibcode :2003EnvHP.111.1180H. doi :10.1289/ehp.5993. PMC 1241572. PMID  12842771 . 
  31. ^ vom Saal FS, Hughes C (2005). "أظهرت دراسات جديدة موسعة تتعلق بتأثيرات جرعات منخفضة من مادة البيسفينول أ الحاجة إلى تقييم جديد للمخاطر". Environ. Health Perspect . 113 (8): 926–33. doi :10.1289/ehp.7713. PMC 1280330. PMID  16079060 . 
  32. ^ هانت، بنسلفانيا؛ كارا إي. كوهلر؛ مارثا سوسياسجو؛ كريج إيه. هودجز؛ أرلين إيلاجان؛ روبرت سي. فويجت؛ سالي توماس؛ بريان إف. توماس؛ تيري جيه. هاسولد (2003). "التعرض للبيسفينول أ يسبب اختلال الصيغة الصبغية الانقسامية الاختزالية في الفأرة الأنثوية". علم الأحياء الحالي . 13 (7): 546-553. رمز Bibcode : 2003CBio...13..546H. doi : 10.1016/S0960-9822(03)00189-1 . PMID  12676084. S2CID  10168552.
  33. ^ Koehler, KE; Robert C. Voigt; Sally Thomas; Bruce Lamb; Cheryl Urban; Terry Hassold; Patricia A. Hunt (2003). "عندما تضرب الكارثة: إعادة التفكير في مواد الأقفاص". Lab Animal . 32 (4): 24–27. doi :10.1038/laban0403-24. PMID  19753748. S2CID  37343342. مؤرشف من الأصل في 2009-07-06 . تم الاسترجاع في 2008-05-06 .
  34. ^ Bair, HE; ​​Falcone, DR; Hellman, MY; Johnson, GE; Kelleher, PG (1981-06-01). "التحلل المائي للبولي كربونات لإنتاج BPA". مجلة علوم البوليمر التطبيقية . 26 (6): 1777. doi :10.1002/app.1981.070260603.
  35. ^ abc Morin, Nicolas; Arp, Hans Peter H.; Hale, Sarah E. (يوليو 2015). "بيسفينول أ في مواد النفايات الصلبة ومياه الرشح والجسيمات الهوائية من مرافق معالجة النفايات النرويجية: الوجود وسلوك التقسيم". العلوم البيئية والتكنولوجيا . 49 (13): 7675–7683. رمز Bibcode :2015EnST...49.7675M. doi :10.1021/acs.est.5b01307. PMID  26055751.
  36. ^ تشين، يو بينج؛ ميلر، بيني إل؛ زينج، لينجكي؛ كاولي، كايلين؛ ويفرز، ليندا ك. (نوفمبر 2004). "التحلل الضوئي لمادة البيسفينول أ بواسطة المادة العضوية المذابة †". العلوم البيئية والتكنولوجيا . 38 (22): 5888-5894. رمز Bibcode :2004EnST...38.5888C. doi :10.1021/es0496569. PMID  15573586.
  37. ^ ab Chow, Jimmy T. (2007-08-06). التقييم البيئي للبيسفينول-أ والبولي كربونات (أطروحة ماجستير). جامعة ولاية كانساس. hdl : 2097/368 .
  38. ^ كاروتشيو، سابرينا؛ بوجليسي، كونسيتو؛ مونتاودو، جورجيو (2002). "آليات الأكسدة الحرارية لكربونات بولي (بيسفينول أ)". Macromolecules . 35 (11): 4297–4305. Bibcode :2002MaMol..35.4297C. doi :10.1021/ma012077t.
  39. ^ ab Collin, S.; Bussière, P. -O.; Thérias, S.; Lambert, J. -M.; Perdereau, J.; Gardette, J. -L. (2012-11-01). "التأثيرات الفيزيائية والميكانيكية للشيخوخة الضوئية على بولي كربونات البيسفينول أ". تدهور البوليمر واستقراره . 97 (11): 2284–2293. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2012.07.036.
  40. ^ Tjandraatmadja, GF; Burn, LS; Jollands, MJ (1999). "تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية على الزجاج المصنوع من البولي كربونات" (PDF) .
  41. ^ أسعدي، م. حسين ن.؛ ساهاجوالا، ف. (2014). "إعادة تدوير البولي كربونات في نهاية العمر في صناعة الصلب: دراسة أولية لذوبان الكربون في الحديد المنصهر". Ind. Eng. Chem. Res . 53 (10): 3861–3864. arXiv : 2204.08706 . doi :10.1021/ie4031105. S2CID  101308914.
  42. ^ "قاعدة بيانات التلوث". Pollution.unibuc.ro . مؤرشف من الأصل في 2017-12-29 . تم الاسترجاع 2016-11-14 .
  43. ^ "Pollutant Fact Sheet". apps.sepa.org.uk . مؤرشف من الأصل في 2017-01-09 . تم الاسترجاع في 2016-11-14 .
  44. ^ بوش، زافييه (2001-06-27). "الفطر يأكل الأقراص المضغوطة". Nature News . doi :10.1038/news010628-11.
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعلقة بـ البولي كربونات .
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=بولي كربونات&oldid=1249731105"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate