PROPIEDADES DE LOS POLICARBONATOS.

El policarbonato resultante de la reaccin entre derivados del cido carbnico y el bisfenol A es un termoplstico de ingeniera que se ha tornado muy conocido por ser transparente como el vidrio y resistente como el acero.

Existen, actualmente desarrollados por GE y Bayer ms de 20 tipos diferentes de policarbonato de bisfenol A. Muchos de estos tipos son agregados para mejorar las propiedades originales del policarbonato para una determinada aplicacin, como: fibra de vidrio, absorbentes de UV, aditivos anti-llama, desmoldantes, antioxidantes, etc. Todos estos materiales pueden ser comercializados en "color" transparente (excepto los materiales con fibra y algunos anti-llama) o en colores traslucidos (dem) u opacas.

Placas de policarbonato celular o alveolar y compacto en diversos espesores y colores.

Debido a que los grupos bencnicos estn directamente en la cadena principal, la molcula es muy rgida, haciendo que el policarbonato tenga una estructura amorfa, una baja contraccin en el moldeo (tanto transversal como paralela al flujo) y sea transparente.

Su regularidad y los grupos laterales polares ofrecen un alto valor de latemperatura de transicin vtrea Tgal policarbonato (145C), esto le hace poseer elevados valores de las propiedades trmicas, y estabilidad dimensional muy buena.

A pesar de que la estructura principal de la cadena del policarbonato est congelada a temperatura ambiente, gracias a sus grupos fenileno, isopropilideno y carbonato, posee movilidad suficiente para disipar energa de impacto en la temperatura ambiente. La movilidad de estos grupos laterales cesa a temperatura inferiores (alfa=0C y beta= -200C), haciendo que la resistencia al impacto caiga.

La cadena polimrica del policarbonato es simtrica. Por eso, el policarbonato posee buenas propiedades dielctricas a travs de una ancha banda de frecuencia, hasta una temperatura de 125C.

Las propiedades qumicas del policarbonato son las de un polmero levemente polar. Los grupos carbonatos son extremadamente sensibles a la hidrlisis y como estn en la cadena principal, pueden provocar degradacin en las propiedades del termoplstico. Debido a esta reaccin el policarbonato debe estar siempre seco para el proceso, de otra forma el material vera su peso molecular reducido drsticamentey las propiedades y apariencia deterioradas. Las piezas de policarbonato, en permanente contacto con el agua, tienen su vida til reducida si la temperatura de trabajo supera 60C. En aplicaciones donde el contacto con el agua no es constante, este problema no aparece, como en el caso de los biberones de los bebs.

Generalmente el policarbonato no es sensible a cidos orgnicos e inorgnicos en condiciones normales de temperatura y concentracin, sin embargo su resistencia a los dems compuestos orgnicos es baja. Esta baja resistencia se ve an ms afectada con la aparicin del microfisuramiento sobre tensin, que provoca porosidad en la superficie del material, facilitando el ataque qumico.

El policarbonato posee ptima estabilidad a las radiaciones UV. Los tipos normales de policarbonato poseen una cierta estabilidad natural. El ataque de la radiacin es evidenciado por una degradacin en los primeros 50-100 micrmetros de la superficie de la pieza.

Esta estabilidad mantiene las propiedades del policarbonato hasta un cierto lmite, sin embargo no es suficiente para mantener la coloracin y el acabado superficial de las piezas moldeadas. Por eso, el policarbonato es indicado para aplicaciones interiores. En aplicaciones para exteriores, donde el ataque de radiaciones del tipo UV son ms severas, es necesario establecer una proteccin extra al policarbonato, agregndole un absorbente de UV.

En este pequeo cuadro mostramos lacompatibilidad qumica del policarbonato ante diversos compuestos qumicos:

Acidos:No causan efectos en condiciones de temperatura y concentracin normales.

Alcohol:Generalmente no causan problemas a bajas concentraciones y temperatura ambiente. Altas temperaturas y concentraciones resultan perjudiciales para el material.

Alcalis:Generalmente no causan problemas a bajas concentraciones y temperatura ambiente. Altas temperaturas y concentraciones resultan perjudiciales para el material.

Hidrocarbonatos Alifticos:Generalmente compatibles

Aminas:Causan ataque qumico. Evitar.

Detergentes y agentes de limpieza:Soluciones de jabn neutro son compatibles, materiales fuertemente alcalinos deben ser evitados.

Esteres:Solventes parciales, causan cristalizacin parcial. Evitar.

Aceites y grasas:Derivados de petrleo puro generalmente son compatibles, pero los aditivos usados en ellos no lo son.

Hidrocarbonatos Halogenados:Son solventes. Evitar.

Cetonas:Son solventes. Evitar.

Aceite de siliconas y grasas:Generalmente compatibles hasta 85C algunos contienen hidrocarbonatos aromticos que deben ser evitados.

Hidrocarbonatos aromticos:Solventes parciales. Causadores de stress cracking. Evitar.

Como hemos comentado antes, las propiedades del policarbonato se pueden modificar utilizando distintos aditivos o realizando tratamientos superficiales sobre el policarbonato, as que para conocer las propiedades de un material concreto hay que recurrir a las tablas que proporcionan los fabricantes. Por ejemplo Bayer ha logrado fabricar un policarbonato que trabaja correctamente a temperaturas de hasta 220C frente a los 130C del policarbonato normal, es elApec,quese utiliza para la fabricacin de faros para vehculos. En la siguiente tabla aparecen descritas las propiedades fsicas, qumicas, mecnicas,... para un policarbonato de bisfenol A general:

Faro fabricado en Apecpara la furgoneta Dodge Ram pick-up.

Propiedades Elctricas

Constante Dielctrica @1MHz2,9

Factor de Disipacin a 1 MHz0,01

Resistencia Dielctrica ( kV mm-1 )15-67

Resistividad Supeficial ( Ohm/sq )1015

Resistividad de Volumen ( Ohmcm )1014-1016

Propiedades Mecnicas

Alargamiento a la Rotura ( % )100-150

Coeficient de Friccin0,31

Dureza - RockwellM70

Mdulo de Traccin ( GPa )2,3-2,4

Relacin de Poisson0,37

Resistancia a la Abrasin - ASTM D1044 ( mg/1000 ciclos )10-15

Resistencia a la Compresin ( MPa )>80

Resistencia a la Traccin ( MPa )55-75

Resistencia al Impacto Izod ( J m-1 )600-850

Propiedades Fsicas

Absorcin de Agua - Equilibrio ( % )0,35

Absorcin de Agua - en 24 horas ( % )0,1

Densidad ( g cm-3 )1,2

Indice Refractivo1,584-6

Indice de Oxgeno Lmite ( % )25-27

InflamabilidadV0-V2

Nmero Abbe34,0

Resistencia a los Ultra-violetasAceptable

Propiedades Trmicas

Calor Especfico ( J K-1 kg-1 )approx. 1200

Coeficiente de Expansin Trmica ( x10-6 K-1 )66-70

Conductividad Trmica ( W m-1 K-1 )0,19-0,22 a 23C

Temperatura Mxima de Utilizacin ( C )115-130

Temperatura Mnima de Utilizacin ( C )-135

Temperatura de Defleccin en Caliente - 0.45MPa ( C )140

Temperatura de Defleccin en Caliente - 1.8MPa ( C )128-138

Propiedades del Policarbonato en Pelcula

PropiedadValor

Alargamiento a la Rotura - Longitudinal%approx. 100 - grado N,DE1, approx. 40 - grado KG

Alargamiento a la Rotura - Transversal%approx. 100 - grado N,DE1, >100 - grado KG

Factor de Disipacin a 1 MHz0,010

Permeabilidad al Agua a 25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-11050

Permeabilidad al Dixido de Carbono a 25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-14,8

Permeabilidad al Hidrgeno a 25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-19,0

Permeabilidad al Nitrgeno a 25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-10,23

Permeabilidad al Oxgeno a 25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-11,05

Resistencia Dielctrica a 25m de grosorkV mm-1350 a 40m

Resistencia a la Traccin - LongitudinalMPa>80 - grado N,DE1, >220 - grado KG

Resistencia a la Traccin - TransversalMPa>80

Resistencia al Desgarro Inicialg m-112-29

Temperatura de Sellado en CalienteC204-221