البولي كربونات

الموسوعة الحرة

البولي كربونات ( PC ) هي مجموعة من البوليمرات الحرارية التي تحتوي على مجموعات الكربونات في تركيبها الكيميائي. تُستخدم البولي كربونات في الهندسة كمواد قوية ومتينة ، وبعض أنواعها شفافة بصريًا. كما أنها سهلة التشكيل والقولبة والتشكيل الحراري . وبفضل هذه الخصائص، تُستخدم البولي كربونات في العديد من التطبيقات. لا تمتلك البولي كربونات رمز تعريف راتنج فريد (RIC) ، ويتم تصنيفها تحت فئة "أخرى"، رقم 7 في قائمة رموز تعريف الراتنج. قد تحتوي المنتجات المصنوعة من البولي كربونات على مونومر ثنائي الفينول أ (BPA) كمادة أولية.

بناء

بنية ثنائي الكربونات (PhOC(O)OC 6 H 4 ) 2 CMe 2 المشتق من ثنائي (فينول-أ) ومكافئين من الفينول. [ 5 ] يعكس هذا الجزيء وحدة فرعية من متعدد الكربونات النموذجي المشتق من ثنائي (فينول-أ).

تتميز إسترات الكربونات بنوى مستوية من نوع OC(OC) ₂ ، مما يمنحها صلابة. الرابطة O=C الفريدة قصيرة (1.173 أنغستروم في المثال الموضح)، بينما روابط CO أقرب إلى روابط الإيثر (مسافات الروابط 1.326 أنغستروم في المثال الموضح). سُميت البولي كربونات بهذا الاسم لأنها بوليمرات تحتوي على مجموعات كربونات (−O−(C=O)−O−). يُصنف توازن خصائصها المفيدة، بما في ذلك مقاومة الحرارة والصدمات والخصائص البصرية، البولي كربونات بين البلاستيك التجاري والبلاستيك الهندسي .

إنتاج

مسار الفوسجين

تُنتج مادة البولي كربونات الرئيسية من خلال تفاعل ثنائي الفينول أ (BPA) والفوسجين ( COCl2).2 ) يمكن كتابة التفاعل الكلي على النحو التالي:

تتضمن الخطوة الأولى من عملية التخليق معالجة ثنائي الفينول أ بهيدروكسيد الصوديوم ، مما يؤدي إلى إزالة البروتونات من مجموعات الهيدروكسيل في ثنائي الفينول 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 لإنتاج كلوروفورمات ، والذي يتفاعل بدوره مع فينوكسيد آخر. ويكون التفاعل الكلي الناتج عن ثنائي الفينوكسيد كما يلي :

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

بهذه الطريقة، يُنتج ما يقارب مليار كيلوغرام من البولي كربونات سنويًا. وقد جُرِّبت العديد من ثنائيات الهيدروكسيل الأخرى كبديل لثنائي الفينول أ، مثل 1،1-ثنائي(4-هيدروكسي فينيل) سيكلوهكسان وثنائي هيدروكسي بنزوفينون . يُستخدم السيكلوهكسان كمونومر مشترك لكبح ميل المنتج المشتق من ثنائي الفينول أ إلى التبلور. ويُستخدم رباعي برومو ثنائي الفينول أ لتعزيز مقاومة الحريق. كما طُوِّر رباعي ميثيل سيكلوبوتانيديول كبديل لثنائي الفينول أ. [ 6 ]

مسار عملية الأسترة التبادلية

هناك مسار بديل لإنتاج البولي كربونات يتضمن عملية تبادل الأسترة من ثنائي الفينول أ 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. ورغم مقاومتها العالية للصدمات، إلا أنها ضعيفة المقاومة للخدوش. لذا، تُغطى عدسات النظارات المصنوعة من البولي كربونات ومكونات السيارات الخارجية المصنوعة منه بطبقة صلبة. تتشابه خصائص البولي كربونات مع خصائص بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA، الأكريليك)، إلا أن البولي كربونات أكثر صلابة ويتحمل درجات الحرارة القصوى لفترة أطول. عادةً ما تكون المادة المُعالجة حراريًا غير متبلورة تمامًا، [ 7 ] ونتيجةً لذلك، فهي شفافة للغاية للضوء المرئي ، وتتمتع بنفاذية ضوئية أفضل من أنواع كثيرة من الزجاج.

تبلغ درجة حرارة التحول الزجاجي للبولي كربونات حوالي 147 درجة مئوية (297 درجة فهرنهايت) ، [ 8 ] لذا فهي تلين تدريجيًا فوق هذه الدرجة وتتدفق فوق حوالي 155 درجة مئوية (311 درجة فهرنهايت) . [ 9 ] يجب تسخين الأدوات عند درجات حرارة عالية، عادةً ما تزيد عن 80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت)، لإنتاج منتجات خالية من الإجهاد والضغط. تُعدّ الأنواع ذات الكتلة الجزيئية المنخفضة أسهل في التشكيل من الأنواع ذات الكتلة الجزيئية الأعلى، ولكن قوتها تكون أقل نتيجة لذلك. أما الأنواع الأكثر صلابة فلها أعلى كتلة جزيئية، ولكنها أصعب في المعالجة.      

على عكس معظم اللدائن الحرارية، يمكن للبولي كربونات أن يخضع لتشوهات لدنة كبيرة دون أن يتشقق أو ينكسر. ونتيجة لذلك، يمكن معالجته وتشكيله في درجة حرارة الغرفة باستخدام تقنيات تشكيل الصفائح المعدنية ، مثل الثني باستخدام مكبس الثني . حتى في حالة الانحناءات ذات الزوايا الحادة ونصف القطر الضيق، قد لا يكون التسخين ضروريًا. وهذا ما يجعله ذا قيمة في تطبيقات النماذج الأولية التي تتطلب أجزاءً شفافة أو غير موصلة للكهرباء، والتي لا يمكن تصنيعها من الصفائح المعدنية. أما مادة PMMA/الأكريليك ، المشابهة في مظهرها للبولي كربونات، فهي هشة ولا يمكن ثنيها في درجة حرارة الغرفة.

التقنيات التحويلية الرئيسية لراتنجات البولي كربونات:

  • عملية البثق إلى أنابيب وقضبان ومقاطع أخرى بما في ذلك متعددة الجدران
  • يتم تشكيلها بالبثق باستخدام أسطوانات ( كالندر ) 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 بأشكال أخرى باستخدام التشكيل الحراري أو تقنيات التصنيع الثانوية ، مثل الثني أو الحفر أو التوجيه. ونظرًا لخصائصها الكيميائية، فهي غير مناسبة للقطع بالليزر.    
  • التشكيل بالحقن إلى منتجات جاهزة

قد يصبح البولي كربونات هشًا عند تعرضه للإشعاع المؤين الذي يزيد عن 25 كيلوجراي (كيلوجول/كيلوجرام). [ 10 ]

زجاجة مصنوعة من البولي كربونات

التطبيقات

المكونات الإلكترونية

يُستخدم البولي كربونات بشكل أساسي في التطبيقات الإلكترونية التي تستفيد من خصائصه الأمنية المتعددة. فهو عازل كهربائي جيد يتميز بمقاومته للحرارة واللهب، ويُستخدم في المنتجات المرتبطة بأنظمة الطاقة ومعدات الاتصالات. كما يمكن استخدامه كعازل في المكثفات عالية الاستقرار . [ 6 ] توقف الإنتاج التجاري لمكثفات البولي كربونات بشكل كبير بعد أن توقفت شركة باير إيه جي ، المُصنِّع الوحيد لأغشية البولي كربونات المستخدمة في المكثفات، عن إنتاجها في نهاية عام 2000. [ 11 ] [ 12 ]

مواد البناء

ألواح البولي كربونات في البيوت الزجاجية

يُعد قطاع البناء ثاني أكبر مستهلك للبولي كربونات، حيث يُستخدم في صناعة مصابيح القباب، والزجاج المسطح أو المنحني، وألواح التسقيف، والجدران العازلة للصوت . ويُستخدم البولي كربونات في صناعة مواد تُستخدم في المباني التي يجب أن تكون متينة وخفيفة الوزن في الوقت نفسه.

الطباعة ثلاثية الأبعاد

تُستخدم البولي كربونات على نطاق واسع في الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية الترسيب المنصهر (FDM)، حيث تُنتج منتجات بلاستيكية متينة وقوية ذات درجة انصهار عالية. إلا أن طباعة البولي كربونات تُعدّ صعبة نسبيًا على الهواة مقارنةً باللدائن الحرارية مثل حمض البوليلاكتيك (PLA) أو أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS)، وذلك بسبب درجة انصهارها العالية، وصعوبة التصاقها بسطح الطباعة، وميلها للتشوه أثناء الطباعة، وميلها لامتصاص الرطوبة في البيئات الرطبة. وعلى الرغم من هذه المشكلات، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام البولي كربونات شائعة في الأوساط المهنية.

تخزين البيانات

يُعدّ إنتاج الأقراص المدمجة وأقراص DVD وأقراص Blu-ray من أهم أسواق البولي كربونات . [ 13 ] تُصنع هذه الأقراص عن طريق حقن البولي كربونات في قالب يحتوي على جانب واحد من ختم معدني يحمل صورة معكوسة لبيانات القرص، بينما يكون الجانب الآخر من القالب سطحًا عاكسًا. تشمل المنتجات النموذجية لإنتاج الألواح/الأغشية تطبيقات في مجال الإعلان (اللافتات، وشاشات العرض، وحماية الملصقات). [ 6 ]

مكونات السيارات والطائرات والأمن

في صناعة السيارات، يُمكن للبولي كربونات المُشكّل بالحقن إنتاج أسطح فائقة النعومة، مما يجعله مناسبًا تمامًا لترسيب الألومنيوم بالرش أو التبخير دون الحاجة إلى طبقة أساسية. تُصنع الحواف الزخرفية والعاكسات الضوئية عادةً من البولي كربونات. وبفضل وزنه الخفيف ومقاومته العالية للصدمات، أصبح البولي كربونات المادة السائدة في عدسات المصابيح الأمامية للسيارات. مع ذلك، تتطلب المصابيح الأمامية للسيارات طلاءات خارجية نظرًا لانخفاض مقاومته للخدش وحساسيته للتلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية (الاصفرار). يقتصر استخدام البولي كربونات في تطبيقات السيارات على التطبيقات ذات الإجهاد المنخفض. فالإجهاد الناتج عن المثبتات ولحام البلاستيك والقولبة يجعل البولي كربونات عرضةً لتشقق التآكل الإجهادي عند ملامسته لبعض المواد المُسرّعة للتآكل مثل الماء المالح والبلاستيسول . يُمكن تغليفه لصنع "زجاج" مضاد للرصاص ، مع أن مصطلح "مقاوم للرصاص" أدقّ للنوافذ الرقيقة، مثل تلك المستخدمة في النوافذ المضادة للرصاص في السيارات. كما أن الحواجز السميكة المصنوعة من البلاستيك الشفاف المستخدمة في نوافذ الصرافين والحواجز في البنوك مصنوعة أيضًا من البولي كربونات.

عادةً ما تُصنع العبوات البلاستيكية الكبيرة "المضادة للسرقة" للأغراض الصغيرة، والتي لا يمكن فتحها باليد، من مادة البولي كربونات.

مظلة قمرة قيادة طائرة لوكهيد مارتن إف-22

صُنعت مظلة قمرة القيادة في طائرة لوكهيد مارتن إف-22 رابتور المقاتلة من مادة البولي كربونات عالية الجودة البصرية. وهي أكبر قطعة من نوعها. [ 14 ] [ 15 ]

تطبيقات متخصصة

بفضل خصائصه الفيزيائية والتصنيعية المميزة، استقطب البولي كربونات العديد من التطبيقات الصغيرة. ويُعدّ استخدام زجاجات الشرب والأكواب وحاويات الطعام المصنّعة بتقنية الحقن شائعًا، إلا أن استخدام مادة BPA في تصنيع البولي كربونات أثار مخاوف (انظر: المخاطر المحتملة في تطبيقات ملامسة الطعام )، مما أدى إلى تطوير واستخدام أنواع بلاستيكية "خالية من BPA" في تركيبات متنوعة.

نظارات واقية للمختبر

يُستخدم البولي كربونات على نطاق واسع في حماية العين، بالإضافة إلى تطبيقات الرؤية والإضاءة الأخرى المقاومة للمقذوفات، والتي تتطلب عادةً استخدام الزجاج ، ولكنها تتطلب مقاومة أعلى بكثير للصدمات. كما تحمي عدسات البولي كربونات العين من الأشعة فوق البنفسجية . تُصنع أنواع عديدة من العدسات من البولي كربونات، بما في ذلك عدسات المصابيح الأمامية للسيارات، وعدسات الإضاءة، وعدسات النظارات الشمسية / الطبية ، وعدسات الكاميرات ، ونظارات السباحة وأقنعة الغوص، ونظارات/أقنعة السلامة، بما في ذلك الأقنعة الواقية في الخوذات/الأقنعة الرياضية ومعدات مكافحة الشغب للشرطة (أقنعة الخوذات، ودروع مكافحة الشغب، إلخ). تُصنع الزجاج الأمامي في المركبات الآلية الصغيرة عادةً من البولي كربونات، مثل الدراجات النارية، والمركبات الرباعية، وعربات الغولف، والطائرات الصغيرة والمروحيات.

أدى خفة وزن البولي كربونات مقارنةً بالزجاج إلى تطوير شاشات عرض إلكترونية تستبدل الزجاج بالبولي كربونات، لاستخدامها في الأجهزة المحمولة. تشمل هذه الشاشات شاشات الحبر الإلكتروني الحديثة وبعض شاشات الكريستال السائل (LCD)، مع أن شاشات أنابيب أشعة الكاثود (CRT) وشاشات البلازما وغيرها من تقنيات الكريستال السائل لا تزال تتطلب الزجاج عمومًا نظرًا لارتفاع درجة انصهاره وقدرته على النقش بدقة عالية.

مع تزايد القيود الحكومية المفروضة على استخدام الزجاج في الحانات والنوادي الليلية بسبب ارتفاع حوادث الكسر بالزجاج ، أصبحت أكواب البولي كربونات شائعة لتقديم المشروبات الكحولية نظرًا لقوتها ومتانتها وملمسها الشبيه بالزجاج. [ 16 ] [ 17 ]

ماكينة تعبئة لامي 2000 ذات مكبس مصنوعة من البولي كربونات والفولاذ المقاوم للصدأ، تم إطلاقها عام 1966 ولا تزال قيد الإنتاج

تشمل العناصر المتنوعة الأخرى حقائب سفر متينة وخفيفة الوزن، وحافظات مشغلات الصوت الرقمية/MP3 ، وآلات الأوكارينا ، وحافظات أجهزة الكمبيوتر، ودروع مكافحة الشغب ، ولوحات العدادات، وحاويات شموع الشاي، وأوعية خلاطات الطعام. تُصنع العديد من الألعاب وأدوات الهوايات من أجزاء البولي كربونات، مثل الزعانف، وحوامل الجيروسكوب، وأقفال قضيب الطيران في طائرات الهليكوبتر التي يتم التحكم فيها عن بُعد ، [ 18 ] ومكعبات ليغو شفافة ( يُستخدم ABS للقطع المعتمة). [ 19 ]

لا تُناسب راتنجات البولي كربونات القياسية التعرض طويل الأمد للأشعة فوق البنفسجية. وللتغلب على هذه المشكلة، يُمكن إضافة مُثبّتات للأشعة فوق البنفسجية إلى الراتنج الأساسي. تُباع هذه الأنواع كبولي كربونات مُثبّتة للأشعة فوق البنفسجية لشركات قولبة الحقن والبثق. أما في تطبيقات أخرى، بما في ذلك ألواح البولي كربونات، فقد تُضاف طبقة مُضادة للأشعة فوق البنفسجية كطلاء خاص أو بالبثق المُشترك لتعزيز مقاومة العوامل الجوية .

يُستخدم البولي كربونات أيضًا كركيزة طباعة للوحات الأسماء وغيرها من المنتجات الصناعية المطبوعة. يوفر البولي كربونات حاجزًا ضد التآكل والعوامل الجوية والبهتان.

التطبيقات الطبية

تُستخدم العديد من أنواع البولي كربونات في التطبيقات الطبية، وهي متوافقة مع كلٍ من معيار ISO 10993-1 ومعيار USP من الفئة السادسة (يُشار إليه أحيانًا باسم PC-ISO). تُعدّ الفئة السادسة الأكثر صرامةً من بين تصنيفات USP الستة. يمكن تعقيم هذه الأنواع باستخدام البخار عند درجة حرارة 120  درجة مئوية، أو أشعة جاما ، أو باستخدام طريقة أكسيد الإيثيلين (EtO). [ 20 ] تُقيّد شركة ترينسيو استخدام جميع أنواع البلاستيك التي تُنتجها في التطبيقات الطبية بشكلٍ صارم. [ 21 ] [ 22 ] وقد طُوّرت أنواع من البولي كربونات الأليفاتية ذات توافق حيوي وقابلية تحلل مُحسّنة لتطبيقات الطب النانوي. [ 23 ]

الهواتف المحمولة

تستخدم بعض شركات تصنيع الهواتف الذكية مادة البولي كربونات. بدأت نوكيا باستخدامها في هواتفها بدءًا من هيكل هاتف N9 الموحد عام 2011. [ 24 ] واستمر هذا الاستخدام في هواتف سلسلة لوميا المختلفة . كما بدأت سامسونج باستخدام البولي كربونات في غطاء البطارية القابل للإزالة ذي العلامة التجارية "هايبر جليز " لهاتف جالاكسي إس 3 عام 2012، واستمر هذا الاستخدام في هواتف سلسلة جالاكسي المختلفة . وبدأت آبل باستخدام البولي كربونات في هيكل هاتف آيفون 5 سي الموحد عام 2013.

تشمل مزايا الأغطية الخلفية المصنوعة من البولي كربونات مقارنةً بالزجاج والمعدن: مقاومة الكسر (ميزة على الزجاج)، ومقاومة الانحناء والخدش (ميزة على المعدن)، وامتصاص الصدمات، وانخفاض تكاليف التصنيع، وعدم التداخل مع إشارات الراديو والشحن اللاسلكي (ميزة على المعدن). [ 25 ] تتوفر الأغطية الخلفية المصنوعة من البولي كربونات بسطح لامع أو غير لامع . [ 25 ]

تاريخ

اكتُشفت البولي كربونات لأول مرة عام 1898 على يد العالم الألماني ألفريد أينهورن ، الذي كان يعمل في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونخ . [ 26 ] إلا أنه بعد 30 عامًا من الأبحاث المخبرية، تم التخلي عن هذه الفئة من المواد دون تسويقها. استؤنفت الأبحاث عام 1953، عندما حصل هيرمان شنيل من شركة باير في أوردينغن بألمانيا على براءة اختراع أول بولي كربونات خطي. وسُجّل الاسم التجاري "ماكرولون" عام 1955. [ 27 ]

وفي عام 1953 أيضاً، وبعد أسبوع واحد من اختراعه في شركة باير، قام دانيال فوكس في شركة جنرال إلكتريك (GE) في بيتسفيلد، ماساتشوستس، بتصنيع مادة البولي كربونات المتفرعة بشكل مستقل . وقدّمت الشركتان طلبات للحصول على براءات اختراع أمريكية في عام 1955، واتفقتا على منح الشركة التي لا تملك الأولوية ترخيصاً لاستخدام هذه التقنية. [ 28 ] [ 29 ]

تم حسم أولوية براءة الاختراع لصالح شركة باير، وبدأت باير الإنتاج التجاري تحت الاسم التجاري ماكرولون في عام 1958. وبدأت شركة جنرال إلكتريك الإنتاج تحت اسم ليكسان في عام 1960، وأنشأت قسم جنرال إلكتريك للبلاستيك في عام 1973. [ 30 ]

بعد عام 1970، تم تحسين لون البولي كربونات البني الأصلي ليصبح "شفافًا كالزجاج".

رمز إعادة تدوير البولي كربونات PC موجود أسفل إبريق مياه سعة 5 جالونات من صنع شركة Greif, Inc.

المخاطر المحتملة في تطبيقات ملامسة الأغذية

يُعدّ استخدام حاويات البولي كربونات لتخزين الطعام أمراً مثيراً للجدل. ويكمن أساس هذا الجدل في تحللها المائي (التحلل بفعل الماء، والذي يُشار إليه غالباً بالترشيح) الذي يحدث عند درجات حرارة عالية، وينتج عنه 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

أُجريت أكثر من مئة دراسة لاستكشاف النشاط الحيوي لمركب ثنائي الفينول أ المُستخلص من البولي كربونات. وقد تبين أن ثنائي الفينول أ ينطلق من أقفاص الحيوانات المصنوعة من البولي كربونات إلى الماء في درجة حرارة الغرفة، وربما يكون مسؤولاً عن تضخم الأعضاء التناسلية لدى إناث الفئران. [ 31 ] مع ذلك، فإن أقفاص الحيوانات المستخدمة في البحث كانت مصنوعة من بولي كربونات صناعي، وليس من بولي كربونات غذائي معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية.

يبدو أن تحليلًا للدراسات المنشورة حول تأثيرات الجرعات المنخفضة من مادة بيسفينول أ، والذي أجراه فوم سال وهيوز ونُشر في أغسطس 2005، قد وجد ارتباطًا دالًا بين مصدر التمويل والاستنتاجات المُستخلصة. فالدراسات المُمولة من قِبل الصناعة غالبًا ما لا تُظهر أي تأثيرات ذات دلالة إحصائية، بينما الدراسات المُمولة من قِبل الحكومة غالبًا ما تُظهر تأثيرات ذات دلالة إحصائية. [ 32 ]

يُحفز مُبيض هيبوكلوريت الصوديوم والمنظفات القلوية الأخرى إطلاق مادة البيسفينول أ من حاويات البولي كربونات. [ 33 ] [ 34 ] البولي كربونات غير متوافق مع الأمونيا والأسيتون. يُوصى باستخدام الكحول كمذيب عضوي لتنظيف الشحوم والزيوت من البولي كربونات.

الأثر البيئي

تصرف

أظهرت الدراسات أن  البولي كربونات يتحلل مائيًا إلى ثنائي الفينول أ (BPA) عند درجات حرارة أعلى من 70 درجة مئوية ورطوبة عالية. بعد حوالي 30 يومًا عند 85  درجة مئوية ورطوبة نسبية 96%، تتشكل بلورات سطحية تتكون 70% منها من ثنائي الفينول أ. [ 35 ] يُعد ثنائي الفينول أ مركبًا مدرجًا حاليًا في قائمة المواد الكيميائية الخطرة المحتملة على البيئة، وهو على قائمة المراقبة في العديد من الدول، مثل الولايات المتحدة وألمانيا. [ 36 ]

— ( — 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 حتى في درجة حرارة البيئة ودرجة الحموضة الطبيعية (في مكبات النفايات). وتزداد كمية التسرب مع مرور الوقت. وقد وجدت دراسة أن تحلل مادة BPA في مكبات النفايات (في ظل ظروف لاهوائية) لا يحدث. [ 36 ] وبالتالي، ستبقى هذه المادة موجودة في مكبات النفايات. وفي نهاية المطاف، ستصل إلى المسطحات المائية وتساهم في تلوثها. [ 36 ] [ 37 ]

الأكسدة الضوئية للبولي كربونات

في وجود الأشعة فوق البنفسجية، يؤدي تأكسد هذا البوليمر إلى إنتاج مركبات مثل الكيتونات والفينولات وحمض أورثو -فينوكسي بنزويك وكحول البنزيل ومركبات غير مشبعة أخرى. وقد أشارت الدراسات الحركية والطيفية إلى ذلك. كما يمكن ربط اللون الأصفر المتكون بعد التعرض الطويل لأشعة الشمس بتأكسد إضافي للمجموعة الفينولية الطرفية [ 38 ].

(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 إضافي لتكوين مركبات غير مشبعة أصغر. ويمكن أن يحدث هذا عبر مسارين مختلفين، وتعتمد المنتجات المتكونة على الآلية التي تحدث. [ 39 ]

المسار أ
(OC 6 H 4 ) 2 C(CH 3 CH 2 )CO + O 2 H* ⟶ H O(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

يُعدّ التلف الضوئي أحد مسارات تدهور البولي كربونات. تمتص جزيئات البولي كربونات (مثل الحلقة العطرية) الأشعة فوق البنفسجية. وتؤدي هذه الطاقة الممتصة إلى انشطار الروابط التساهمية، مما يُحفّز عملية التلف الضوئي. ويمكن أن ينتشر هذا التفاعل عبر أكسدة السلسلة الجانبية، أو أكسدة الحلقة، أو إعادة ترتيب فريس الضوئي . وتشمل النواتج المتكونة ساليسيلات الفينيل ، ومجموعات ثنائي هيدروكسي بنزوفينون ، ومجموعات هيدروكسي ثنائي فينيل إيثر . [ 38 ] [ 40 ] [ 41 ]

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

التحلل الحراري

يتحلل البولي كربونات المُستعمل عند درجات حرارة عالية مُنتجًا ملوثات صلبة وسائلة وغازية. أظهرت دراسة أن هذه المُنتجات تتكون من حوالي 40-50% سائل، و14-16% غازات، بينما تبقى 34-43% منها كبقايا صلبة. تحتوي المُنتجات السائلة بشكل رئيسي على مشتقات الفينول (حوالي 75% وزنًا) بالإضافة إلى ثنائي الفينول (حوالي 10% وزنًا). [ 40 ] مع ذلك، يُمكن استخدام البولي كربونات بأمان كمصدر للكربون في صناعة الصلب. [ 42 ]

تُعدّ مشتقات الفينول من الملوثات البيئية، وتُصنّف ضمن المركبات العضوية المتطايرة . تُشير الدراسات إلى أنها تُرجّح أن تُسهّل تكوّن الأوزون على مستوى سطح الأرض وتزيد من الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. [ 43 ] وفي المسطحات المائية، يُمكن أن تتراكم في الكائنات الحية. وهي مُستعصية في مكبات النفايات، ولا تتبخر بسهولة، وتبقى في الغلاف الجوي. [ 44 ]

تأثير الفطريات

في عام ٢٠٠١، وُجد أن نوعًا من الفطريات في بليز ، يُدعى Geotrichum candidum ، يستهلك مادة البولي كربونات الموجودة في الأقراص المدمجة (CD). [ ٤٥ ] وهذا يُبشّر بإمكانية استخدامه في المعالجة الحيوية . مع ذلك، لم يتم تأكيد هذه الظاهرة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "دليل فني لألواح ليكسان" (ملف PDF) . سابك . 2009. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 16 مارس 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يوليو 2015 .
  2. ↑ بارفين، م. وويليامز، ج. ج. (1975). "تأثير درجة الحرارة على كسر البولي كربونات". مجلة علوم المواد . 10 (11): 1883. Bibcode : 1975JMatS..10.1883P . doi : 10.1007/BF00754478 . S2CID 135645940 . 
  3. ↑ بلوم، ج.؛ ليندمان، أ. (2003). "توصيف الخصائص الفيزيائية الحرارية للبوليمرات والسوائل المنصهرة باستخدام تقنية الوميض" (ملف PDF) . درجات الحرارة العالية - الضغوط العالية . 35/36 (6): 627. doi : 10.1068/htjr144 .
  4. ↑ ورقة مواصفات البولي كربونات (PC) من معرض الإلكترونيات الاستهلاكية CES Edupack 2010
  5. ↑ بيريز، سيرج؛ سكارنج، ريموند ب. (1987). "الخصائص البلورية لـ 4،4'-أيزوبروبيليدين ثنائي فينيل ثنائي (فينيل كربونات) والتحليل التوافقي لبولي كربونات 2،2-ثنائي (4-هيدروكسي فينيل) بروبان". الجزيئات الكبيرة . 20 (1): 68-77 . Bibcode : 1987MaMol..20...68P . doi : 10.1021/ma00167a014 .
  6. 1 2 3 4 5 فولكر سيريني "البولي كربونات" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، Wiley-VCH، Weinheim، 2000. doi : 10.1002/14356007.a21_207
  7. ↑ ديورنر، ك.؛ مانسون، ج. أ.؛ ريغدال، م. (1978). "تبلور البولي كربونات أثناء قولبة الحقن تحت ضغوط عالية". مجلة علوم البوليمرات: رسائل البوليمرات . 16 (8): 419-424 . Bibcode : 1978JPoSL..16..419D . doi : 10.1002/pol.1978.130160806 . ISSN 0360-6384 . 
  8. ↑ إجابات على الأسئلة الشائعة حول راتنجات البولي كربونات من باير . bayermaterialsciencenafta.com
  9. ↑ "البولي كربونات" . بلاستيك المدينة. مؤرشف من الأصل بتاريخ 16-10-2018 . تم الاسترجاع بتاريخ 18-12-2013 .
  10. ↑ ديفيد دبليو. بليستر (1973). "آثار التعقيم الإشعاعي على البلاستيك" (ملف PDF) . تكنولوجيا التعقيم . ص 149. S2CID 18798850. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12-05-2015. يمكن تعريض البولي كربونات لجرعة تعقيم واحدة بنجاح (22)، ولكنه يميل إلى أن يصبح هشًا عند تجاوز 2.5 ميغاراد.  
  11. ↑ "فيلم" . execpc.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2023-03-09 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-07-19 .
  12. ↑ "WIMA" . wima.com . مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2017.
  13. ↑ "هل هذه نهاية امتلاك الموسيقى؟" . بي بي سي نيوز . 3 يناير 2019.
  14. ↑ فنيو الخروج يحمون طياري الطائرات المقاتلة . Pacaf.af.mil. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2011.
  15. ↑ إمسلي، جون (9 نوفمبر 2015). عالم صحي، مزدهر، ومستدام . الجمعية الملكية للكيمياء. ص 119. ISBN  978-1-78262-589-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 أكتوبر 2023 .
  16. ↑ قيود على بيع الكحول في الأماكن التي تشهد أعمال عنف . ولاية نيو ساوث ويلز (مكتب الخمور والمقامرة والسباقات)
  17. ↑ حظر استخدام الزجاج العادي في الأماكن المرخصة . ولاية كوينزلاند (وزارة العدل والنائب العام)
  18. ↑ "منتجات RDLohr المتفوقة بوضوح" (ملف PDF) . wavelandps.com . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 1 أبريل 2010.
  19. ↑ ليندا جابلانسكي (31 مارس 2015). "ما هي المادة البلاستيكية المستخدمة في مجموعات ليغو؟" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 مارس 2017.
  20. ↑ باول، دوغلاس ج. (سبتمبر 1998). "التطبيقات الطبية للبولي كربونات" . مجلة المواد البلاستيكية الطبية والمواد الحيوية . مؤرشف من الأصل في 23 فبراير 1999.
  21. ↑ "سياسة شركة داو بلاستيكس للتطبيقات الطبية" . Plastics.dow.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 فبراير 2010.
  22. ↑ "درجات التوافق الحيوي لمادة ماكرولون بولي كربونات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10-04-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-04-2007 .
  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. ↑ جروب، بن (26 أكتوبر 2011). "مراجعة: هاتف نوكيا N9 الذكي بدون أزرار" . صحيفة سيدني مورنينغ هيرالد . مؤرشف من الأصل في 12 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 20 مارس 2025. من مميزات هاتف N9 الأخرى هيكله المصنوع بدقة من البولي كربونات الملون بالكامل وشاشته المنحنية المصنوعة من زجاج غوريلا .
  25. 1 2 "مواد البناء: المعدن مقابل الزجاج مقابل البلاستيك" . موقع Android Authority . 19 يوليو 2018.
  26. ↑ "البولي كربونات (PC)" . UL Prospector . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مايو 2014 .
  27. ↑ فيليب كوتلر؛ فالديمار بفورتش (17 مايو 2010). العلامات التجارية للمكونات: إظهار ما هو غير مرئي . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 205 وما بعدها. ISBN  978-3-642-04214-0.
  28. ↑ "البولي كربونات متعدد الوظائف" . المعهد الكيميائي الكندي. مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2014. تم الاطلاع عليه في 5 مايو 2014 .
  29. ↑ جيروم ت. كو (27 أغسطس 2010). "بولي كربونات ليكسان: 1953-1968" . نصر غير متوقع: كيف نجحت جنرال إلكتريك في الصناعة الكيميائية . جون وايلي وأولاده. الصفحات 71-77 . ISBN  978-0-470-93547-7.
  30. ↑ "شركة جنرال إلكتريك تبيع قسم البلاستيك" . نيويورك تايمز. 22 مايو 2007. تاريخ الاسترجاع: 21 يوليو 2020 .
  31. ↑ هاوديشيل، ك. ل.؛ بيترمان، ب. هـ.؛ جودي، ب. م.؛ تايلور، ج. أ.؛ أورازيو، س. إ.؛ روهلين، ر. ل.؛ فوم سال، ف. س.؛ ويلشونز، و. ف. (2003). " يُطلق ثنائي الفينول أ من أقفاص الحيوانات المصنوعة من البولي كربونات المستعملة في الماء عند درجة حرارة الغرفة" . مجلة منظورات الصحة البيئية . 111 (9): 1180-1187 . Bibcode : 2003EnvHP.111.1180H . doi : 10.1289/ehp.5993 . PMC 1241572. PMID 12842771 .  
  32. ↑ vom Saal FS, Hughes C (2005). "تُظهر دراسات جديدة واسعة النطاق حول تأثيرات الجرعات المنخفضة من ثنائي الفينول أ الحاجة إلى تقييم جديد للمخاطر" . مجلة منظورات الصحة البيئية . 113 (8): 926-933 . Bibcode : 2005EnvHP.113..926V . doi : 10.1289/ehp.7713 . PMC 1280330. PMID 16079060 .  
  33. ↑ هانت، بنسلفانيا؛ كارا إي. كوهلر؛ مارثا سوسيارجو؛ كريج أ. هودجز؛ أرليني إيلاجان؛ روبرت سي. فويغت؛ سالي توماس؛ برايان إف. توماس؛ تيري جيه. هاسولد (2003). "التعرض للبيسفينول أ يسبب اختلال الصيغة الصبغية الانقسامية في أنثى الفأر" . علم الأحياء الحالي . 13 (7): 546-553 . Bibcode : 2003CBio...13..546H . doi : 10.1016/S0960-9822(03)00189-1 . PMID 12676084. S2CID 10168552 .  
  34. ↑ كوهلر، ك. إي.؛ روبرت س. فويغت؛ سالي توماس؛ بروس لامب؛ شيريل أوربان؛ تيري هاسولد؛ باتريشيا أ. هانت (2003). " عندما تقع الكارثة: إعادة التفكير في مواد الأقفاص" . مجلة حيوانات المختبر . 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 .  
  35. ↑ باير، هـ. إي.؛ فالكون، د. ر.؛ هيلمان، م. ي.؛ جونسون، ج. إي.؛ كيليهر، ب. ج. (1981-06-01). "تحلل البولي كربونات لإنتاج ثنائي الفينول أ". مجلة علوم البوليمرات التطبيقية . 26 (6): 1777. doi : 10.1002/app.1981.070260603 .
  36. مورين ، نيكولاس؛ آرب، هانز بيتر هـ؛ هيل، سارة إي. (يوليو 2015). "مركب ثنائي الفينول أ في مواد النفايات الصلبة، ومياه الرشح، وجزيئات الهواء من مرافق معالجة النفايات النرويجية: وجوده وسلوكه التوزعي". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 49 (13): 7675-7683 . Bibcode : 2015EnST...49.7675M . doi : 10.1021/acs.est.5b01307 . PMID 26055751 . 
  37. ↑ تشين، يو-بينغ؛ ميلر، بيني ل.؛ زينغ، لينغكي؛ كولي، كايلين؛ ويفرز، ليندا ك. (نوفمبر 2004). "التحلل الضوئي لثنائي الفينول أ بواسطة المواد العضوية الذائبة †". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 38 (22): 5888-5894 . Bibcode : 2004EnST...38.5888C . doi : 10.1021/es0496569 . PMID 15573586 . 
  38. 1 2 تشاو، جيمي ت. (2007-08-06). التقييم البيئي للبيسفينول-أ والبولي كربونات (رسالة ماجستير). جامعة ولاية كانساس. hdl : 2097/368 .
  39. ↑ كاروتشيو، سابرينا؛ بوغليسي، كونشيتو؛ مونتودو، جورجيو (2002). "آليات الأكسدة الحرارية لكربونات بولي (بيسفينول أ)". الجزيئات الكبيرة . 35 (11): 4297-4305 . Bibcode : 2002MaMol..35.4297C . doi : 10.1021/ma012077t .
  40. 1 2 كولين، س.؛ بوسيير، ب. -أ.؛ ثيرياس، س.؛ لامبرت، ج. -م.؛ بيرديرو، ج.؛ غارديت، ج. -ل. (2012-11-01). "التأثيرات الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية للتقادم الضوئي على بولي كربونات ثنائي الفينول أ". تحلل البوليمر واستقراره . 97 (11): 2284-2293 . doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2012.07.036 .
  41. ↑ Tjandraatmadja, GF; Burn, LS; Jollands, MJ (1999). "تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية على زجاج البولي كربونات" (PDF) .
  42. ↑ أسدي، م. حسين ن.؛ سهاجوالا، ف. (2014). "إعادة تدوير البولي كربونات في نهاية عمرها الافتراضي في صناعة الصلب: دراسة أولية لذوبان الكربون في الحديد المنصهر". مجلة الهندسة الكيميائية والبحوث الصناعية . 53 (10): 3861-3864 . arXiv : 2204.08706 . doi : 10.1021/ie4031105 . S2CID 101308914 . 
  43. ↑ "قاعدة بيانات التلوث" . pollation.unibuc.ro . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 29-12-2017 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 14-11-2016 .
  44. ↑ "صحيفة حقائق الملوثات" . apps.sepa.org.uk. مؤرشفة من الأصل بتاريخ 9 يناير 2017. تم الاطلاع عليها بتاريخ 14 نوفمبر 2016 .
  45. ↑ بوش، كزافييه (27-06-2001). "فطر يأكل قرصًا مضغوطًا" . أخبار الطبيعة . doi : 10.1038/news010628-11 .