Technische Kunststoffe: Polycarbonat (PC) – Eigenschaften, Anwendungen und Entwicklung(2)

Anwendungsgebiete von Polycarbonat

(I) Bereich Elektronik und Elektrogeräte

Isoliermaterialien und Gehäuse: Polycarbonat ist ein hervorragendes Isoliermaterial der Klasse E (120 °C) mit guter elektrischer Isolierung und Dimensionsstabilität und wird daher häufig in der Elektronik- und Elektroindustrie eingesetzt. Es eignet sich zur Herstellung verschiedener elektronischer Komponenten und Gerätegehäuse, wie z. B. Hochleistungssteckdosen, Wandsteckdosen, Steckverbinder, Modemgehäuse, Anschlussklemmen und Glasfaserkabel-Pufferrohre.

Beispielsweise bestehen Gehäuse und Komponenten von Bürogeräten wie Computern, Druckern und Kopierern sowie Kommunikationseinrichtungen meist aus Polycarbonat. Es bietet nicht nur zuverlässigen Isolationsschutz für interne Präzisionselektronikkomponenten, sondern lässt sich dank seiner guten Formbarkeit auch in verschiedene komplexe Formen bringen, um den vielfältigen Anforderungen des Produktdesigns gerecht zu werden.

Datenspeichermedien: Optische Datenträger als wichtige Informationsträger bestehen im Bereich der Datenspeicherung hauptsächlich aus Polycarbonat. Polycarbonatfolien werden auch häufig in Produkten wie Kondensatoren, Isolierhüllen, Audio- und Farbvideobändern verwendet. Laser-High-Density-Recording-Disks aus Polycarbonat zeichnen sich durch eine hervorragende Aufzeichnungsleistung und Haltbarkeit aus und erfüllen so die Anforderungen an hohe Kapazität und Zuverlässigkeit der Datenspeicherung im Zeitalter von Big Data.

(II) Bereich Automobilindustrie

Leichtbauteile: Vor dem Hintergrund des Strebens der Automobilindustrie nach Energieeffizienz und hoher Leistung ist Leichtbau zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung im Automobilbau geworden. Polycarbonat eignet sich aufgrund seiner hervorragenden Schlagzähigkeit, Wärmeformbeständigkeit, guten Witterungsbeständigkeit und hohen Härte hervorragend für die Herstellung von Automobilteilen. Es kann zur Herstellung verschiedener Komponenten für Pkw und leichte Lkw verwendet werden, beispielsweise Lampenschirme in Beleuchtungssystemen, Instrumententafeln, Heizplatten, Entfroster und Stoßfänger aus Polycarbonatlegierungen.

Insbesondere bei Fahrzeugbeleuchtungssystemen nutzt Polycarbonat die einfache Formbarkeit und Verarbeitung. Komponenten wie Lampenköpfe, Verbindungsstücke und Lampenkörper lassen sich zu Linsen formen. Dies erhöht die Designflexibilität erheblich, vereinfacht Produktion und Verarbeitung und löst effektiv die technischen Herausforderungen, die herkömmliches Glas bei der Scheinwerferherstellung mit sich bringt. Darüber hinaus kann Polycarbonat zur Herstellung von Teilen wie Schiebedächern verwendet werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Glasmaterialien kann Polycarbonat das Gewicht von Komponenten um 30 bis 50 % reduzieren und so eine Gewichtsreduzierung im Automobilbereich ohne Kompromisse bei Leistung und Sicherheit ermöglichen.

Innenraumkomponenten: Polycarbonat kann auch zur Herstellung von Fahrzeuginnenteilen wie Zierleisten und Türgriffen verwendet werden. Dank seiner guten Einfärbbarkeit können Innenraumkomponenten in einer großen Farb- und Glanzvielfalt dargestellt werden. Dies verbessert die Gesamtästhetik und Textur des Fahrzeuginnenraums und sorgt für ein angenehmeres Fahrerlebnis.

(III) Bereich Bauindustrie

Beleuchtungs- und Sonnenschutzprodukte: Polycarbonatplatten werden häufig in der Bauindustrie eingesetzt. Durch Pressen oder Extrudieren hergestellte Polycarbonatplatten wiegen nur 50 % von anorganischem Glas, haben aber eine um 25 % bessere Wärmedämmung als anorganisches Glas und eine 250-mal höhere Schlagfestigkeit als herkömmliches Glas. Diese hervorragenden Eigenschaften verschaffen ihnen deutliche technische Vorteile in der Bauindustrie. Etwa ein Drittel davon wird in Glasprodukten wie Fensterglas und Schaufenstern für gewerbliche Zwecke verwendet.

Polycarbonat-Hohlsonnenschutzplatten und Polycarbonat-Lichtpaneele, die aus Polycarbonat als Grundmaterial mit verschiedenen Additiven hergestellt werden, zeichnen sich durch geringes Gewicht, geringe Dicke, hohe Steifigkeit, Verformungsbeständigkeit, gute Lichtdurchlässigkeit und hervorragende Witterungsbeständigkeit aus. Sie eignen sich für Sonnenschutz, Tageslichtüberdachungen in Hallen, Schwimmbad- und Stadiondecken sowie Dachabdeckungen für große Gebäude und Gewächshäuser. Beispielsweise wurden bei Großbauprojekten wie dem Dach des Shanghaier Südbahnhofs und dem Oberlicht des Olympischen Sportzentrums Chongqing Polycarbonat-Materialien verwendet, die nicht nur gute Lichteffekte erzielen, sondern den Gebäuden auch einen einzigartigen ästhetischen Charme verleihen.

Dekorationsmaterialien: Polycarbonat lässt sich gut einfärben, bietet leuchtende Farben und eine starke dekorative Wirkung. Gleichzeitig zeichnet es sich durch eine hervorragende Haltbarkeit und gute Beständigkeit gegen verschiedene korrosive Medien, Kälte- und Wärmeeinwirkungen, Alterung und Belastungen aus und ist somit ein hochwertiges Baudekorationsmaterial. Platten aus Polycarbonat mit marmorähnlicher Optik und schaumarmer Holzoptik bieten breite Anwendungsmöglichkeiten in der Bau- und Möbelindustrie und ermöglichen die Schaffung einzigartiger Dekorationsstile für Architektur und Wohnräume. Darüber hinaus kann Polycarbonat auch zur Herstellung von Hohlrippen-Doppelwandplatten, Gewächshausglas und Schutzhelmen im Bauwesen verwendet werden und spielt eine wichtige Rolle im Bereich des Gebäudesicherheitsschutzes.

(IV) Medizinischer Bereich

Medizinische Geräte: Polycarbonatprodukte widerstehen Dampf, Reinigungsmitteln, Hitze und hochdosierter Strahlensterilisation, ohne während des Sterilisationsprozesses zu vergilben oder ihre physikalischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Daher finden sie breite Anwendung im Bereich medizinischer Geräte. Sie können zur Herstellung verschiedener medizinischer Geräte wie Hämodialysegeräten für künstliche Nieren, Hochdruckspritzen, chirurgischen Masken, zahnärztlichen Einweginstrumenten, Blutoxygenatoren, Geräten zur Blutentnahme und -aufbewahrung sowie Blutseparatoren verwendet werden.

Diese medizinischen Geräte müssen während der Verwendung wiederholt sterilisiert werden. Dank der guten Stabilität von Polycarbonat kann diese strenge Anforderung erfüllt werden. So ist die sichere Verwendung der medizinischen Geräte gewährleistet und die Gesundheit der Patienten geschützt.

Künstliche Organe: Polycarbonat weist zudem eine gewisse Biokompatibilität auf, was seine Anwendung im medizinischen Bereich auf die Herstellung künstlicher Organe erweitert. Beispielsweise kann Polycarbonat bei der Herstellung künstlicher Nieren, Lungen und anderer künstlicher Organe seine hervorragenden Materialeigenschaften ausspielen und so den Fortschritt der Medizintechnik maßgeblich unterstützen, Patienten zu einer verbesserten Lebensqualität verhelfen und ihre Lebensdauer verlängern.

(V) Andere Felder

Lebensmittelverpackungen

Polycarbonat findet Anwendung in der Lebensmittelverpackungsindustrie. Reine Polycarbonatprodukte sind ungiftig; Geschirr aus Polycarbonat verblasst oder verfärbt sich nicht bei Kontakt mit Tee, Kaffee usw. und beeinträchtigt weder die ursprüngliche Farbe noch den Geschmack von Lebensmitteln. Polycarbonat wird hauptsächlich in Form von Folien zur Verpackung von Lebensmitteln verwendet, die Atmung und Sauerstoff benötigen, wie Gemüse und Fleisch. Es kann auch zu Wassereimern, Getränkeflaschen, Bechern, Babyflaschen sowie Lebensmittelverpackungen wie Flaschen, Schüsseln und Tellern verarbeitet werden.

Da Polycarbonatprodukte jedoch Bisphenol A (BPA) enthalten können, das bei hohen Temperaturen oder in stark alkalischen Umgebungen leicht austreten kann, hat die Europäische Union die Verwendung von BPA-haltigen Polycarbonatmaterialien in Babyflaschen verboten. Daher entwickelt die Industrie aktiv Alternativen wie BPA-freies Polycarbonat (z. B. Tritan-Copolyester), um die Sicherheit von Lebensmittelverpackungen zu gewährleisten.

Maschinenbau

Im Maschinenbau können aus Polycarbonat verschiedene Komponenten wie Zahnräder, Schnecken, Turbinen, Zahnstangen, Nocken, Dorne, Lager, Riemenscheiben, Scharniere, Antriebsketten, Muttern, Unterlegscheiben, Nieten, Pumpenlaufräder, Drosselklappen, Schmierölleitungen sowie verschiedene Gehäuse, Abdeckplatten, Behälter und Teile für Kühl- und Gefriergeräte hergestellt werden.

Dank seiner hohen Festigkeit, Verschleißfestigkeit und guten Dimensionsstabilität erfüllt Polycarbonat die Anforderungen mechanischer Teile unter komplexen Betriebsbedingungen und gewährleistet so den normalen Betrieb mechanischer Geräte. Auch im Luft- und Raumfahrtmaschinenbau ist Polycarbonat ein unverzichtbarer Werkstoff; die erfolgreiche Entwicklung von nicht brennbarem Polycarbonat hat die Einsatzbedingungen in diesem Bereich verbessert. Beispielsweise bestehen 2.500 Teile der amerikanischen Boeing 747 aus Polycarbonat, wobei jedes Flugzeug insgesamt fast zwei Tonnen Polycarbonat verbraucht. Dies unterstreicht die wichtige Rolle von Polycarbonat im High-End-Maschinenbau.

3D-Druckmaterialien

Polycarbonat eignet sich mit seinen hervorragenden technischen Materialeigenschaften – geruchlos, ungiftig, hochfest, ausgezeichnet schlagzäh, geringe Schrumpfung sowie gute Flammhemmung und Schadstoffresistenz – als hochwertiges 3D-Druckmaterial. Im 3D-Druck können mit Polycarbonat durch schichtweises Abscheiden komplex geformte Komponenten hergestellt werden. Dies erfüllt die Anforderungen an individuelle Anpassungen und Kleinserienfertigung und bietet somit einen neuen Ansatz für innovative Entwicklungen in der Fertigung.

Textilindustrie

In der Textilindustrie wird Polycarbonat zur Herstellung von Textilspulen, Textilmaschinenbuchsen und dergleichen verwendet. Seine gute Verschleißfestigkeit und seine mechanischen Eigenschaften ermöglichen die Anpassung an die Arbeitsumgebung von Textilmaschinen, die Hochgeschwindigkeitsbetrieb und häufige Reibung erfordert. Dadurch werden die Betriebseffizienz und die Lebensdauer der Textilausrüstung verbessert.