Plastiques techniques : Polycarbonate (PC) – Propriétés, applications et développement (2)
Domaines d'application du polycarbonate
(I) Domaine de l'électronique et des appareils électriques
Matériaux isolants et boîtiers : Le polycarbonate est un excellent matériau isolant de classe E (120 °C), offrant une bonne isolation électrique et une stabilité dimensionnelle, ce qui le rend largement utilisé dans l'industrie électronique et électrique. Il peut être utilisé pour la fabrication de divers composants électroniques et boîtiers d'équipements, tels que des prises de courant robustes, des prises murales, des connecteurs, des boîtiers de modem, des bornes et des gaines de protection pour câbles à fibre optique.
Par exemple, les boîtiers et composants des équipements de bureau tels que les ordinateurs, les imprimantes et les photocopieurs, ainsi que les équipements de communication, sont principalement fabriqués en polycarbonate. Ce matériau offre non seulement une protection isolante fiable pour les composants électroniques internes de précision, mais, grâce à sa bonne aptitude au moulage, il peut également être façonné en formes complexes pour répondre aux besoins variés de la conception de produits.
Supports de stockage de données : Dans le domaine du stockage de données, les disques optiques, supports importants de stockage d'informations, sont principalement composés de polycarbonate. Les films en polycarbonate sont également largement utilisés dans des produits tels que les condensateurs, les gaines isolantes, les bandes audio et vidéo couleur. Les disques d'enregistrement laser haute densité en polycarbonate offrent d'excellentes performances d'enregistrement et une durabilité optimale, répondant ainsi aux besoins de stockage de données haute capacité et haute fiabilité à l'ère du big data.
(II) Domaine de l'industrie automobile
Composants légers : Dans le contexte de la quête d'efficacité énergétique et de hautes performances de l'industrie automobile, l'allègement est devenu un axe de développement majeur dans la construction automobile. Le polycarbonate, avec ses excellentes résistances aux chocs, à la déformation thermique, aux intempéries et à la dureté élevée, est particulièrement adapté à la fabrication de pièces automobiles. Il peut être utilisé pour produire divers composants pour voitures et camions légers, tels que des abat-jour pour systèmes d'éclairage, des tableaux de bord, des plaques chauffantes, des dégivreurs et des pare-chocs en alliages de polycarbonate.
En particulier dans les systèmes d'éclairage automobile, la facilité de moulage et de transformation du polycarbonate permet de mouler des composants tels que des têtes de phare, des pièces de connexion et des corps de phare en lentilles. Cela améliore considérablement la flexibilité de conception, simplifie la production et la transformation, et résout efficacement les défis techniques rencontrés par le verre traditionnel dans la fabrication de phares. De plus, le polycarbonate peut être utilisé pour fabriquer des pièces telles que des toits ouvrants. Comparé au verre traditionnel, le polycarbonate permet de réduire le poids des composants de 30 à 50 %, permettant ainsi d'alléger le véhicule sans compromettre les performances et la sécurité du produit.
Composants intérieurs : Le polycarbonate peut également être utilisé dans la fabrication de pièces intérieures automobiles, telles que les garnitures intérieures et les poignées de porte. Sa grande adaptabilité à la teinture permet aux composants intérieurs de présenter une grande variété de couleurs et de brillances, améliorant ainsi l'esthétique et la texture de l'habitacle et offrant aux consommateurs une meilleure expérience de conduite.
(III) Domaine de l'industrie de la construction
Produits d'éclairage et de protection solaire : Les plaques de polycarbonate sont largement utilisées dans le secteur de la construction. Produites par pressage ou extrusion, elles ne pèsent que 50 % du verre inorganique, mais leur isolation thermique est 25 % supérieure à celle du verre inorganique et leur résistance aux chocs est 250 fois supérieure à celle du verre ordinaire. Ces excellentes propriétés leur confèrent des avantages techniques évidents dans le secteur de la construction, dont environ un tiers est utilisé dans la fabrication de produits verriers tels que les vitres et les vitrines commerciales.
Les plaques solaires creuses en polycarbonate et les panneaux d'éclairage en polycarbonate, fabriqués à partir de polycarbonate avec divers additifs, se caractérisent par leur légèreté, leur finesse, leur grande rigidité, leur résistance à la déformation, leur bonne transmission lumineuse et leur excellente résistance aux intempéries. Ils conviennent parfaitement aux brise-soleil, aux auvents de lumière naturelle dans les halls, aux plafonds de piscines et de stades, ainsi qu'aux toitures de grands bâtiments et de serres maraîchères. Par exemple, des projets de construction d'envergure tels que le toit de la gare sud de Shanghai et la verrière du Centre sportif olympique de Chongqing ont adopté le polycarbonate, qui non seulement produit de bons effets lumineux, mais confère également un charme esthétique unique aux bâtiments.
Matériaux décoratifs : Le polycarbonate offre une bonne adaptabilité à la teinture, des couleurs vives et un fort pouvoir décoratif. Il bénéficie également d'une excellente durabilité, d'une bonne résistance à divers milieux corrosifs, aux effets froid-chaleur, au vieillissement et aux impacts, ce qui en fait un matériau décoratif de haute qualité pour le bâtiment. Les plaques de polycarbonate à l'aspect marbré et à l'aspect bois peu moussant offrent de nombreuses possibilités d'application dans les secteurs de la construction et de l'ameublement, permettant de créer des styles décoratifs uniques pour l'architecture et l'habitat. De plus, le polycarbonate peut également être utilisé pour la fabrication de panneaux à double paroi nervurés creux, de vitrages de serre et de casques de sécurité dans le bâtiment, jouant ainsi un rôle important dans la sécurité des bâtiments.
(IV) Domaine médical
Dispositifs médicaux : Les produits en polycarbonate résistent à la vapeur, aux agents nettoyants, à la chaleur et à la stérilisation par radiations à haute dose sans jaunissement ni dégradation de leurs propriétés physiques pendant le processus de stérilisation, ce qui les rend largement utilisés dans le domaine des équipements médicaux. Ils peuvent être utilisés pour la fabrication de divers dispositifs médicaux tels que les équipements d'hémodialyse pour reins artificiels, les seringues haute pression, les masques chirurgicaux, les instruments dentaires jetables, les oxygénateurs sanguins, les dispositifs de prélèvement et de stockage du sang et les séparateurs de sang.
Ces dispositifs médicaux nécessitent une stérilisation répétée pendant leur utilisation, et la bonne stabilité du polycarbonate lui permet de répondre à cette exigence stricte, garantissant une utilisation sûre des dispositifs médicaux et assurant la protection de la santé des patients.
Organes artificiels : Le polycarbonate présente également une certaine biocompatibilité, ce qui élargit son application dans le domaine médical à la fabrication d'organes artificiels. Par exemple, dans la production de reins artificiels, de poumons artificiels et d'autres organes artificiels, le polycarbonate peut exploiter ses excellentes propriétés, contribuant ainsi fortement au progrès des technologies médicales, contribuant ainsi à améliorer la qualité de vie des patients et à prolonger leur espérance de vie.
(V) Autres domaines
Emballage alimentaire
Le polycarbonate peut être utilisé dans l'industrie de l'emballage alimentaire. Les produits en polycarbonate pur sont non toxiques ; la vaisselle qui en est composée ne se décolore pas et ne se tache pas au contact du thé, du café, etc., et n'altère pas la couleur et le goût d'origine des aliments. Il est principalement utilisé sous forme de films pour l'emballage d'aliments nécessitant respiration et oxygène, comme les légumes et la viande. Il peut également être utilisé pour la fabrication de seaux d'eau, de bouteilles, de gobelets, de biberons, ainsi que d'emballages alimentaires tels que bouteilles, bols et assiettes.
Cependant, comme les produits en polycarbonate peuvent retenir du bisphénol A (BPA), facilement libéré par des températures élevées ou des environnements fortement alcalins, l'Union européenne a interdit l'utilisation de matériaux en polycarbonate dans les biberons contenant du BPA. À cette fin, l'industrie développe activement des alternatives telles que le PC sans BPA (par exemple, le copolyester Tritan) pour garantir la sécurité des emballages alimentaires.
Industrie des machines
Dans l'industrie de fabrication de machines, le polycarbonate peut être utilisé pour produire divers composants tels que des engrenages, des vis sans fin, des turbines, des crémaillères, des cames, des mandrins, des roulements, des poulies, des charnières, des chaînes de transmission, des écrous, des rondelles, des rivets, des turbines de pompe, des papillons des gaz, des tuyaux d'alimentation en huile de lubrification, ainsi que divers boîtiers, plaques de recouvrement, conteneurs et pièces pour appareils de réfrigération et de refroidissement.
La haute résistance mécanique, la résistance à l'usure et la bonne stabilité dimensionnelle du polycarbonate lui permettent de répondre aux exigences d'utilisation des pièces mécaniques dans des conditions de travail complexes, garantissant ainsi le bon fonctionnement des équipements mécaniques. Dans la fabrication de machines aéronautiques, le polycarbonate est également un matériau indispensable ; le développement réussi du polycarbonate ininflammable a créé de meilleures conditions pour son application dans ce domaine. Par exemple, 2 500 pièces du Boeing 747 américain sont fabriquées en polycarbonate, chaque avion utilisant près de deux tonnes de polycarbonate au total, ce qui démontre pleinement l'importance du polycarbonate dans la fabrication de machines haut de gamme.
Matériaux d'impression 3D
Le polycarbonate, grâce à ses propriétés techniques supérieures – inodore, non toxique, haute résistance, excellente résistance aux chocs, faible taux de retrait, ainsi que ses bonnes propriétés ignifuges et antipollution – est un matériau d'impression 3D de haute qualité. Dans le domaine de l'impression 3D, le polycarbonate permet de fabriquer des composants de formes complexes par dépôt couche par couche, répondant ainsi aux besoins de personnalisation et de production en petites séries, offrant ainsi une nouvelle approche pour le développement innovant de la fabrication.
Industrie textile
Dans l'industrie textile, le polycarbonate peut être utilisé pour la fabrication de bobines textiles, de bagues de machines textiles, etc. Sa bonne résistance à l'usure et ses propriétés mécaniques lui permettent de s'adapter à l'environnement de travail des machines textiles, qui implique un fonctionnement à grande vitesse et des frottements fréquents, améliorant ainsi l'efficacité opérationnelle et la durée de vie des équipements textiles.
