PC - Policarbonato

O policarbonato (PC) é um termoplástico de engenharia amorfo de alto desempenho, distinguido por sua extraordinária combinação de resistência ao impacto, transparência óptica e estabilidade térmica. Descoberto independentemente pela Bayer e pela General Electric em 1953, o policarbonato tornou-se um dos plásticos de engenharia mais amplamente utilizados para aplicações que exigem claridade, tenacidade e precisão dimensional.

O mercado global de policarbonato foi avaliado em aproximadamente US$ 20 bilhões em 2024 e projeta-se um crescimento a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 5,5% até 2030, impulsionado pela demanda crescente em iluminação automotiva, difusão de LED, displays eletrônicos e materiais de construção sustentáveis. A produção global supera 6 milhões de toneladas anualmente, com o policarbonato de bisfenol A (BPA) representando mais de 95% da produção comercial, segundo dados da indústria do IHS Markit.

As resinas de policarbonato estão em conformidade com as especificações ASTM D3935 para materiais de moldagem e extrusão de policarbonato. Graus selecionados atendem à FDA 21 CFR 177.1580 para aplicações de contato com alimentos, USP Classe VI para dispositivos médicos e classificação UL 94 V-0 em espessuras tão finas quanto 0,5 mm para aplicações elétricas e eletrônicas. Graus ópticos estão em conformidade com a ASTM D1003 para medições de transmissão de luz e turbidez.

As principais propriedades do policarbonato incluem:

• Excepcional resistência ao impacto — virtualmente inquebrável em condições normais, com valores de impacto Izod com entalhe superiores a 600 J/m. O PC mantém a resistência ao impacto em uma ampla faixa de temperatura de -40°C a 130°C.
• Excepcional claridade óptica com transmissão de luz de 88–90% e baixa turbidez, rivalizando com o vidro em transparência enquanto é 250 vezes mais resistente ao impacto.
• Alta temperatura de deflexão térmica de 130–145°C, permitindo serviço contínuo em temperaturas bem acima da maioria dos outros termoplásticos transparentes.
• Excelente estabilidade dimensional com baixa contração no molde (0,5–0,7%) e fluência mínima sob carga sustentada, produzindo peças precisas e consistentes.
• Resistência inerente à chama — o policarbonato é autoextinguível e atinge UL 94 V-2 sem aditivos. Graus retardantes de chama atingem V-0 em seções de parede fina.
• Boas propriedades de isolamento elétrico com características dielétricas estáveis em uma ampla faixa de frequência e temperatura.
• Ampla liberdade de design com capacidade de produzir geometrias complexas de paredes finas, dobradiças vivas e recursos ópticos integrados por moldagem por injeção.

Química e Estrutura

O policarbonato é produzido pela reação do bisfenol A (BPA) com fosgênio (processo interfacial) ou carbonato de difenila (processo no estado fundido). A ligação carbonato (–O–CO–O–) na cadeia principal do polímero, combinada com os anéis aromáticos rígidos do bisfenol A, proporciona a combinação única de tenacidade, transparência e resistência térmica que distingue o policarbonato de outros termoplásticos amorfos.

A estrutura amorfa do policarbonato é responsável por sua claridade óptica — a ausência de regiões cristalinas elimina o espalhamento de luz. O peso molecular é cuidadosamente controlado durante a polimerização para equilibrar a fluidez do fundido (processabilidade) com o desempenho mecânico, sendo que graus de maior peso molecular oferecem maior tenacidade às custas de maior viscosidade do fundido.

Graus Disponíveis

PC de Uso Geral oferece o equilíbrio padrão de resistência ao impacto, claridade óptica, resistência térmica e processabilidade para moldagem por injeção e extrusão. Esses graus são utilizados em uma ampla gama de aplicações, desde carcaças eletrônicas até componentes automotivos e produtos de consumo.

PC Óptico e de Difusão de Luz são graus projetados para aplicações de iluminação de precisão com transmissão de luz, turbidez e características de difusão controladas. Esses graus são essenciais para lentes de LED, guias de luz, lentes de faróis automotivos e painéis de iluminação arquitetônica onde a distribuição uniforme de luz é crítica.

PC Retardante de Chama atinge UL 94 V-0 em espessuras de parede tão finas quanto 0,5 mm utilizando sistemas retardantes de chama não halogenados. Esses graus mantêm alta transparência e resistência ao impacto enquanto atendem a rigorosos requisitos de segurança contra incêndio para gabinetes elétricos, carcaças de baterias e equipamentos de telecomunicações.

PC Reforçado com Fibra de Vidro com teores de 10% a 40% de fibra de vidro proporcionam maior rigidez, resistência à tração e temperatura de deflexão térmica, ao mesmo tempo em que reduzem a expansão térmica e a fluência. Esses graus são utilizados em componentes estruturais, carcaças que exigem tolerâncias dimensionais apertadas e peças submetidas a cargas mecânicas sustentadas.

PC para Contato com Alimentos (FDA) está em conformidade com a FDA 21 CFR 177.1580 e é produzido com níveis rigorosamente controlados de monômero residual. Esses graus atendem equipamentos de processamento de alimentos, garrafas de água reutilizáveis, recipientes de armazenamento de alimentos e mamadeiras, onde a conformidade regulatória e a segurança são primordiais.

Processamento

O policarbonato é processado principalmente por moldagem por injeção e extrusão. As temperaturas de massa fundida recomendadas são de 280–320°C com temperaturas de molde de 80–120°C. Temperaturas de molde mais altas melhoram o acabamento superficial, reduzem tensões internas e aprimoram o desempenho ao impacto. O PC requer secagem completa até um teor de umidade abaixo de 0,02% antes do processamento — secadores dessecantes a 120°C por 3–4 horas são a prática padrão.

O policarbonato também é processado por extrusão de chapas (para termoformagem, envidraçamento e sinalização), extrusão de filmes, moldagem por sopro e moldagem por injeção multicomponente (2K). As opções de pós-processamento incluem revestimento rígido para resistência à abrasão, revestimentos antiembaçantes e antirreflexo, camadas de proteção UV, impressão e metalização. O PC é compatível com técnicas de moldagem por inserção e sobremoldagem para montagens complexas de múltiplos materiais.