Nhựa PC là gì? Có an toàn không

Nhựa PC là gì?

Nhựa Polycarbonate (PC) là một loại nhựa nhiệt dẻo hiệu suất cao, nổi bật với độ bền va đập vượt trội, trong suốt và có tính ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1953 bởi Tiến sĩ H. Schnell (Bayer AG, Đức) và D.W. Fox (General Electric, Mỹ), PC nhanh chóng trở thành một trong những loại nhựa kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay.

Đặc điểm của nhựa Polycarbonate

  • Độ bền cơ học cao: PC có khả năng chịu va đập gần như gấp đôi so với ABS hoặc PVC, giúp nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các sản phẩm cần độ cứng và độ bền cao.
  • Trong suốt: PC có độ truyền sáng tốt, thường được dùng thay thế kính trong các ứng dụng như thấu kính, cửa sổ, tấm chắn bảo vệ.
  • Dễ gia công và tạo hình: Nhựa PC có thể được ép phun, đúc, gia nhiệt để uốn cong hoặc in 3D, thường có dạng tấm hoặc sợi filament phục vụ sản xuất.
  • Chịu nhiệt tốt: PC có nhiệt độ nóng chảy từ 260–320°C và có thể chịu nhiệt cao hơn so với nhiều loại nhựa khác.
  • Tính tương thích cao: PC dễ dàng kết hợp với các loại polymer khác để tạo ra hợp chất nhựa như PC/ABS, PC/PET, PC/PMMA nhằm cải thiện các đặc tính vật lý và cơ học.
  • Nhược điểm: Mặc dù bền nhưng PC khá nhạy cảm với vết trầy xước. Vì vậy, nhiều sản phẩm PC thường được phủ một lớp bảo vệ chống trầy.

Phương thức sản xuất nhựa Polycarbonate

Ngoài phương pháp thường dùng là trùng hợp ngưng tụ Bisphenol A (C15H16O2 ) và phosgene (COCl2), Polycarbonate còn được sản xuất với phương pháp khác thân thiện với môi trường hơn là phương pháp sử dụng diphenyl carbonate thay thế BPA

Phương pháp tạo ra Polycarbonate

Phương pháp tạo ra Polycarbonate

Thông số kỹ thuật

Chỉ tiêu Giá trị
Tính chất vật lý
Tỷ trọng 1.15-1.2 g/cm³
Nhiệt kế thủy tinh 160-200°C
Hệ số giãn nở tuyến tính 7-9 × 10⁻⁵ /°C
Co rút 0.7-1%
Hấp thụ nước trong 24 giờ 0.1-0.2%
Đặc tính điện
Kháng hồ quang điện 110-120 sec
Hằng số điện môi 2.8-3
Độ bền điện môi 16-35 kV/mm
Yếu tố phân tán 69-100 × 10⁻⁴
Điện trở suất khối 15-16 × 10¹⁵ Ohm.cm
Khả năng chống cháy
Chỉ số chống cháy LOI 24-35%
Tiêu chuẩn chống cháy UL94 HB
Đặc tính cơ khí
Độ giãn dài giới hạn 50-120%
Độ giãn dài tại điểm biến dạng 6-7%
Mô đun uốn dẻo 2.2-2.5 GPa
Phương pháp đo độ cứng Rockwell 70-90
Phương pháp đo độ cứng Shore 90-95
Độ cứng (Mô-đun uốn dẻo) 2.2-2.5 GPa
Sức mạnh khi nghỉ (Độ bền kéo) 55-77 MPa
Sức mạnh ở năng suất (Độ bền kéo) 61-69 MPa
Độ bền (Tác động Izod có khía ở nhiệt độ phòng) 80-650 J/m
Young Modulus 2.2-2.5 GPa
Đặc tính quang học
Sương mù 1%
Độ trong suốt (% truyền ánh sáng có thể nhìn thấy) 88-89%
Nhiệt độ đáp ứng
HDT @ 0,46 Mpa (67 psi) 150-190°C
HDT @ 1,8 Mpa (264 psi) 140-180°C
Nhiệt độ đáp ứng liên tục tối đa 100-140°C

Ưu nhược điểm nhựa PC

Nhựa Polycarbonate (PC) sở hữu nhiều đặc tính vượt trội, giúp nó trở thành một trong những loại nhựa kỹ thuật phổ biến nhất. PC có độ trong suốt cao, khả năng truyền ánh sáng tương đương với kính, nhưng lại bền gấp nhiều lần so với thủy tinh. Vật liệu này có độ bền va đập cực kỳ cao, ngay cả khi nhiệt độ xuống đến -20°C, đồng thời giữ được độ bền cơ học tốt ở mức nhiệt lên đến 140°C. Một điểm đáng chú ý khác là PC có khả năng chống cháy tự nhiên, không cần bổ sung phụ gia, đồng thời là một chất cách điện tốt, không bị ảnh hưởng bởi nước hoặc nhiệt độ. Ngoài ra, PC cũng có khả năng chống mài mòn và có thể chịu được nhiều lần khử trùng bằng hơi nước mà không bị biến dạng.

Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm, PC cũng có một số hạn chế nhất định. Nhựa này dễ bị tấn công bởi các hóa chất như hydrocarbon và bazơ, đồng thời tính chất cơ học có thể suy giảm khi tiếp xúc với nước ở nhiệt độ trên 60°C trong thời gian dài. Một điểm yếu khác là PC có khả năng chịu mỏi kém, dễ bị nứt khi chịu ứng suất kéo dài. Trước khi gia công, vật liệu này cần được sấy khô kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng thành phẩm. Ngoài ra, khi tiếp xúc lâu với tia UV, PC có xu hướng ngả vàng, làm giảm tính thẩm mỹ của sản phẩm.

Ứng dụng của Polycarbonate

Thiết bị gia dụng

Nhựa Polycarbonate (PC) được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị gia dụng như tủ lạnh, máy điều hòa, máy pha cà phê, máy trộn thực phẩm, máy giặt, máy sấy tóc, bàn ủi hơi nước, bình chứa nước và nhiều sản phẩm khác. Nhờ vào tính linh hoạt trong thiết kế, độ bền cơ học cao và vẻ ngoài sáng bóng, PC không chỉ giúp tăng độ bền mà còn nâng cao tính thẩm mỹ của sản phẩm.

Bình nước được làm từ nhựa Polycarbonate

Bình nước được làm từ nhựa Polycarbonate

Ngành ô tô & vận tải

Nhờ trọng lượng nhẹ và độ trong suốt cao, nhựa PC được sử dụng trong ngành sản xuất ô tô để giảm trọng lượng xe, tăng hiệu suất khí động học mà không ảnh hưởng đến độ bền. Với khả năng chịu nhiệt tốt, PC thường được dùng để sản xuất vỏ đèn, chóa đèn pha, thấu kính, giúp xe có thiết kế bắt mắt và bền bỉ hơn. Ngoài ra, các loại PC pha trộn còn được ứng dụng rộng rãi cho nội thất và ngoại thất ô tô nhờ độ cứng cao và khả năng chống biến dạng tốt.

Chóa đèn ô tô làm từ nhựa PC

Chóa đèn ô tô làm từ nhựa PC

Xây dựng & kiến trúc

PC là một giải pháp thay thế kính hiệu quả trong nhiều công trình xây dựng, đặc biệt là nhà kính nông nghiệp, mặt dựng tòa nhà, cửa sổ an ninh, mái che cửa sổ và giếng trời. Với những ưu điểm như độ bền va đập cao, khả năng truyền sáng tốt, chống tia UV và chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt, PC ngày càng trở thành vật liệu được ưa chuộng trong ngành xây dựng.

Mái che cửa sổ cho khả năng lấy sáng tuyệt vời từ PC

Mái che cửa sổ cho khả năng lấy sáng tuyệt vời từ PC

Sản phẩm tiêu dùng

PC có độ chính xác cao, ít chịu tác động của nội lực, giúp nó trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất đĩa CD/DVD. Ngoài ra, với độ trong suốt cao và khả năng chịu lực tốt, PC được ứng dụng để sản xuất kính bảo hộ, ống kính quang học, bình nước dung tích lớn, kính râm chống vỡ, tấm chắn mặt, kính bảo vệ và thậm chí là kính chống đạn.

Đĩa DVD cũng là sản phẩm được làm từ Polycarbonate

Đĩa DVD cũng là sản phẩm được làm từ Polycarbonate

Y tế

PC được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế nhờ vào độ trong suốt, khả năng chịu nhiệt, độ ổn định kích thước và độ bền cao. Loại nhựa này có thể tiệt trùng bằng ethylene oxide, bức xạ năng lượng cao và một số chu kỳ hấp tiệt trùng. Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm dụng cụ phẫu thuật, hệ thống phân phối thuốc, màng lọc thẩm tách máu, bể chứa máu, bộ lọc máu, nơi PC đã dần thay thế thủy tinh và kim loại nhờ độ bền và tính an toàn cao.

Đóng gói thực phẩm

Với khả năng chịu nhiệt và chống vỡ tốt, PC được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm đựng thực phẩm và đồ uống. Hộp đựng thực phẩm làm từ PC có thể tái sử dụng nhiều lần, giúp bảo quản thực phẩm lâu hơn, hạn chế ô nhiễm và có thể sử dụng trực tiếp trong tủ lạnh hoặc lò vi sóng.

Các khay, thùng đựng thực phẩm được làm từ nhựa PC

Các khay, thùng đựng thực phẩm được làm từ nhựa PC

Các ứng dụng khác

  • Viễn thông: PC được dùng trong vỏ điện thoại di động, linh kiện máy nhắn tin.
  • Thiết bị đô thị: Ứng dụng trong vỏ đèn đường, kính chống phá hoại, máy chế biến thực phẩm.
  • Thể thao: Được sử dụng để làm bộ phận kẹp ván trượt tuyết, mũ bảo hiểm, kính bảo hộ cho trẻ em và vận động viên.
  • Công nghệ LED: Nhờ độ trong suốt cao và khả năng chịu nhiệt tốt, PC được sử dụng rộng rãi trong thiết kế đèn LED.

Với những ưu điểm vượt trội về độ bền, khả năng chịu nhiệt, độ trong suốt và tính an toàn, nhựa Polycarbonate ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quan trọng, từ thiết bị gia dụng, ô tô, xây dựng, y tế đến đóng gói thực phẩm và công nghệ.

Nhựa PC có an toàn không?

Nhựa polycarbonate (PC) được xem là một vật liệu có độ bền cao, trong suốt và được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiếp xúc với thực phẩm như chai nước, hộp đựng thực phẩm, thiết bị y tế và nhiều ứng dụng công nghiệp khác. Tuy nhiên, sự an toàn của PC vẫn là một vấn đề được quan tâm do sự hiện diện của Bisphenol A (BPA) trong thành phần của nó.

Các nghiên cứu khoa học đã phân tích khả năng thôi nhiễm BPA từ nhựa PC vào thực phẩm và đồ uống. Dữ liệu cho thấy rằng mức độ BPA di chuyển từ PC trong điều kiện sử dụng thông thường là rất thấp và không gây nguy hại đáng kể đến sức khỏe con người. Nhiều cơ quan quản lý trên thế giới, bao gồm Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) và Cơ quan Tiêu chuẩn Thực phẩm Vương quốc Anh (FSA), đã đánh giá và công nhận PC là an toàn khi sử dụng trong các ứng dụng thực phẩm.

Tuy nhiên, một số nghiên cứu cũng cho rằng BPA có thể có ảnh hưởng đến sức khỏe nếu tiếp xúc với nồng độ cao trong thời gian dài, đặc biệt là khi PC bị tác động bởi nhiệt độ cao hoặc môi trường axit, kiềm. Vì lý do này, các sản phẩm polycarbonate không chứa BPA (BPA-free) đã được phát triển để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng an toàn hơn.

Để hạn chế nguy cơ tiếp xúc với BPA từ nhựa PC, người tiêu dùng có thể thực hiện một số biện pháp sau:

  • Tránh sử dụng nhựa PC để đựng thực phẩm hoặc đồ uống nóng.
  • Không đổ nước sôi vào chai hoặc hộp làm từ PC.
  • Hạn chế sử dụng chất tẩy rửa mạnh hoặc chà xát quá mức lên bề mặt nhựa.
  • Thay thế các sản phẩm nhựa PC khi có dấu hiệu trầy xước hoặc xuống cấp.
  • Lựa chọn các sản phẩm nhựa không chứa BPA hoặc thay thế bằng vật liệu khác như thủy tinh hoặc thép không gỉ.

Nhựa PC có thể tái chế không?

Nhựa PC có thể được tái chế 100% và được xác định bằng mã nhận dạng nhựa số 7. Một trong những phương pháp phổ biến là tái chế hóa học, trong đó PC vụn được xử lý với phenol để tạo ra các monome tinh chế và tiếp tục trùng hợp thành sản phẩm mới.

Mã nhận dạng nhựa PC - Số 7 (Other)

Mã nhận dạng nhựa PC – Số 7 (Other)

Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu những phương pháp tái chế nhựa PC hiệu quả hơn, nhằm giảm thiểu việc thải BPA ra môi trường và phát triển các dòng sản phẩm nhựa an toàn hơn trong tương lai.

Thông tin liên hệ

Công ty: TNHH TMDV SX Nhựa Nam Việt
Địa chỉ: 362 Điện Biên Phủ, Phường 17, quận Bình Thạnh, TP HCM
SĐT: +84 (0) 28 35125 108 | Hotline: 0938 018 130
Email: info@namvietplastic.com
Website: namvietplastic.com

Phan Kiên - Trưởng phòng phát triển sản phẩm

Bài viết khác

LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI

Để được tư vấn và báo giá chi tiết.