Polycarbonate

Polycarbonate
Polycarbonate : -[CO-O-pPh-C(CH3)2-pPh-O]n
Identification
No CAS	25037-45-0
Propriétés physiques
T° transition vitreuse	140 °C (Tv car amorphe)[1]
Paramètre de solubilité δ	20,3 J1/2·cm-3/2[2]
Masse volumique	1,2 g·cm-3[1],[3]
Conductivité thermique	0,20 W·m-1·K-1[1]
Propriétés électroniques
Constante diélectrique	3,17 (60 Hz)[1] 2,92 (1 kHz, 23 °C) 2,8 (1 MHz, 23 °C)[4]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1,591
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Polycarbonate

Caractéristiques générales

Couleur	Transparence
Usages	Électronique Télécommunications Construction (d) DVD Disque Blu-ray
Date de découverte	1953

Caractéristiques physiques

Masse volumique	1,2 gramme par centimètre cube

Caractéristiques mécaniques

Module de Young	2,3 gigapascals, 2,2 gigapascals
Résistance à la rupture	65 MPa
Ténacité	675 joule par mètre, 27,5
Coefficient de Poisson	0,37

Caractéristiques thermique

Conductivité thermique	0,2 watt par mètre-kelvin
Capacité thermique	1 250 joule par kilogramme-kelvin

Caractéristiques economique

Fabricant	Mitsubishi, Hammerglass (d), Unigel (d), SABIC, Covestro, Quadrant Engineering Plastic (d)
Prix	2,6 €, 2,8 €

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Le polycarbonate est une matière plastique disposant d'excellentes propriétés mécaniques et d'une résistance thermique permettant une utilisation entre −100 °C et 120 °C^[3]. Ce polymère est issu de la polycondensation du bisphénol A (BPA) et d'un carbonate ou du phosgène, ou par transestérification.

Le matériau a été découvert en 1953 par trois chercheurs travaillant pour Bayer AG, Schnell, Bottenbruch et Krimm. Sa première mise sur le marché date de 1958. Il est commercialisé sous plusieurs noms : Makrolon de Covestro, Lexan de Sabic^[5], Hammerglass, Xantar de Mitsubishi engineering plastics ou Durolon d'Unigel plasticos.

La très grande transparence de cette matière est exploitée pour la fabrication de verres optiques, des CD et DVD, des lentilles de caméras thermiques (caméras infrarouge) ou encore de vitres de phares automobiles. En forte épaisseur, il possède une légère teinte jaune.

Son excellente résistance aux chocs^[3] en fait un matériau très approprié pour la fabrication de casques de moto ou de boucliers de police, mais aussi de mobilier ou de coques de smartphones.

L'innocuité physiologique du polycarbonate permet son utilisation dans le domaine médical pour la fabrication de matériel ou de prothèses. Sa sensibilité aux agents chimiques et aux ultraviolets limite toutefois son utilisation. On doit faire particulièrement attention lors de contacts prolongés avec l'eau, surtout à des températures supérieures à 60 °C, qui exposent au risque d'une forte hydrolyse. D'autre part la présence de particules de bisphénol A libérées peut rendre cette innocuité discutable^[6].

À 20 °C, il est incompatible avec l'acétaldéhyde, l'acétate d'éthyle, l'acétone, l'acide acétique glacial, l'acide fluorhydrique à 48 %, l'acide nitrique à 70 %, l'acide perchlorique, l'acide sulfurique à 98 %, l'anhydride acétique, l'ammoniac, l'ammoniaque à 30 %, le benzène, le chloroforme, la diéthylamine, le diméthylsulfoxyde, l'éther éthylique, l'hydrazine, le nitrobenzène, le nitrométhane, le perchloroéthylène, la potasse concentrée, la soude à 50 %, le sulfure de carbone, le tétrachlorure de carbone, le trichloroéthane, le trichloroéthylène, l'urée, le xylène. Il n'est donc pas recommandé dans la confection de récipients.

Le polycarbonate est mal adapté aux fours à micro-ondes car il absorbe la chaleur.

Son indice de réfraction (dans le visible) est de 1,591.

Comme tous les polymères amorphes, le polycarbonate offre un retrait limité au démoulage (inférieur à 0,6 %). Sa faible reprise d'humidité lui assure une bonne stabilité dimensionnelle en ambiance humide. Il a une bonne tenue au fluage, surtout quand il est renforcé de fibres de verre.

À titre anecdotique, le polycarbonate peut exister sous forme cristalline : il est nécessaire de le refroidir très lentement (plusieurs jours) aux alentours de sa transition vitreuse et sous atmosphère inerte. On obtient alors un produit opaque, jaunâtre et très fragile. Il possède dans ce cas particulier un retrait important (de l'ordre de 10 %).^{[réf. nécessaire]}

Le polycarbonate est commercialisé :

• soit sous forme de granulés (pour injection et extrusion) ;
• soit sous forme de demi-produit (pour usinage ou thermoformage).

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L'innocuité du polycarbonate est actuellement contestée en raison des particules de bisphénol A (BPA) qu'il peut libérer, notamment au contact des aliments^[7]. Le polycarbonate était utilisé, entre autres, pour la fabrication de biberons en plastique mais interdit en France depuis 2010^[7]. Les biberons en polycarbonate ont été retirés du marché en France car le BPA est un perturbateur endocrinien qui possède une forte homologie de structure avec les hormones endogènes de l'Homme, c'est d'ailleurs en tant qu'hormone que le BPA a été enregistré. Plus tard, voyant les possibilités que présentait le BPA dans la réalisation de matières plastiques, on a utilisé son produit de condensation (le polycarbonate) pour en fabriquer des produits de consommation courante. Le problème majeur est qu'au contact alimentaire et à la chaleur (en particulier aux micro-ondes) le polymère a tendance à se dépolymériser et à libérer des particules de BPA dans la nourriture. Les problèmes majeurs du BPA sont ses risques d'induction d'une hypofertilité (pour les adultes) et un mauvais développement des caractères sexuels (fœtus, enfants en particulier avec une non descente des testicules chez les petits garçons et des perturbations du cycle hormonal chez les filles).

En 2014, la France est importatrice nette de polycarbonate, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de 2 700 €^[8].

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