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El policarbonato es un material muy utilizado en diferentes industrias para la fabricación de productos que van desde juguetes y piezas de maquinaria, hasta en la arquitectura e incluso para hacer moldes para pastelería o garrafones para almacenar y transportar agua. La amplia variedad de usos que se le puede dar se debe principalmente a sus cualidades de alta resistencia a impactos, de resistencia a altas temperaturas y a que es un material transparente. Tanto en el sector industrial como para uso doméstico, el policarbonato se encuentra presente en nuestra vida cotidiana pero ¿qué es, cómo se fabrica y cuáles son sus propiedades que lo han llevado a ser un material tan usado? En esta entrada daremos respuesta a éstas y otras preguntas.

Los policarbonatos son fruto de una serie de investigaciones que se hicieron en la década de los cincuenta en torno a los poliésteres. A partir de la experimentación con poliéster y fosgeno gaseoso se descubrió este plástico trasparente y amorfo de una buena resistencia química y excelentes propiedades mecánicas. Para el año de 1958 este plástico descubierto por Hermann Schnell y más tarde aplicado por Daniel W. Fox en el recubrimiento de cables eléctricos, comenzó a producirse industrialmente y pronto empezó a popularizarse.

El policarbonato es un poliéster que en términos químicos tiene una estructura repetitiva de moléculas de bisfenol ligadas a grupos de carbonatos. Aunque comúnmente utilizamos el término en singular es un grupo compuesto por diferentes termoplásticos y por ello en adelante usaremos el término en plural, es decir, policarbonatos. Los termoplásticos tienen la propiedad de poder ser moldeados en caliente y gracias a lo sencilla que resulta su manipulación y a su alta resistencia son utilizados desde para fabricar cristales a prueba de balas, hasta para hacer lentes. En este punto es importante identificar que existen diferentes tipos de policarbonatos, a grandes rasgos aquellos que pueden ser termoreformados con facilidad, es decir, los que pueden modificar su forma por exposición al calor, y aquellos que son termorrígidos, es decir, aquellos que no pueden moldearse varias veces y no se funden con el calor.

Hoy en día hay más de 20 tipos de policarbonatos sintetizados a partir del fosgeno y del bisfenol-A.  Algunos de ellos tienen agregados para mejorar las propiedades originales del material, esto con la finalidad de utilizarlo para una aplicación específica. Los policarbonatos, como ya mencionamos, tienen una estructura amorfa, son transparentes y presentan una bajo nivel de contracción durante su moldeo. Por otro lado son muy resistentes a las altas temperaturas y tienen una buena estabilidad dimensional, además de contar con una movilidad suficiente para soportar impactos a una temperatura ambiente.

En lo referente a sus propiedades químicas, los policarbonatos son similares a los polímeros polares, es decir, son muy sensibles a la hidrólisis y ello puede ocasionar que las propiedades del material se degraden si está expuesto continuamente al agua. Por lo anterior es necesario que los policarbonatos estén secos durante los procesos de moldeado, de esta manera pueden mantener su peso molecular y conservar sus propiedades y apariencia originales. La baja resistencia a compuestos orgánicos produce en los policarbonatos fisuras y un aumento en su porosidad por lo que son sensibles a ataques químicos.

Entre otras propiedades de los policarbonatos se encuentra su excelente estabilidad a radiaciones UV. Sin embargo, esta estabilidad no lo hace inmune a sufrir alteraciones en su coloración ni en su acabado por lo que se utiliza más en aplicaciones interiores y en caso de que el material vaya a estar expuesto al ataque de radiaciones UV se recomienda protegerlo, por ejemplo, con un absorbente de radiación ultravioleta.

Los policarbonatos, con o sin agregados para mejorar sus propiedades químicas y mecánicas, son utilizados para fabricar cubiertas de naves industriales, invernaderos y pabellones, para hacer garrafones de agua, para fabricar juguetes resistentes, para hacer las piezas componentes de cámaras fotográficas, microscopios, binoculares y todo tipo de lentes. También se utilizan para hacer señales de tráfico, reflectores, luces de emergencia, cristales antibalas, escudos, para aislar ventanas, puertas y para hacer todo tipo de protección industrial; para fabricar componentes de computadoras, conectores, enchufes, discos compactos y DVDs; para hacer objetos de oficina como plumas, reglas, compases y plantillas. Por si todo esto fuera poco, en ingeniería mecánica los policarbonatos son utilizados para hacer cubiertas de protección, chasis, componentes de neumáticos, filtros, pulsadores y válvulas; para hacer piezas de vehículos e incluso para hacer utensilios y moldes de cocina.

Explicar el proceso completo de la formación de un policarbonato podría tomarnos más de una entrada pero podemos decir que se comienza con el tratamiento del bisfenol-A con hidróxido de sodio, esto convierte al bisfenol en una sal que pueda actuar sobre el fosgeno para dar inicio a una serie de transferencias de cargas que dan lugar a la formación de moléculas largas de carbonatos. Ahora bien, existen diferentes procesos mediante los que se obtienen productos de policarbonato como son el soplado, la extrusión y la inyección. El soplado por ejemplo, se utiliza para obtener botellas, la extrusión para hacer planchas de policarbonatos y la inyección para hacer piezas complejas que requieran de una alta transparencia.

Para resumir, los policarbonatos tienen una buena resistencia a la temperatura y a los impactos; tienen buena estabilidad dimensional y propiedades dieléctricas, presentan poca combustibilidad, son amorfos y transparentes con tendencia al agrietamiento, sobre todo si están expuestos al agua; son susceptibles a los ataques de hidrocarburos aromáticos, aminas e hidrocarburos halogenados; son buenos aislantes eléctricos, presentan una buena estabilidad al agua y a ácidos y no son biodegradables. Los policarbonatos son muy resistentes a la deformación térmica, tienen un alto grado de rigidez y resistencia a la fluencia y reforzados con compuestos que los protejan de los rayos ultravioleta son materiales muy resistentes a la intemperie.

Por todas estas propiedades y las que se pueden añadir y fortalecer con agregados durante su proceso de síntesis, los policarbonatos tienen una amplia variedad de usos y aplicaciones en diferentes industrias y actualmente los podemos encontrar en muchos de los objetos, vehículos y estructuras arquitectónicas con las que estamos en contacto cotidianamente.

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