Polycarbonat

Polycarbonat ist das Basismaterial für die CDs und DVDs, ohne die man sich das heutige (2006) Leben eigentlich nicht mehr vorstellen kann.
Nun ja. Die CD wurde 1982 eingeführt; ihr Speicherumfang liegt bei 650 MByte. Die DVD folgte 1996 mit (4.7 - 18) GByte. Derzeit kommt die "Blue-ray disc" (BD) und die "high-density DVD" (HD-DVD) mit so (15 - 100) GByte.
Während meiner Promotion in 1975 habe ich am 16 kbit (= 0.002 MByte) DRAM Speicher mitentwickelt; statt CDs als Tonträger gab es die gute alte analoge Schallplatte, heute "Vinyl" geheissen. Computerähnliches für Otto Normalverbraucher gab es schlicht nicht.
Die CDs, DVDs etc. wären nicht möglich ohne ihr Trägermaterial Polycarbonat. In 2004 wurden allein dafür ca. 800.000 Tonnen Polycarbonat gebraucht, mit Wachstumsraten um die 20 % pro Jahr.
Warum Polycarbonat? Was genau sind denn die Anforderungen an ein CD Material?
So einfach und billig das Produkt zu sein scheint oder ist: Das Grundmaterial muss alle Bedingungen einer langen Liste von Anforderungen erfüllen. Hier die wichtigsten:
  • Hohe optische Transparenz.
  • Geringe (optische) Doppelbrechung.
  • Große (mechanische) Zähigkeit oder Schlagfestigkeit.
  • "Richtige" Glastemperatur (nicht zu niedrig wg. T-Beständigkeit, nicht zu hoch wg. leichter Spritzgusstechnik.
  • Wenig Wasseraufnahme ("Quellen").
  • Kleine Viskosität im flüssigen Zustand.
  • Gute Wärmeleitung.
  • Billig.
Ein Teil dieser Eigenschaften ist "nur" notwendig, damit das Produkt billig sein kann. Das ist aber genauso wichtig wie die "Kerneigenschaften", denn mit CDs im € 200.- Preisbereich ließe sich letztlich nicht viel anfangen.
Wie gut Polycarbonat (PC) hier liegt, kann man in einem Direktvergleich mit anderen Kunststoffen sehen:
 
Eigenschaften Polycarbonat
 
Optimale Erfüllung des Anspruchs ergibt einen Punkt ganz außen auf der Achse; mit größer werdenden Abweichungen wandert er nach Innen.
Das ist im Übrigen eine sehr gebräuchliche Darstellungsart um eine gegebene Zahl von Eigenschaften qualitativ oder auch quantitativ (mit Zahlen an den Achsen) zu vergleichen. Man sieht sofort, dass PC gegenüber den beiden "Mitbewerbern" den besten Kompromiss darstellt.
Wir haben hier wieder ein sehr gutes Beispiel für die Wichtigkeit der Optimierung aller benötigten Materialeigenschaften.
 
Quelle: MRS Bulletin Vol. 31 No. 4, 2006

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© H. Föll (MaWi 1 Skript)