Свойства поликарбоната

06 апреля 2020 10:04:47
Отзывов: 0
Просмотров: 2908

Поликарбонат встречается нам буквально на каждом шагу. Мы воспринимаем его как нечто обыденное, поэтому создается обманчивое впечатление, что выбор этого термопласта не требует специальных знаний или предварительных расчетов. На самом деле недостаток информации о физических и химических свойствах поликарбоната приводит к серьезным ошибкам при его использовании. Неправильно смонтированные конструкции, вышедшие из строя раньше срока, вызывают незаслуженное разочарование в уникальном материале. Эта статья поможет вам разобраться в характеристиках и особенностях применения поликарбоната, чтобы вы могли сделать грамотный выбор.

Содержание:

Технология производства термопласта

Поликарбонат был синтезирован в 1953 г. химиками компании BAYER (Германия) из сложных полиэфиров. Со свойственной немцам дотошностью специалисты концерна тщательно изучили характеристики новой группы термопластов и пришли к выводу, что эти материалы превосходят аналоги по большинству показателей.

Качества поликарбоната напрямую зависят от технологии его получения. Различные виды материала синтезируются методами:

фосгенирования,
поликонденсации.

В результате образуются аморфные термопласты, которые плохо кристаллизуются. Принимая форму листа, они показывают высокую светопропускную способность и устойчивость к воде, слабым кислотам, солям, минеральным маслам. При этом поликарбонат вступает во взаимодействие:

с бензином,
ацетоном,
керосином,
анилином,
аммиаком,
метиленхлоридом.

Пластик может частично раствориться, потерять твердость или абсорбировать реагент. Невосприимчивость к воде зависит от давления и температуры, в которых находится термопласт. При нагреве свыше +60 °С процесс естественной деградации материала ускоряется.

Пластик теряет прочность под воздействием ультрафиолета. Для защиты от солнечных лучей на поверхность листа или пленки наносят специальный слой. Для придания дополнительной прочности и стабильности при повышении температуры поликарбонаты промышленного класса дополнительно армируют стекловолокном, а также модифицируют свето- и термостабилизаторами. Материал окрашивают в различные цвета, добавляя в расплавленную массу определенные пигменты.

Термопласты разной формы производятся по различным технологиям:

литье

Рабочий процесс происходит под высоким давлением при температуре 280—320 °С. На выходе получается монолитные листы.

экструзия

Сотовый пластик получают из гранул, прошедших холодное или горячее формование при температуре 240—280 °С.

поликонденсация

Тонкие пленки изготавливают, выделяя термопласт из раствора метиленхлорида.

Разновидности поликарбоната

Ячеистый (сотовый) пластик представляет собой многослойный лист из 2—4 тонких панелей, скрепленных между собой ребрами жесткости. Это самый распространенный вид поликарбоната. Прочность и светопропускная способность листа зависят от формы ячеек:

прямоугольные

Пользуются наиболее высоким спросом. Они немного уступают другим типам по прочности, однако превосходят их по светопропусканию. Термопласт с такими ячейками выдерживает среднюю снеговую и ветровую нагрузку.

треугольные

Характеризуются повышенной прочностью, но меньшим коэффициентом светопропускания. Материал рассчитан на изготовление средненагруженных конструкций.

крестообразные

Отличаются максимальной прочностью, однако задерживают большую часть солнечных лучей. Используются для создания нагруженных конструкций, не нуждающихся в естественном освещении.

Монолитный поликарбонат — это сплошной лист без пустот толщиной до 12 мм. Он может быть гладким или профилированным, с различной высотой волны.

Пленочный поликарбонат — тонкий эластичный пластик. При толщине до 0,5 мм он показывает высокую прочность на разрыв и устойчивость к абразивам.

Технические характеристики материала

Поликарбонат уникален по совокупности своих физических и химических свойств, что обусловило его применение во многих сферах: от компьютерных технологий до предметов быта.

Показатель	4мм	4мм ус	6мм	6мм ус	8 мм	10 мм	16мм	25 мм
минимальный радиус изгиба, м	0,7	0,91	1	1,47	1,4	1,75	2,8	4,4
удельный вес, г/кв.м	800	840	1300	1340	1500	1700	2700	3500
водопоглощение по массе, %	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
относительное удлинение, %	80	75	80	70	70	60	50	35
звукопоглощение, дБ	16	17	16	19	18	20	21	23
коэффициент линейного расширения,mWmC	0,067	0,067	0,067	0,067	0,067	0,067	0,067	0,067
плотность, губ. см.	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2
прочность при растяжении, Мпа	45	56,3	58	57,9	49	49	49	51
сопротивление теплопередаче, кв.м*К/Вт	0,26	0,28	0,3	0,29	0,32	0,5	0,78
коэффициент теплопроводности, Вт/кв.м*К	3,8	3,6	3,6	3,3	3,4	3,2	2,0	1,6
модуль упругости при изгибе, МПа	700	906	600	883	500	400	230	160
максимальная прочность при изгибе, МПа	40	40	40	40	40	40	40	40
остаточная прочность после испытания на морозостойкость, %	95	98	98	98	95	95	95	98
максимальное усилие при сжатии, МПа	0,64	0,60	0,64	0,60	0,65	0,65	0,67	0,69
стойкость кудару при -20С	без разрушения
допговечность, условных лет	20	20	20	20	20	20	20	20

Ударная прочность материала в 200 раз выше, чем у стекла, и в десятки раз больше, чем у акрила, плексигласа, ПП и ПВХ. Это дает возможность при возведении различных конструкций использовать листы значительно меньшей толщины и снизить нагрузку на каркас.
Коэффициент светопропускания у монолитного и пленочного термопласта приближается к 96 %, у ячеистого доходит до 85 %. По этому показателю поликарбонат уступает только стеклу, зато в отличие от него пропускает ультрафиолетовые лучи, необходимые для роста растений.
Материал отличается высокой пластичностью без предварительного нагрева. Из монолитного листа толщиной 4 мм можно создавать сложные криволинейные конструкции с радиусом изгиба 0,7 м.

Благодаря вязкой структуре пластик обеспечивает качественную термо- и шумоизоляцию. Наилучшие показатели у сотового поликарбоната. Наполненные воздухом ячейки отлично удерживают тепло, а многослойный пирог гасит звуковые волны.
Материал пожаробезопасен. Он не воспламеняется и не поддерживает горение, но может оплавиться под воздействием высоких температур. После удаления от источника нагрева он быстро остывает.
УФ-защита позволяет продлить срок эксплуатации поликарбоната в уличных условиях до 10—30 лет в зависимости от класса материала.

Сфера применения

остановки ОТ,
крыши и остекление на промышленных и спортивных объектах,
теплицы,
беседки и навесы,
рекламные панели,
световые люки,
шумозащитные барьеры

элементы корпусов машин и яхт,
световые купола,
защитные ограждения,
остекление в мансардах,
интерьерные перегородки,
объективы,
медицинские боксы оборудования,
защитные шлемы

защита ЖК-дисплеев и экранов датчиков,
светоотражающие покрытия,
солнцезащитные стекла,
ламинация документов,
изоляция контактов

Рекомендации по выбору поликарбоната

Поскольку срок эксплуатации конструкции зависит от правильно подобранного материала, уже на этапе проектирования следует учитывать ряд факторов:

особенности размещения. Для установки на улице нужен поликарбонат с защитным слоем не менее 30 мкр;
климатические условия. Толщина листа выбирается с учетом снеговой и ветровой нагрузки в регионе. Оптимальный вариант — 6—16 мм. 4-миллиметровый лист при высокой прозрачности и гибкости недостаточно прочен, поэтому используется только на слабонагруженных участках. Более толстые панели пропускают меньше света и хуже изгибаются.
тип конструкции. Для максимального светопропускания используют монолитный прозрачный поликарбонат. Для создания приглушенного или рассеянного освещения выбирают цветной, матовый или ячеистый;
условия использования. Для возведения отапливаемых строений требуется многослойный усиленный поликарбонат, поскольку значительный перепад температур внутри и снаружи ускоряет разрушение пластика. Для теплиц и зимних садов необходимо использовать листы определенного типа, пропускающие весь солнечный спектр, например GreenHouse Nano;
габаритов каркаса. Толщина листа рассчитывается с учетом расстояний между опорами.

Важно не только правильно выбрать и установить поликарбонат, но и грамотно ухаживать за ним в дальнейшем.

При перепадах температур материал меняет свои линейные размеры, поэтому монтировать листы встык нельзя. Небольшие зазоры между ними необходимо герметизировать с помощью специального профиля с уплотнителями.

Хотя материал не боится воды, конденсат, образующийся в ячейках поликарбоната, следует отводить. Он снижает светопропускную способность листа и является благоприятной средой для роста микроорганизмов — пластик может «зацвести».

Поскольку материал взаимодействует со многими техническими растворителями, перед использованием герметиков клеев необходимо проверить их на совместимость с поликарбонатом. Кроме того, при уходе за пластиком нужно избегать средств для чистки стекла с аммиаком.

Если вы затрудняетесь с выбором поликарбоната, проконсультируйтесь со специалистами компании «Стройинжиниринг». Мы определим, какой материал лучше всего подходит под ваши задачи и дадим профессиональные рекомендации по монтажу.

| Калькулятор обрешетки →