Свойства монолитного поликарбоната для светотехники / Статьи и обзоры / Элек.ру

Листовой монолитный (сплошной) поликарбонат (ПК) является самым прочным из всех прозрачных материалов, существующих на мировом рынке и производящихся в промышленных масштабах. Уникальность эксплуатационных характеристик обеспечивает востребованность листового ПК в таких областях как автомобилестроение, строительство, военная техника, производство спортивного снаряжения, средств безопасности и антивандальных конструкций и, несомненно, рекламная индустрия.

Сырьевой поликарбонат (в виде гранул) представляет собой продукт поликонденсации дифенилолпропана и хлорангидрида угольной кислоты (фосгена) или диметилового эфира угольной кислоты (ДМУК). Использование ДМУК дает возможность перевести технологический процесс получения ПК из жидкой фазы в расплав, избавиться от экологически опасного фосгена и значительно увеличить объемы производства. Этот передовой метод уже используется на одном из заводов компании «General Electric Plastics» в Испании. Увеличение объема производства гранулированного ПК влечет за собой увеличение объема производства листового материала, что благотворно влияет на конъюнктуру мирового рынка и позволяет удовлетворить все повышающийся спрос (в том числе и в России) на прозрачные, полупрозрачные и цветные пластики.

Основными производителями многочисленных марок ПК являются компании: General Electric Plastics (США, торговая марка LEXAN), Dow Plastics (США, CALIBRE), Bayer (Германия, MAKROLON), Teijin Chemical (Япония, PANLITE), Sam Yang (Южная Корея, TRIREX). Из этих исходных материалов методами экструзии и соэкструзии (нанесение УФ-защитного слоя) изготавливаются все листовые ПК в странах Америки и Европы, а также в России.

В нашей стране листовой ПК представлен следующими популярными марками: Barlo PC, Barlo PC UVP с УФ-защитой (Бельгия), Makrolon (Германия), Lexan (Голландия, Австрия), Politec (Италия), Paltuf и Palsan (Израиль), Axxis-PC и Axxis-Sunlife с УФ-защитой (Бельгия), поликарбонат монолитный (Россия, г.Дзержинск) и другими.

Так как все листовые ПК изготавливаются практически из одинаковых по характеристикам марок сырьевого гранулята (у всех компаний-производителей ПК существует специальные экструзионные марки для производства монолитных и сотовых листов), основные свойства материалов разных производителей мало, чем отличаются друг от друга. В таблице 1 приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики некоторых из них.

Таблица 1. Технические характеристики монолитного листового поликарбоната

Анализ данных таблицы 1 позволяет сделать вывод, что листовой ПК обладает уникально высокой ударопрочностью. В графе значений ударной вязкости образца без надреза указано: «без разрушений» — это означает, что образец листового ПК невозможно разрушить лабораторными методами. Если соотнести данные показателя ударной вязкости образца ПК с соответствующими показателями для других листовых материалов, например, для оргстекла 14-17 (без надреза) и 4-5 (с надрезом), для полисторола 5-6 (без надреза) и 1-2 (с надрезом), то можно приблизительно оценить величину этой физической характеристики в 900-1100 кДж/м² (без надреза). Эта величина иллюстрирует экстремальную ударопрочность материала. И действительно, листовой ПК невозможно разбить ни молотом, ни двухпудовой гирей. Даже, если в силу каких-либо внешних обстоятельств ударопрочность уменьшится в 3-5 раз, указанная физическая величина будет иметь настолько большое значение (200-300), что не возникнет ощутимого снижения прочности конструкционного элемента. Поэтому этот материал для использования в антивандальных строительных и рекламных конструкциях, несомненно, предпочтителен.

Еще одна особенность листового ПК — высокая устойчивость к низким и высоким температурам. Диапазон температур уверенного использования очень широк — от —50°С до +150°С. Поэтому поликарбонат безоговорочно может применяться в любых самых сложных климатических условиях. В интерьере этот полимер также находит применение в случае эксплуатации изделий в режиме повышенных температур (например, в световых коробах с установленными в качестве световых источников лампами накаливания с избыточной теплоотдачей).

Для ПК характерны также высокая огнестойкость, чрезвычайно низкий уровень дымообразования при горении в условиях даже развитого пожара и низкая токсичность продуктов разложения, что является очень важными факторами эксплуатационной безопасности строительного объекта. Значение Кислородного индекса (процентное содержание кислорода в окружающей атмосфере, при которой материал начинает поддерживать устойчивое горение) составляет 28-30%. Это значит, что в воздушной среде (21% кислорода) поликарбонат не поддерживает горение и в соответствии с классификацией относится к группе самозатухающих полимеров. Совокупность всех этих качеств ставит листовой ПК в ряд материалов с наилучшими показателями противопожарной безопасности, причем стоит заметить, что эти свойства характерны для ПК без каких бы то ни было специальных антипирирующих добавок.

Поликарбонат обладает высокой стойкостью в отношении многих химически активных сред. Он не подвержен воздействию большинства неорганических и органических кислот, окислительных и восстановительных агентов, кислотных и основных солей, алифатических углеводородов, спиртов, моющих средств, жиров и смазочных масел. Химическая стойкость поликарбоната зависит от концентрации химикатов и от температуры окружающей среды при воздействии. После длительного нахождения в воде при температуре выше 60°С, например, ПК реагирует на контакт с некоторыми растворителями, водными и спиртовыми растворами щелочей, газообразным аммиаком и аминами.

Ниже представлены данные химической устойчивости ПК к некоторым веществам

+ стойкий — не стойкий

Как и большинство других прозрачных полимерных материалов, листовой ПК служит прекрасным заменителем силикатного стекла и может использоваться при остеклении, особенно защитном. При этом основные эксплуатационные показатели у листового ПК (вес, тепло- и звукоизоляция) значительно лучше, чем у стекла. В таблице 2 приведены сравнительные данные из расчета 1 м² для разных толщин листового ПК и стекла. Иллюстрируются такие необходимые качества как теплоизоляция, характеризующаяся коэффициентом теплопередачи (К), и звукоизоляция, выраженная значением падения силы звука (в децибелах) при прохождении через остекление.

Таблица 2. Сравнительные характеристики листового ПК и стекла

Из таблицы видно, что для всех толщин коэффициент теплопередачи К в случае ПК ниже, чем у стекла. Таким образом, потери тепла в помещении и проникновение тепла или холода извне через ограждающие конструкции в зданиях с поликарбонатным остеклением будут меньше, чем при использовании обычного стекла. Применение полимера вместо традиционного прозрачного материала позволяет в значительной степени снизить энергозатраты на отопление зимой и кондиционирование летом. В то же время звукозащитные свойства листового ПК и стекла практически одинаковы.

Существенным фактом, определяющим место размещения листов ПК (в помещении или на открытом воздухе) является защищенность листов от воздействия ультрафиолетового излучения. По своей природе ПК подвержен действию УФ-излучения. С течением времени это проявляется в виде желтизны и мутности, что, соответственно, ухудшает светопропускание, и в некоторой степени потерей прочностных качеств (но как отмечалось выше неощутимых с точки зрения эксплуатационных возможностей материала). Для того чтобы защитить листы ПК от воздействия солнечной радиации существует два принципиально разных технологических метода. Первый — введение уф-стабилизаторов в массу полимера, что позволяет достигать защитного эффекта по всей толщине листа. Второй способ — нанесение методом со-экструзии или лакированием специального защищающего слоя на одну или обе поверхности листа. Во втором случае при монтаже конструкции из листов ПК очень важно обращать к солнечной стороне именно УФ-защищенную поверхность. Производители листового поликарбоната при соблюдении технологических правил гарантируют уменьшение коэффициента светопропускания не более чем на 6% за 10 лет (DIN 5036).

Сравнительные данные по изменению коэффициента светопропускания и индекса желтизны для обычных и УФ-защищенных листов ПК были получены в результате экспериментов, в ходе которых материал облучался в течение ста часов светом ксеноновой лампы с интенсивностью аналогичной годовому солнечному воздействию в таких климатических зонах как Израиль или штат Аризона (США). Снижение значения коэффициента светопропускания при длительности облучения 2000 часов составляет для обычного ПК — до 91% — 87,7% и УФ-защищенного — до 89,5%. Увеличение индекса желтизны при тех же условиях составляет 0 — 9 для обычного ПК и 2,5 для листов с УФ-защитой. Эти данные подтверждают, что листовой ПК с УФ-защитой может длительное время использоваться вне помещений без видимых изменений.

ООО «Аксиома Cвета»

применение, виды и технические характеристики по ГОСТ

В отличие от сотового поликарбоната, структура которого напоминает соты, монолитный представляет собой сплошные пластины. Прежде чем сделать выбор в пользу того или иного вида, полезно ознакомиться с тем, что такое монолитный поликарбонат: применение, характеристики, особенности.

Монолитный поликарбонат

Сферы применения

Потребители уже давно оценили достоинства поликарбоната и из всех антивандального вида пластиков отдают предпочтение именно ему. Это и не удивительно, ведь этот материал способен выдержать удар в 250 раз больше чем выдержит обычное и стекло, и в 10 раз больше чем акриловое стекло. Помимо отличной переносимости различной силы ударов, монолитный материал обладает хорошей огнестойкостью и в то же время является прозрачным материалом, что очень удобно.

Навес

Благодаря своим техническим качествам, этот материал нашел широкое применение в сооружении прозрачных ограждений. Остановив свой выбор на этом практичном материале, можно быть уверенным, что он станет отличной защитой от любых актов вандализма. Помимо этого, практичного свойства, данный вид обладает отличными морозо- и теплостойкостью и способен выдерживать температурные колебания от -50°C до +120°C. Не каждый материал может похвастаться таким качеством, что является одним из главных плюсов монолитного поликарбоната. Он также обладает отличной огнестойкостью и поэтому может использоваться для сооружения пожаробезопасных перегородок в зданиях как жилого, так и производственного предназначения.

Свойства

• Монолитный материал является прозрачным материалом, причем его прозрачность может составлять 90%. Этот показатель относится лишь к неокрашенным листам материала, у тисненных, прокрашенных и рассеивающих листов данный показатель будет снижен. Внешне материл мало чем отличается от стекла и издалека его вполне можно спутать со стеклом, как видно на фото;
• Немаловажными техническими характеристиками материала являются отличная звукоизоляция и легкий вес, хотя размеры монолитного поликарбоната довольно внушительны. Второй фактор является очень важным при транспортировке и монтаже и на него стоит обратить внимание, особенно если учесть, что поликарбонат вполовину легче, чем стекло и на 43% легче алюминия;

• Листовой монолитный поликарбонат легко режется и отлично сгибается как в горячем, так и в холодном состоянии, что позволяет придать ему разную форму, как видно на фото;
• При горячем формировании удается добиться постоянной толщины криволинейного элемента, благодаря образованию ребер жесткости, которые придают элементу высокую стойкость к ударам и позволяют применять материал для самонесущих перекрытий;
• Никакие погодные условия поликарбонату не страшны. Он отлично сохраняет свои свойства, а также его внешний вид остается неизменным при любых условиях с внешней стороны, как видно на фото;
• К достоинствам монолитного поликарбоната можно также отнести его теплоизоляционные свойства, стойкость к множеству химических соединений и трудновоспламеняемость. А некоторые из марок даже содержат огнестойкие добавки, что позволяет ему по огнестойкости опережать полистирол и оргстекло;

• Благодаря огнестойкости в 145-155°С материал можно использовать при изготовлении светорассивателей для фонарей, а также для других осветительных приборов, производство которых требует теплостойкости и прочности. Используя поликарбонат, вы можете быть уверены, что он не расплавится и не разрушится под воздействием высоких температур;
• Материал выпускается в трех основных цветах: прозрачном, молочном и бронзе. Толщина материала может быть от 2 мм до 8 мм, остальные размеры изготавливаются по специальному заказу. Лист материала имеет стандартные размеры 2050 х 3050 мм, согласно ГОСТ.

Цветные листы

Чаще всего производители предоставляют поликарбонат прозрачный, обычной или серой бронзы, белый (туман, опал), обычной коричневой или коричневой бронзы расцветок. Выбранный оттенок влияет на светопропускание листа и может быть от 83 до 90% по ГОСТ. При этом светопроницаемость будет выше в более прозрачных листах, как видно на фото.

Также производители могут предоставить другие цвета монолитного поликарбоната, выпускающиеся ограниченными сериями. При необходимости можно приобрести листы бирюзового, красного, синего, желтого или зеленого цвета. К специализированным цветам относятся черный и различного оттенка металлик.

Особенности обработки

1. Разрезание. Этот технический процесс производится обычной дисковой пилой. Если требуется сделать разрез по кривой, то используется специальная фреза. При необходимости можно применить лазерную резку. Если же вы используете листы толщиной 1-2 мм, то вполне можно обойтись ножницами;
2. Сверление. Для этого процесса подойдет любой сверлящий инструмент, а вот сверла лучше всего использовать специальные, чтобы не получить в итоге рваные края отверстий;
3. Фрезерование. Для монолитного отлично подойдут стандартные фрезы для металла из быстрорежущей стали;
4. Холодное формование. Поликарбонат поддается сгибанию как в горячем, так и в холодном виде, и делать это можно без специальных инструментов;
5. Термоформование. Для этого сложного процесса понадобятся матрицы, которые помогут добиться сложных форм изделия, хотя многие даже не подозревают, что это такое;
6. Крепление. Листы до 4 мм отлично крепятся при помощи саморезов со специальными термошайбами. Для более толстых плит применяются крепежные планки из алюминия в комплекте с прокладками и уплотнителями.

Подведем итоги

При покупке и монтаже любого материала, стоит учитывать его характеристики и особенности. Воспользовавшись нашими советами, вы сможете без труда подобрать монолитный поликарбонат, выполнить работы и избежать деформаций материала.

Автор:
Антон Ермолов

Технические характеристики поликарбоната — Все о поликарбонате

Промышленность в настоящее время освоила выпуск двух видов поликарбоната, которые имеют плоскую поверхность толщиной 2, 3, 4, 6, 8, 10 и 12 мм.

Схема структуры сотового поликарбоната.

Сотовый поликарбонат

Сотовый поликарбонат — это полимер. Он состоит из соединенных и имеющих сложный профиль листов. Их может быть 2 или 3. Между ними находятся продольные ребра, которые придают жесткость изделию. Этот пластический материал относится к инженерному классу. Получают его на заводах из прозрачных гранул, которые изготавливаются небольшими и крупными химическими компаниями, такими как Дженерал Электрик и Байер. В России можно встретить сотовый поликарбонат, изготовленный в Англии (Sunlite), Германии (Makralon), в Израиле (Poligal).

Особых различий между главными техническими характеристиками поликарбоната этих и других фирм-изготовителей нет.

Схема монтажа сотового поликарбоната.

Предлагаем некие усредненные данные, которые можно использовать в своих расчетах для любого сотового поликарбоната. Эта информация была подготовлена фирмой «Росстар», которая представляет в нашей стране интересы корпорации «Palram», известного поставщика сотового поликарбоната (Sunlite).

Фирма Palram Industries почти 15 лет выпускает на заводах Англии и Америки сотовый поликарбонат, у которого технические характеристики соответствуют мировым стандартам. При покупке рекомендуется обращать внимание на наличие международного сертификата качества ISO 9002 и ISO14001.

Хорошего качества листы сотового поликарбоната обязательно должны иметь с одной стороны специальное покрытие, защищающее материал от ультрафиолетового излучения, и защитную полиэтиленовую пленку, которая покрывает листы с двух сторон. Защита от вредного солнечного излучения находится на той стороне листа сотового поликарбоната, куда наносятся рисунки и надписи. Во время монтажа это надо учитывать, иначе материал не сможет выдержать гарантийный срок эксплуатации.

В продаже можно найти поликарбонат, у которого имеется двухсторонняя защита от солнечных лучей. Специально для теплиц разработан поликарбонат, имеющий покрытие, на котором не скапливается конденсат. Еще выпускаются панели с X-образной внутренней структурой. Они выдерживают нагрузку в 3 раза больше, чем листы, изготовленные по обычной схеме. Для дизайнеров можно найти листы, поверхности которых окрашены в разные цвета. Для устройства зимнего сада промышленность может любезно предложить листы пластика с низким пропусканием теплового излучения. Помещение, изготовленное из такого материала, будет меньше требовать энергии для своего обогрева. Чтобы сэкономить на обогреве, используйте листы пластика с низкой теплопроводностью.

Вернуться к оглавлению

Монолитный поликарбонат

Схема разновидностей профилей поликарбоната.

Монолитный поликарбонат имеет высокую прочность и хорошо пропускает солнечный свет. Его используют вместо стекла и для изготовления защитных экранов. Это почти идеальный материал, при помощи которого можно сделать прозрачные криволинейные поверхности. Недостаток этого материала проявляется, если вы будете делать из него горизонтальную поверхность. Для изготовления теплиц его лучше не брать, потому что он имеет:

• высокую стоимость, в сравнении с ячеистым поликарбонатом;
• низкую теплопроводность, из-за чего в теплице ранней весной и поздней осенью будет холодно.

Вот некоторые технические характеристики монолитного поликарбоната:

1. Этот материал во время удара не разлетается на куски и хорошо поглощает энергию разрушения. Он в 250 раз прочнее обычного стекла и в 10 раз прочнее органического.
2. Температура, во время которой происходит горение поликарбоната, составляет 5700 градусов по Цельсию. Даже на открытом огне материал только плавится, а после прекращения воздействия огня плавление прекращается.
3. Поликарбонат хорошо пропускает свет (90%), что сравнимо с простым стеклом.
4. Материал имеет небольшой удельный вес, а это может облегчить несущую конструкцию.
5. Его можно использовать при температурах от -40^о и до + 120^о C.
6. Листы из поликарбоната не вступают в реакцию с большинством агрессивных соединений. Поэтому мыть их можно с любым моющим веществом.

Поликарбонат разрушается, если его обрабатывать в таких технических растворителях, как тетрахлорэтан, этиленхлорид, пиридин, метакрезол.

Вернуться к оглавлению

Особенности работы с поликарбонатом

Необходимые инструменты:

1. Электрическая пила с диском, у которого мелкий зуб, или ручная ножовка, тоже с мелким зубом.
2. Шуруповерт или отвертка.
3. Ножовка по металлу или электрическая угловая шлифовальная машинка.

Схема монтажа монолитного поликарбоната.

Поликарбонат легко режется и пилится. Поэтому можете его кроить при помощи острого ножа, если листы тонкие, или резать ручной циркулярной пилой. Делается это так. При помощи ровной рейки и острого ножа прочертите линию в том месте, где будете резать лист. Затем отпилите его.

Каркас сооружения сделайте из деревянных брусков или металлического профиля. Если металл мягкий, то можете использовать ножовку по дереву с мелким зубом. Твердый металл режьте угловой шлифовальной машинкой или ножовкой по металлу. Используйте для удержания профиля тиски или зажимы. Не старайтесь во время пиления удерживать заготовку руками. Рез может получиться из-за этого неровным.

Крепите листы поликарбоната к каркасу при помощи саморезов и отвертки, если объем работы небольшой. Когда приходится делать такое сложное сооружение, как теплица, лучше использовать шуруповерт или небольшую электрическую дрель со специальной насадкой под отвертку. Обязательно под головки шурупов подкладывайте шайбы. А весь крепеж должен иметь покрытие, защищающее его от разрушения влагой.

Если возникнет необходимость изгибать листы, воспользуйтесь таблицей максимального радиуса изгибов поликарбоната. Иначе можете просто сломать листы. Поэтому не делайте изгиб меньше указанного радиуса.

Вернуться к оглавлению

Таблица максимального радиуса изгибов поликарбоната

Толщина в мм Радиус изгиба для арочных конструкций в м:

• 2 0,3;
• 3 0,45;
• 4 0,6;
• 5 0,75;
• 8 0,9;
• 10 1,5;
• 12 2,5.

Хороший поликарбонат может служить в течение 10 лет. За этот срок, если все условия эксплуатации, оговоренные в гарантийных обязательствах производителя, выполнялись, то:

1. Светопроницаемость не должна упасть ниже 30%.
2. Механические искажения должны находиться в пределах 15%.
3. Цвет не должен измениться больше чем на 5%.

Вот еще некоторые технические характеристики рассматриваемого нами материала. Плотность измеряется в г/см³, предел прочности при растяжении, изгибе и модуль упругости — Мпа, в процентах измеряется относительное удлинение и светопропускание. Есть еще показатель по изоляции от шума, и он выше у более толстого материала. Это может понадобиться, если придется составлять проект теплицы или прозрачной перегородки самому.

Но лучше всего обратиться к специалистам, которые давно работают с поликарбонатом и хорошо изучили его свойства.

Технические характеристики монолитного поликарбоната и его достоинства

Монолитный поликарбонат — выпускается в листах толщиной от 2 до 12 мм.

Благодаря своей высокой ударной прочности в сочетании с хорошими оптическими свойствами, главным образом, используется как защитное остекление (жилых и промышленных зданий, спортивных сооружений, объектов сельскохозяйственного назначения, больниц, магазинов, крытых автостоянок, а также при изготовлении защитных экранов, щитов и ограждений для служб правопорядка). Он является идеальным материалом для элементов криволинейной формы, которые получают путем горячего формования. Однако, в горизонтальных перекрытиях сегодня его используют реже. В первую очередь это связано с его стоимостью, которая значительно выше стоимости сотового поликарбоната — более популярного строительного материала. К тому же этот материал не обеспечивает такой теплоизоляции, как сотовый.

Монолитный поликарбонат — светопрозрачный пластик, производится из поликарбонатных гранул производства ведущих мировых химических корпораций методом экструзии или литья.

Панели монолитного поликарбоната изготавливаются, в соответствии с международными сертификатами качества ISO9002 и ISO14001. Монолитный поликарбонат обладает уникальным сочетанием высоких механических, оптических, электрических и температурных свойств. Сочетание таких свойств позволяет применять монолитный поликарбонат в самых различных областях.

Свойства монолитного поликарбоната:

• высокая ударопрочность;
  Ударная прочность монолитного поликарбоната в 250 раз превышает характеристики обычного стекла и в 10 раз -органического. Он противостоит любым ударам, поглощая их энергию, но не разрушаясь.
  Это делает монолитный поликарбонат незаменимым везде, где возможны проявления агрессии и вандализма.
• пожаробезопасность;
  Монолитный поликарбонат-относится к категории трудновоспламеняемых, самозатухающих материалов. Температура возгорания 5700С. В открытом огне, материал не воспламеняется, а плавится. При отсутствии постоянных внешних источников высокой температуры плавление прекращается.
• оптические свойства;
  Светопропускаемость монолитного поликарбоната 90%, что сравнимо с обычным стеклом.
  На поверхность монолитного поликарбоната, предназначенного для использования при длительном воздействии солнечных лучей, наносится слой УФ-защиты. Защитное покрытие бесцветно и прозрачно.
• малый удельный вес;
  Благодаря низкому удельному весу монолитный поликарбонат позволяет существенно облегчить и удешевить несущую конструкцию по сравнению с конструкцией, в которой применяется стекло.
• термоустойчивость;
  Монолитный поликарбонат обладает самой высокой стойкостью к перепадам температуры по сравнению с другими пластиками. Он сохраняет свои свойства в диапазоне от -40° до +120 С. Это позволяет применять его в тяжелых климатических условиях, на производстве и в транспортных средствах различного назначения.
• химическая стойкость;
  Монолитный поликарбонат стоек к контакту со многими химическими соединениями, входящими в состав красок, моющих средств, клея, различных масел и т. п. Поверхность легко и быстро очищается от случайных загрязнений.
• шумоизоляция;
  Поликарбонат обладает хорошими звукоизолирующими свойствами, что позволяет использовать его для возведения защитных шумовых сооружений на дорогах, мостах, аэропортах, в производственных помещениях.
• быстрый и безопасный монтаж;
  Монолитный поликарбонат имеет малый удельный вес, легко режется и обрабатывается обычным инструментом, что существенно облегчает и ускоряет монтаж. При обработке и разрушении монолитный поликарбонатный пластик никогда не дает осколков, что обеспечивает высокую безопасность монтажных работ.
• холодное формование;
  Монолитный поликарбонат можно подвергать изгибу в холодном состоянии. Это дает огромную свободу дизайнерских решений при его использовании для покрытия архитектурных сооружений сложной формы — арок, куполов, конусов, цилиндров и т. д.
• термоформование;
  Методом термоформования из монолитного поликарбоната получают качественные изделия для самых разных сфер применения — строительство, медицина; транспорт, приборостроение, наружная реклама, малые архитектурные формы и др.-

Предприятие изготовитель, при условии правильной эксплуатации гарантирует в течении 10 лет:

• падение светопроницаемости — не более 30%
• механические искажения — не более 1,5%
• изменение цвета- не более 0,5%