Листы из поликарбонатов
Листовой поликарбонат бывает двух видов: сплошной и пористый. Синонимом сплошного листа ПК является также «антивандальный поликарбонат». Употребляется данное словосочетание неслучайно – характеристика продукции позволяет считать сплошные поликарбонатные листы материалом, который способен противостоять варварскому обращению.
Листовой монолитный (сплошной) поликарбонат Является самым прочным из всех прозрачных материалов, существующих на мировом рынке и производящихся в промышленных масштабах. Эксплуатационных характеристики материала обеспечивают спрос на него 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. Использование последнего дает возможность перевести технологический процесс получения ПК из жидкой фазы в расплав, избавиться от экологически опасного фосгена и значительно увеличить объемы производства. Из исходных материалов методами экструзии и соэкструзии (нанесение УФ-защитного слоя) изготавливаются все листовые ПК в странах Америки и Европы, а также в России. 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. Листовой ПК обладает достаточно высокой ударопрочностью. Для значения ударной вязкости образца без надреза, как правило, указывается «без разрушений», что означает, что образец листового ПК невозможно разрушить лабораторными методами. Если соотнести данные показателя ударной вязкости образца ПК с соответствующими показателями для других листовых материалов (оргстекло - 14-17 (без надреза) и 4-5 (с надрезом); полистирол - 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 очень хорошо иллюстрирует ударопрочность материала. Так, 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 °C до +150 °C. 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 °C, 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. Химическая устойчивость ПК к основным веществам. Уксусная кислота + | Ацетон - | Щелочные растворы - | Аммиак - | Бензол - | Борная кислота + | Бутилацетат - | Бутиловый спирт + | Перманганат калия, 10% + | Диэтиловый спирт - | Этиловый спирт + | Гексан + | Соляная к-та концентр. - | Соляная к-та, 20% + | Перекис водорода, 30% + | Метиловый спирт - | Метиловый спирт - | Метиленхлорид - | Поваренная соль + | Пропан + | Бензин + | | + 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. Иллюстрируются такие необходимые качества как теплоизоляция, характеризующаяся коэффициентом теплопередачи (К), и звукоизоляция, выраженная значением падения силы звука (в децибелах) при прохождении через остекление. Из таблицы видно, что для всех толщин коэффициент теплопередачи у поликарбоната 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. Из поликарбоната формуют разогреваемые подносики с готовыми блюдами, а в Японии также упаковки типа «кипяти-в-упаковке». В обоих случаях используют высокую теплостойкость ПК. В США ПК пленки с покрытием из ПЭНП используют для упаковок типа «вторая кожа». Получается прочная, прозрачная блестящая упаковка, пригодная даже для острых предметов типа скобяных изделий. ПК пленки выпускают толщиной от 20 до 250 мкм, основное применение - для упаковки пищи при повышенных температурах. Перспективные области применения - пакеты, стерилизуемые в автоклавах и упаковки для микроволновых печей. Прочность ПК, прозрачность, теплостойкость все шире используют в соэкструзии. Упаковка медицинских изделий, продуктов питания - примеры использования таких пленок. В таблице приведены сравнительные данные из расчета 1 м² для разных толщин листового ПК и стекла.
Сравнительные характеристики листового ПК и стекла. Толщина
листа, мм. | Вес, кг/м² | К, Вт/м²К | Звукоизоляция,
Дб | ПК | Стекло | ПК | Стекло | ПК | Стекло | 3 | 3.6 | 7.34 | 5.49 | 5.87 | 26 | 28 | 4 | 4.8 | 9.4 | 5.35 | 5.84 | 27 | 29 | 5 | 6.0 | 12.24 | 5.21 | 5.80 | 28 | 30 | 6 | 7.2 | 14.68 | 5.09 | 5.77 | 29 | 31 | 8 | 9.6 | 19.60 | 4.89 | 5.72 | 31 | 32 | 10 | 12.0 | 24.48 | 4.68 | 5.67 | 32 | 33 | 12 | 14.4 | 29.38 | 4.35 | 5.58 | 34 | 34 |
Свою роль играет и 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 соэкструзии 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. 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. 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 при достаточно неблагоприятных внешних условиях. Благодаря малому весу панелей из поликарбоната появляется возможность уменьшить объем несущих конструкций, что, в свою очередь, снижает общую стоимость строящегося объекта. Кроме того, большой формат листов и их свойство поддаваться изгибанию в холодном состоянии позволяют изготавливать арочные и сводчатые конструкции. Низкий коэффициент линейного расширения позволяет профилировать листы с учетом перепада температур. Поликарбонат является вязким полимером, поэтому панели, изготовленные из него, не разбиваются, не дают трещин, а, следовательно, острых осколков при ударе. Таким образом, панели из поликарбоната представляют собой безопасное остекление. Итак, подводя итоги по сплошному листовому поликарбонату, можно определить следующие свойства, определяющие положение данной продукции на рынке. является общепризнанным лидером среди антивандальных пластиков (используется в качестве защитного остекления самолетов, катеров, поездов, общественного транспорта, переходов на МКАД, автобусных остановок и телефонных будок, прозрачных ограждений в зоопарках, остекления в залах ожидания, музеях и т.д. из поликарбоната делают борта хоккейных площадок и пр.) широко применяется в качестве светопропускающего покрытия и остекления различных сооружений, для изготовления зенитных фонарей, осветительного оборудования, перегородок. используется также в производстве наружной рекламы при повышенных требованиях к ударопрочности материала (объемные буквы с внутренней подсветкой, полнообъемные модели рекламируемого изделия, вывески и т.д.). Любые изделия, выполненные из монолитного поликарбоната, будут надежно защищены от любых проявлений вандализма. самый морозостойкий и самый теплостойкий среди прозрачных пластиков, максимальная температура его эксплуатации +120 °C. пожаробезопасен (трудновоспламеняемый самозатухающий материал)
Также монолитный ПК обладает малым весом, высокой механической и ударной прочностью, устойчив к воздействию окружающей среды, химически агрессивных веществ. Материал достаточно легок в обработке, гибок и долговечен. Вследствие чего данный материал находит применение в следующих областях: архитектурное остекление общественных и промышленных зданий; прозрачные пешеходные переходы, остановки, телефонные кабины; плафоны для уличных фонарей, рассеиватели для автомобильных фар, противоударные лобовые стекла; витрины магазинов, кафе, рекламные щиты и тумбы; дорожные знаки, указатели; средства индивидуальной защиты (прозрачные защитные щиты для сотрудников правоохранительных органов); защитные прозрачные панели, на хоккейных площадках, защитные экраны для игровых автоматов, перед различными механизмами; шумоподавляющие барьеры при строительстве современных автомагистралей.
Сотовый поликарбонат Сотовый, или ячеистый листовой поликарбонат – это пластик, который производится из поликарбоната методом экструзии, что подразумевает расплавление гранул и выдавливание этой массы через особую форму, которая определяет строение и конструкцию листа. Получаются полые листы, в которых 2 или более слоев поликарбоната соединены внутренними продольными ребрами жесткости ориентированными в направлении длины листа. Высокая пластичность и прочность самого материала делает возможным получать экструзионным способом листы с очень тонкими стенками (0,3-0,7 мм) без потери ударопрочных характеристик и в то же время с очень малым весом. Воздух, содержащийся в пустотах между слоями листа, обеспечивает его высокие теплоизоляционные свойства, а ребра жесткости - большую конструктивную прочность по отношению к весу. Иногда для данного материала используется название «структурированный поликарбонат». Можно выделить следующие основные характеристики товара: Сверхвысокая ударная прочность (сотовый поликарбонат при малом весе в 200 раз прочнее стекла и в 8 раз прочнее акриловых пластиков и ПВХ). Высокая термостойкость (свойства мало зависят от изменений температуры, а критические температуры, при которых этот материал становится хрупким, находятся вне диапазона возможных температур эксплуатации). Высокая огнестойкость (материал является трудновоспламеняющимся и самозатухающим, при очень высоких температурах материал плавится, но не допускает распространения пламени; горение поликарбоната не сопровождается выделением ядовитых веществ, в отличие от других пластиков). Чрезвычайная легкость, малый удельный вес (сотовый поликарбонат весит в 16 раз меньше, чем стекло и в 3 раза меньше, чем акрил аналогичной толщины). Высокие теплоизоляционные свойства, низкая теплопроводность (коэффициент теплоотдачи - 2,5 Вт/м2К, сопротивление пропусканию тепла выше, чем у обычного однослойного стекла, что позволяет снизить расходы энергии на обогрев и охлаждение примерно на 30-50 %; благодаря низкой теплопроводности листы используются при остеклении зданий, теплиц, оранжерей). Высокая светопроницаемость (прозрачность - до 86 %, листы сотового поликарбоната идеально подходят для случаев, в которых требуется максимальная светопроницаемость, хорошее рассеивание света в двойной панели, отсутствие тени, выигрыш за счет отражения на перегородках). Хорошая шумо- и звукоизоляция. Высокая химическая устойчивость (листы могут применяться даже в агрессивных средах без изменения химического состава и свойств). Прочность на изгиб и на разрыв. Отличная устойчивость к атмосферным воздействиям (стойкость к самым неблагоприятным климатическим условиям; сотовый поликарбонат пригоден к применению в интервале температур от -400С до +1200 °C, особый наружный слой защищает листы от пожелтения (деградации) и износа поверхности). Долговечность, неизменность свойств (механические, оптические и термические свойства листов из сотового поликарбоната остаются неизменяемыми в течение всего гарантийного срока и даже дольше, гарантийный срок службы 10-12 лет). Имеется возможность обработки листов специальным покрытием ("антифог"), предотвращающим образование капель воды на внутренней стороне листа. Это покрытие, на которое дается пятилетняя гарантия, прочно и устойчиво к влаге и различным химическим веществам. Листы с таким покрытием рекомендуется использовать при строительстве бассейнов, зимних садов, а также теплиц, поскольку за счет предотвращения образования капель увеличивается светопроницаемость и снижается заболеваемость растений. Безопасность остекления (поликарбонат является вязким полимером, поэтому листы, изготовленные из него, не разбиваются, не дают трещин, а, следовательно, острых осколков при ударе). Защита от ультрафиолетового излучения (специальный защитный слой, нанесенный на наружную поверхность листов, препятствует проникновению наиболее вредных для внутреннего помещения УФ излучений). Широкие конструкционные возможности.
Следствием перечисленных особенностей является возможность создавать легкие, оригинальные и элегантные конструкции; увеличить площадь светопропускающей поверхности за счет увеличения ширины пролета несущей конструкции; производить монтаж без подъемных механизмов. Большой формат листов и возможность гибки в холодном состоянии, делает листы идеальным материалом для покрытия сооружений сложной геометрической формы: арочные, сводчатые конструкции и другие, геометрически сложные строительные проекты. Легкость обработки позволяет осуществлять простой и быстрый монтаж. Для монтажа сотового поликарбоната применяются специальные поликарбонатные профили, которые обладают той же цветовой гаммой и теми же механическими свойствами. Они очень просты в сборке и создают видимость цельной конструкции. Снижение стоимости строящегося объекта (использование сотового поликарбоната снижает общую стоимость строящегося объекта, так как малый вес листов позволяет уменьшить объем несущих конструкций). В таблице приведены основные технические характеристики продукции. Технические характеристики сотового поликарбоната. Характеристики | Ед. изм. | Толщина (количество слоев), мм | 4(2) | 6(2) | 8(2) | 10(2) | 16(2) | | Вес | г/м2 | 800 | 1300 | 1500 | 1700 | 2700 | | Светопропускание | % | 85 | 82 | 82 | 80 | 76 | | Минимальный радиус изгиба | м | 0.7 | 1.05 | 1.4 | 1.75 | 2.8 | | Коэффициент теплопередачи | Вт/м2 С | 3.9 | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.3 | | Звукопоглощение | децибел | 16 | 18 | 18 | 19 | 21 | | Ударостойкость по Гарднеру | Дж | 10 | 14 | 30 | 30 | >40 | | Температура размягчения по ВИКа | °C | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | | Коэффициент линейного расширения | мм/м С | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | |
Сотовый поликарбонат находит применение в следующих областях:
1. В строительстве материал используется для кровельного и вертикального остекления различных конструкций (светопрозрачных, ограждающих, сферических, пр.): • жилых, торговых, промышленных зданий и сооружений
• объектов сельскохозяйственного назначения
• стадионов, спортзалов, теннисных кортов, бассейнов
• оранжерей, теплиц, зимних садов, внутренних двориков
• цилиндрических сводов
• крытых автостоянок и АЗС
• летних кафе
• остановок общественного транспорта
• беседок
• навесов
• балконов
• телефонных и душевых кабин.
2. В декоративном оформлении: • офисные и выставочные перегородки
• двери
• козырьки
• оформление витрин.
3. В наружной рекламе: • основа для вывесок
• изготовление различных элементов с внутренней подсветкой (световые короба и пр.)
• изготовление крупногабаритных рекламоносителей
• изготовление рекламных щитов.
4. В упаковочной промышленности: • изготовление чехлов для хрупких предметов
• изготовление ящиков, защитных полет. Основные способы обработки сотового поликарбоната: резка и сверление. Складировать листы рекомендуется на плоской поверхности (на поддоне или на деревянных площадочных балках), расположенных на расстоянии не более 1 м. Стопку листов необходимо изолировать непрозрачным материалом для предохранения их от ветра, дождя и солнца. Для того чтобы сотовый поликарбонат не потерял своих эксплуатационных свойств, рекомендуется периодическая чистка листов водой комнатной температуры с добавлением соответствующих чистящих средств, используемых в домашнем хозяйстве (или не едкого мыла). Для мытья используют губку или мягкую тряпку. После мытья и споласкивания листы следует вытереть насухо мягкой тряпкой. Поликарбонатные профили Применяются для соединения листов. Безукоризненно совместимы с панелями ячеистого поликарбоната, как по цвету, так и по механическим свойствам (имеют тот же радиус изгиба, термическое расширение и т.д.); элементарны в сборке и имеют возможность привязки к существующим конструкциям. Благодаря полной идентичности исходного материала панелей и профилей сборная конструкция выглядит достаточно гармонично. П-образный профиль предназначен для закрытия торцов панелей и декоративного обрамления панелей. Длина профиля соответствует ширине панелей - 2,1 метра. Н-профиль. Н-образный профиль - это самое простое и дешевое решение соединения панелей. Цветовая гамма соответствует цветовой гамме панелей. Длина профиля - 6 метров. Также возможно использование системы алюминиевых профилей. |
