Монолитный поликарбонат - описание, свойства и технические характеристики
По степени прозрачности (89% светопропускания) монолитный поликарбонат ничем не отличается от обычных стекол, прозрачных вариантов полистирола, ПВХ, САН, ПЭТ и уступает, как и прочие материалы, лишь органическому (93%) и кварцевому (100%) стеклу.
Ударопрочность монолитного поликарбоната в 250 раз превышает ударопрочность обычного стекла и почти в 10 раз ударопрочность органического (акрилового) стекла. В технических характеристиках на листовой поликарбонат напротив слова «ударопрочность» в графе «значение показателя» Вы, скорее всего, обнаружите «не бьется» или «не разрушается». И это действительно так. Именно поэтому поликарбонат используется в качестве защитного антивандального остекления – самолетов, катеров, яхт, мотоциклов, 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, кабинки подвесных канатных дорог, формуют прозрачные щиты полицейских, забрала и защитные шлемы мотоциклистов и пожарников. Монолитный поликарбонат широко применяется в качестве светопропускающего покрытия и остекления различных сооружений, для изготовления зенитных фонарей, осветительного оборудования, перегородок. В производстве наружной рекламы (которую сегодня можно по праву назвать составляющей частью архитектуры города) при повышенных требованиях к ударопрочности материала также используется поликарбонат (объемные буквы с внутренней подсветкой, полнообъемные модели рекламируемого изделия, вывески и т.д.). Любые изделия, выполненные из монолитного поликарбоната, надежно защищены от любых проявлений вандализма.
Поликарбонату принадлежат и еще три неоспоримые "пальмы первенства":
- Во-первых - это самый морозостойкий среди пластиков. Он может применяться при температурах до –50°С без нагрузки и до –40°С с нагрузкой, в том числе и ударной (что особенно важно).
- Во-вторых, поликарбонат пожаробезопасен, т.к. это - трудновоспламеняемый самозатухающий материал.
- И, в-третьих, поликарбонат - самый теплостойкий среди прозрачных пластиков, максимальная температура его эксплуатации +120°С.
Основные области применения монолитного поликарбоната:
- Безопасное остекление в архитектуре и строительстве заполнение оконных проёмов;
- остекление учебных, спортивных и других общественных зданий;
- возведение перегородок в административных и торговых зданиях;
- прозрачные крыши мансард, атриумы, зимние сады;
- зенитные фонари;
- прозрачные звукопоглащающие барьеры на автомагистралях;
- остекление переходов над автомагистралями;
- остекление транспорта – самолетов, катеров, яхт и т.д.
- прозрачные защитные экраны производственного оборудования;
- прозрачные защитные щиты полицейских;
- прозрачные защитные щитки шлемов, сварочных масок;
- световая реклама, антивандальные рекламные изделия и конструкции;
Рекомендации по работе с монолитным поликарбонатом:
Монолитный поликарбонат легок в обработке. Его можно пилить (ножовкой, ленточной или дисковой пилой), сверлить, фрезеровать с применением обычных инструментов для дерево- и металлообработки.
Листы можно сгибать без нагрева. Минимальный радиус сгибания листа зависит от его толщины. R мин. = 175 х t , где t – толщина листа. Например, минимальный радиус сгибания поликарбоната толщиной 3 мм равен 52,5 см (175х3мм=525 мм).
Из монолитного поликарбоната получают качественные термоформованные изделия самого разного назначения, что широко применяется в строительстве, светотехнике, приборостроении, медицине, авиации, производстве наружной рекламы и т.д. Рекомендуемая температура формования от +180 до +210°С.
Как и все пластики, поликарбонат имеет низкую, по сравнению с обычным стеклом, теплопроводность (0,21 Вт/м К), степень теплоизоляции монолитного поликарбоната толщиной 2 мм аналогична степени теплоизоляции обычного стекла толщиной 10 мм. При этом он, имея плотность 1,2 г/куб.см, в два раза легче обычного стекла. Светопропускание прозрачных листов составляет 89% (тот же показатель имеет обычное стекло).
При наружном применении поликарбоната (как и других материалов) необходимо учитывать термическое расширение материала. Изменение размера листа под воздействием смены температур (зима-лето) составляет 4 мм/п.м при разнице температур 60°С (от –30° до +30°). При применении конструкций из поликарбоната в строительстве в качестве наружного остекления, фонарей, куполов, в наружной рекламе следует иметь ввиду, что листы, предназначенные для применения на улице, должны иметь защиту от ультрафиолета, гарантирующую сохранность всех физико-механических свойств, цвета и прозрачности материала под воздействием солнечных лучей. Производители поликарбоната наносят на листы с одной или с обеих его сторон специальный УФ-стабилизирующий слой, о наличии которого дается указание на защитной пленке листов.
Листы монолитного поликарбоната легко режутся пилами по дереву. Следует избегать использования высокоскоростного оборудования для резки стали, поскольку высокое трение приводит к плавлению поликарбоната. Листы поликарбоната можно пилить ленточными, циркулярными, ручными пилами и другими режущими инструментами.
При толщине материала до 5 мм можно пользоваться гильотинной резкой. Возможно применение лазерной резки (но кромка среза обычно выглядит обгоревшей и из-за высокой местной температуры, могут возникнуть внутренние напряжения, поэтому после лазерной резки рекомендуется отжечь изделия при 130 °С в течение 1 - 2 часов). Хорошие результаты можно получить с помощью гидромеханической резки на отрегулированном станке.
Поликарбонатный материал хорошо обрабатывается. Однако необходимы специальные меры для предотвращения перегрева и оплавления из-за высокого трения. Если для обеспечения хорошего качества поверхности применяются высокие скорости резания, то может потребоваться периодическая остановка станка, что6ы дать изделию возможность остыть. Во избежание фрикционного перегрева следует пользоваться острым режущим инструментом.
Листы монолитного поликарбоната можно склеивать как между собой, так и с другими материалами. В зависимости от требований, предъявляемых к внешнему виду и условиям эксплуатации клеевого соединения рекомендуется использовать разные виды клея. Клеи на основе растворителей не подходят для поликарбоната, т.к вызывают в нем серьезные повреждения, которые могут быть незаметны внешне, но непременно скажутся на прочности материала в последующей эксплуатации.
Для небольших изделий, к которым не предъявляются особые требования по ударопрочности можно применять клеи-пистолеты для клеев горячего отверждения на полиамидной основе. Для применения в нагруженных конструкциях с повышенными требованиями по ударопрочности и стойкости к атмосферным воздействиям (например, в аквариумах, при приклеивании листов к друг другу или края листа к раме в фонарях верхнего света, герметизации автомобильных окон) рекомендуется использовать силиконовый клей (например, Q3-7098 производства Dow Corning Ltd). Данный клей обеспечивает приклеивание поликарбоната к стеклу, металлу, поликарбонату и другим пластикам. Если поверхность загрязнена, то обезжиривание поверхности проводится изопропиловым спиртом. Данный клей непрозрачен (м.б. белым, серым, черным).
Для изделий, к которым предъявляются жесткие требования по оптической прозрачности, высокой прочности соединения, ударопрочности, химической стойкости рекомендуются двухкомпонентные клеи на полиуретановой основе (например, HE 17017 или HE 1908 производства Engineering Chemical Ltd). Для приклеивания плоских листовых деталей из поликарбоната к плоским поверхностям можно использовать двухстороннюю клейкую ленту 4830 производства «3М» (акриловый вспененный клей).
Для окрашивания листов поликарбоната рекомендуется использовать двухкомпонентные краски на полиуретановой или эпоксидной основе. Красок на основе растворителей следует избегать (они могут повредить поликарбонат). Для очистки и обезжиривания применяйте изопропиловый спирт. Для промывки, очистки от пыли или полировки листов можно применять распыляемые очистители, которые содержат парафины и растворители специальных составов. Они оставляют на материале глянцевый защитный слой, обеспечивающий защиту от статического электричества и пылеотталкивание. Поликарбонатные листы можно чистить с помощью 100%-ой хлопковой ткани и больших количеств мягкого детергента и воды. Лучше всего использовать мягкие составы для мытья посуды. Следует избегать составов для чистки стекла, содержащих аммиак, так как они разрушают поликарбонат.
Листы монолитного поликарбоната можно сгибать (например, для использования в арочных конструкциях), не прибегая к нагреву.
Толщина листа (мм) Lexan Exell (ST) |
Минимальный радиус изгиба листа (мм) : |
3 |
575 |
4 |
700 |
5 |
875 |
6 |
1050 |
8 |
1400 |
При применении поликарбоната на улице необходимо учесть следующие рекомендации:
- Для применения на улице должны использоваться только листы, имеющие специальный УФ-стабилизирующий слой, защищающий поликарбонат от разрушительного воздействия солнечных лучей, вызывающих деградацию листов (помутнение, пожелтение, снижение прочностных характеристик). Листы должны устанавливаться т.о., чтобы защищенная сторона листа была снаружи (пленка, которой оклеены листы, имеет с этой стороны специальную маркировку). Для вертикальных ограждающих конструкции (например, прозрачный барьер на автомагистрали) должны использоваться листы с двухсторонней защитой от ультрафиолета. Листы монтируются в пленке, которая удаляется сразу по завершении монтажа.
- При монтаже поликарбоната на улице, необходимо учитывать термическое расширение листов, характеризующееся показателем термического расширения a= 0,065 мм/м С. Изменение размера листа рассчитывается по формуле DL = L х a х Dt, где L – исходная длина листа (м), Dt – диапазон изменения температур, обычно принимаемый равным 60°С (от –30° до +30°). Т.о. изменение размера листа поликарбоната составляет 3,9 мм/пм при Dt=60°С.
- Крепление листов лучше всего осуществлять “плавающим способом”, закрепляя их в раме или при помощи специальных соединительных профилей.
- Глубина заделки края листа в обрамляющий или соединительный профиль должна быть не менее 25 мм.
- Листы поликарбоната могут фиксироваться и при помощи саморезов (применение заклепок исключается!).
- Для компенсации термического расширения листов (во избежание их коробления и выскальзывания из элементов крепления) отверстия под саморез в листе следует делать несколько больше диаметра самореза и использовать шайбы с уплотнительными прокладками.
- Во избежание возникновения чрезмерных местных напряжений винты должны распределяться равномерно по периметру листа.
- При выборе толщины листа и шага продольной и поперечной обрешетки каркаса конструкции для устройства вертикального ограждения, скатной кровли, фонарей и т.д. необходимо учитывать воздействие ветровых и снеговых нагрузок.
При изготовлении арочных конструкции следует учесть, что минимальный радиус сгибания листов определяется по формуле: Rмин. = 175 х t , где t – толщина листа. При соблюдении данной рекомендации возникающие напряжения в листе не повлияют на его свойства в течение всего времени эксплуатации.