Монолитен поликарбонат - технически характеристики, свойства и приложение на материала

В съвременното строителство прозрачните материали са широко използвани, често напълно оформящи облика на сградите. Наред с обикновеното стъкло, монолитните свойства на поликарбонатите също са широко разпространени и използването на които позволява създаване на уникални строителни конструкции. Тази пластмаса има отлични технически характеристики, което я прави незаменима при изграждането на конструкции за различни цели.

Какво е монолитен поликарбонат?

Този материал е получен за първи път в края на 19 век като страничен продукт при синтеза на лекарства за облекчаване на болката. Възниква съвсем естествен въпрос: какво е монолитен поликарбонат и какви свойства има? Това е неразтворимо прозрачно съединение във вода и много други течности, които могат да се конкурират с висококачествено силикатно стъкло.

Техническите характеристики на монолитни поликарбонати, които са на най-високо ниво, принадлежат към групата на термопластиците. Най-широко използваните ароматни съединения, синтезирани от бисфенол А. От своя страна това вещество се получава чрез кондензация на сравнително евтини компоненти на ацетон и фенол. Това обстоятелство дава възможност за широкото му използване в строителството и други области.

Монолитен поликарбонат се доставя на потребителя под формата на листов материал с дебелина от 1 до 12 мм при стандартен размер 205 × 305 мм. По специална поръчка е възможно производството на панели с други геометрични параметри при запазване на ширината. Това ограничение се дължи на стандартните размери на екструдера, използван за направата на полимера.

Промишленото производство на монолитен поликарбонат се извършва в съответствие с TU 6-19-113-87. Това осигурява на материала необходимите характеристики в следните параметри: якост на опън, якост на удар и устойчивост на ниски и високи температури. В момента гамата от поликарбонати, произведени у нас и в чужбина, се състои от десетки артикули.

В този списък са посочени следните степени на този материал, различни по някои свойства и характеристики:

• PC-005 и PC-003 са полимери с висок вискозитет, доскоро PK-1.
• PC-007 термопластик със среден вискозитет замени поликарбонатите PK-2 и PK-LT-10.
• RS-010 материал с нисък вискозитет, предварително обозначен PK-LT-12 и PK-3.
• PK-LT-18-m термостабилизирани панели, боядисани в черно (доскоро PK-4).
• PK-5 - материал, специално разработен за медицински цели, се използва заедно с вносни монолитни поликарбонати.
• PK-6 - листове за оптични устройства и осветителни конструкции.
• PK-LST-30 - материал с пълнител, изработен от силиций или кварцово стъкло (предишно обозначение PK-LSV-30 и PK-NKS).
• PK-M-1 - панели с минимален коефициент на триене на повърхността.
• PK-M-2 - висока устойчивост на микрокрекинг и отлични противопожарни свойства. В момента няма аналози в света.
• PK-TS-16-OD - материал, принадлежащ към най-високата категория по отношение на устойчивост на открит пламък и високи температури. Панелите са специално проектирани за конструкции със строги изисквания за противопожарна защита.

В допълнение към прозрачните монолитни поликарбонати, индустрията предлага на потребителите панели с ниска степен на пропускане на светлина от различни цветове.

Съотношението монолитен поликарбонат и температура

Показателите за устойчивост на полимерните панели към климатичните условия се определят от съответните руски и международни стандарти. Монолитен поликарбонат има значителна устойчивост на замръзване, може да се използва за производство на конструкции на открито. Последният може да се използва при температури до - 50 ° C, при условие че няма механични натоварвания, при - 40 ° C този материал може да издържи дори на удар.

Топлоустойчивостта на повечето степени на поликарбонати е до + 120 ° С. За отделни проби тази цифра достига +150 ° С. Подобно на всички материали, когато полимерът се нагрява по размер, коефициентът на топлинно линейно разширение се определя чрез специална техника. За монолитен поликарбонат стойността му е 6.5 × 10-5 m / ° C, което му позволява да се използва за производството на критични външни конструкции. Те успешно работят в условия със значителни температурни разлики.

Химическа устойчивост на материала

Монолитен поликарбонат е полимер, който може ефективно да издържа на разрушителните фактори на околната среда. Материалът е инертен по отношение на много агресивни среди и тази способност зависи от температурата и концентрацията на веществата.

Панелите са високо химически устойчиви на следните съединения:

• Органични и неорганични киселини и разтвори на техните соли.
• Редуктори и окислители от различни видове.
• Алкохоли и синтетични перилни препарати.
• Органични мазнини и горива и смазочни материали.

Някои химични съединения обаче са в състояние да реагират с полимера, което води до постепенното унищожаване на панелите.

За удобство на читателя информацията за устойчивостта на поликарбонат към определени течности е представена под формата на таблица:

Оцетна киселина	+	хексан	+
сол	+	Водороден прекис, концентрация до 30%	+
Бутилов алкохол	+	Бензин, дизел и минерални масла	+
Етилов алкохол	+	амоняк	–
Солна киселина, до 20%	+	Бутилацетат	–
пропан	+	Диетилов алкохол	–
Борна киселина	+	Метилов алкохол	–
Калиев перманганат, макс. конц. 10%	+	Алкални разтвори	–
Знакът „+“ в таблицата показва устойчивостта на материала към продължително излагане на посоченото вещество.

Механична якост на поликарбонат ISO 527

Панелите се характеризират със способността си да издържат на голямо разнообразие от товари за значителен период от време. Сертифицирането на поликарбонатите по отношение на механичната якост се извършва в съответствие с изискванията на руските, американските и международните стандарти.

Предимствата на този материал включват следното:

• Якостта на огъване на полимера се проверява съгласно ISO 178 и възлиза на 95 MPa, в зависимост от степента.
• Еластичният модул в този тест е в рамките на 2600 MPa.
• Якостта на опън на листа при изпитване за разкъсване в съответствие с ISO 527 до 60 MPa.
• Модулът на еластичност при такива натоварвания е до 2200 MPa, като относителното удължение на пробата в някои случаи достига 100%.
• Вискозитетът на монолитен поликарбонат при изпитване по метода на Чарли за продукти с разрез на определена дълбочина е не повече от 30 - 40 kJ / m².
• Подобен индикатор за Izod е в диапазона от 600 до 800 J / m.

Листът от поликарбонат е силно устойчив на удар. Така че, по време на тестване без предварително разреза на материала, той остава непокътнат при максимални натоварвания, постижими в лабораторията.Особено издръжливи панели се използват за производството на защитни продукти и средства за гарантиране на безопасността на гражданите и служителите на реда.

Монолитен поликарбонат, за разлика от стъклото, може да се огъва при нормални условия на околната среда. Посоченото свойство на материала се използва широко при производството на различни видове заоблени конструкции: балдахини, огради и други подобни. Това качество се характеризира с ограничаващ радиус на огъване, което зависи от дебелината на листа.

Подробна информация по този въпрос е представена на диаграмата:

Зависимост на максималния възможен радиус на огъване от дебелината на лист от монолитен поликарбонат.

Дебелина на листа и специфична гравитация

Индустрията предлага богата гама от прозрачни и непрозрачни панели в голямо разнообразие от цветове. Монолитните характеристики на поликарбонатите, които са уникални в много отношения, имат плътност 1200 кг / м3. Това е значително по-ниско от това на стъклото на прозорците, което има повече от два пъти по-голяма тежест. Това обстоятелство позволява значително да се улесни много строителни конструкции, при условие че тяхната механична якост се поддържа на подходящо ниво.

Познаването на такъв показател като теглото на един квадратен метър монолитен поликарбонат е необходимо, за да се определи масата на покривния материал по време на проектирането и строителните работи.

Масовата стойност на монолитния поликарбонат ще зависи от дебелината на листа материал:

Зависимост на теглото на стандартен лист от монолитен поликарбонат, размер 2050x3050 mm, от неговата дебелина.

UV устойчивост

Монолитните поликарбонатни панели имат селективно пропускане на светлина. За да се постигне този ефект, върху повърхността на листа чрез екструдиране се нанася защитно покритие. Дебелината на този слой е достатъчна, за да забави и абсорбира излъчване от ултравиолетовата част на спектъра, докато видимата и мека инфрачервена светлина свободно прониква през бариерата. В зависимост от марката на дъската, от едната или от двете страни се нанася защитно покритие.

Използваната технология за екструдиране елиминира възможността за отлагане от основата поради взаимното проникване на материали. Друга технология за защита на панела от излагане на UF радиация е използването на специални добавки на стабилизатори в обема на пластмасата. Този метод на полимерна защита е по-скъп, но ефективността му е много по-висока.

За да се предпази монолитен поликарбонат от повреди по време на съхранение и транспортиране, той е залепен с пластмасов филм. Той обозначава марката на панела и страната, върху която е нанесено защитното покритие. Филмът се отстранява директно по време на монтажа или веднага след него, в противен случай ще бъде трудно да го премахнете от повърхността на панела.

Пожарна ефективност

Поликарбонатът под въздействието на открит пламък и при превишаване на определена температура започва да се топи и той се запалва. След прекратяване на външното излагане този процес спонтанно избледнява. Панелите, изработени от полимерен материал, имат следните характеристики по отношение на осигуряване на пожарна безопасност:

• устойчивост на високи температури и открит пламък;
• по време на горенето образуването на дим е минимално;
• продуктите от изгарянето не са токсични;
• кислородният индекс на материала е 28-30%.

Монолитен поликарбонат принадлежи към категорията на самозагасващите се материали. Това позволява той да бъде класифициран като категория пожарна безопасност V-1 (B1) в съответствие с изискванията на стандартите UL-94 и DIN 4102. В същото време в производствения процес не се използват забавители на горенето и други добавки.

Срок на експлоатация

Монолитни поликарбонатни панели се изработват от гранули чрез екструдиране или леене под налягане.

Животът на този материал се определя от следните фактори:

• качество на суровините и съответствие с техническите условия на производство;
• правилна инсталация;
• климатичните условия и излагането на неблагоприятни фактори на околната среда.

Различните производители декларират условията за употреба на материала, докато минималната цифра надхвърля 10 години. Проучванията, проведени в специализирана лаборатория, показват, че дългосрочната експозиция (повече от 2000 часа) причинява намаляване на пропускливостта на панела под 10%. Това съответства на приблизително 20 години експлоатация на поликарбонати в пустинните райони на Аризона или Израел.

Параметри на околната среда

Както бе споменато по-горе, монолитен поликарбонат се произвежда от суров гранулат на специално оборудване със затворен технологичен цикъл. Този метод на производство на панели ви позволява да сведете до минимум отрицателните въздействия върху околната среда. Самият материал се характеризира с химическа инертност и не отделя вредни и опасни вещества за хората и животните.

Монолитен поликарбонат според неговите характеристики на околната среда се препоръчва за вътрешна употреба. Специални марки панели са направени специално за употреба в медицината и фармацевтичната индустрия. Разрешете използването на този материал в строителството за извършване на външна и вътрешна декорация.

Предаване на светлина

Промишлеността произвежда няколко вида поликарбонат с различни показатели за пропускливост на слънчева светлина и изкуствено осветление. По отношение на пропускането на светлина прозрачните панели имат следните показатели от 86 до 89%. В този случай въвеждането на специални добавки в материала позволява да се променят оптичните свойства на материала и да се постигне максимална абсорбция на ултравиолетовите лъчи на спектъра.

Други оптични индикатори на поликарбонат характеризират степента на неговата прозрачност. По този начин индексът на пожълтяване за безцветни проби не е повече от една единица, а степента на мътност не надвишава 0,5%. Панелите, изработени от този полимер, по никакъв начин не отстъпват на силиконовото стъкло и заедно с други предимства запазват своите характеристики през целия жизнен цикъл.

Топлоизолация

Монолитен поликарбонат не принадлежи към категорията материали, предназначени да намалят загубите на енергия чрез обвивки на сгради. Тези панели обаче имат по-ниска топлопроводимост от обикновеното стъкло за прозорци. За поликарбонат тази характеристика има стойност 0,2 W / mK, измерванията са извършени съгласно метода, одобрен от стандарта DIN 52612. Стъклото за прозорци има висока топлопроводимост.

Трябва да се има предвид, че изолационните свойства на материала се увеличават с увеличаване на дебелината. И така, ceteris paribus, лист монолитен поликарбонат от 8 мм е почти 20% по-ефективен от подобно стъкло. Още по-голяма разлика се наблюдава при инсталирането на два или повече панела с въздушна междина между тях. През последните години този полимер все повече се използва в стъкло вместо в традиционно стъкло.

Балконът е остъклен с монолитен поликарбонат.

звукоизолация

Монолитен поликарбонат има вискозна вътрешна структура на плочата и поради тази характеристика е в състояние ефективно да абсорбира звуци. Според резултатите от измерванията нивото на звукоизолация за плочи с дебелина от 4 до 12 мм варира от минимална стойност от 18 dB и максимална стойност от 23 dB.

Монолитният поликарбонат има по-ниска плътност от стъкло на прозорците и в резултат на това е способен значително да затихва звуковите вълни, особено в нискочестотния обхват. Това свойство на материала позволява да се използва за производството и монтажа на звукопоглъщащи екрани по натоварени пътища.

Устойчив на влага

Монолитният поликарбонат е нехигроскопичен, с други думи полимерът не абсорбира вода. Този имот позволява използването му в помещения с висока влажност в оранжерии, легла, басейни и други подобни конструкции.За да се предотврати образуването на конденз върху вътрешната повърхност на плочата по време на производствения процес, може да се приложи специален полимерен филм. Специалните степени на материала са маркирани върху защитния филм и се монтират вътре в покритието по време на монтажа.

Цветове на панелите

Производителите на монолитен поликарбонат предлагат на своите клиенти, освен прозрачни листове, и боядисани. В различните компании цветовата гама на плочите може да се различава значително от продуктите на конкурентни предприятия.

Най-често срещаните са следните цветове на плочата:

Оцветяването на панелите се извършва чрез въвеждане на пигмент в масата на материала непосредствено преди формоването. Тази технология осигурява висока равномерност на цветовете и значителна издръжливост. Оцветяващият състав е равномерно разпределен по целия панел, което предотвратява изгарянето му. Отделни компании, произвеждащи този материал, предлагат и други потребителски цветни решения.

Назначаване и обхват на монолитен поликарбонат

Прозрачните и боядисани пластмасови панели стават все по-популярни сред потребителите и все повече се превръщат в заместител на силикатно и кварцово стъкло. Монолитен поликарбонат, използването на който в строителството непрекъснато се разраства, е търсено в други отрасли.

Основните области на използване за прозрачни и боядисани панели са следните:

През последните години обхватът на приложение на монолитни поликарбонатни панели се разширява все повече и повече. Материалът се използва и в медицинските заведения за монтиране на кутии със стерилни условия и производство на друго специално оборудване.

Сложността на монтажните конструкции, изработени от монолитен поликарбонат

Този материал е прост и удобен при производството, формоването и закрепването на части. За работа с монолитен поликарбонат могат да се използват ръчни или електрически инструменти със стоманена режеща повърхност. Важно е циркулярните или лентови триони да имат правилното заточване. За професионална употреба се препоръчват инструментите с карбидни или карбидни накрайници с охлаждане на мястото на рязане или пробиване със сгъстен въздух.

При производството на конструкции от монолитен поликарбонат са разрешени следните методи за обработка на материали:

• Фрезоване.
• Рязане с циркуляр, лентен трион или ножица.
• Пробиване или пробиване на дупки със специално устройство.
• Лазерно рязане на материал.

Монолитни поликарбонатни листове могат да се образуват студено и горещо. В този случай минималният допустим радиус на огъване трябва да бъде 150 пъти по-голям от дебелината на панела. Закръглянето на листа трябва да се извършва изключително по линията на екструдиране. Правилната посока на огъване трябва да бъде посочена на защитния филм, който се отстранява по време на монтажа.

Закрепването на листове към строителни конструкции може да се извърши с помощта на самонарезни винтове с пресоваща шайба и полимерни или гумени уплътнения.Отделни панели са свързани помежду си с помощта на специални разтворители, заваряване и други методи. Правилната инсталация на монолитен поликарбонат осигурява възможност за използването му през целия жизнен цикъл.