Policarbonat monolític: característiques tècniques, propietats i aplicació del material

En la construcció moderna, s’utilitzen àmpliament materials transparents, sovint formant completament l’aspecte dels edificis. Juntament amb els vidres corrents, les propietats de policarbonat monolític també són generalitzades, i l'ús de les quals permet crear estructures constructives úniques. Aquest plàstic presenta unes característiques tècniques excel·lents, cosa que el fa indispensable per a la construcció d’estructures amb diverses finalitats.

Què és el policarbonat monolític?

Aquest material es va obtenir per primera vegada a finals del segle XIX com a subproducte en la síntesi de fàrmacs per alleujar el dolor. Sorgeix una pregunta força natural: què és el policarbonat monolític i quines propietats té? És un compost de transparència insoluble en aigua i molts altres líquids que poden competir amb vidres de silicat d’alta qualitat.

Les característiques tècniques de policarbonat monolític, que es troben al màxim nivell, pertanyen al grup dels termoplàstics. Els compostos aromàtics més utilitzats sintetitzats a partir del bisfenol A. Al seu torn, aquesta substància s’obté mitjançant condensació de components relativament econòmics d’acetona i fenol. Aquesta circumstància fa possible el seu ús estès en la construcció i altres camps.

El policarbonat monolític es subministra al consumidor en forma de material de xapa amb un gruix d’1 a 12 mm amb una mida estàndard de 205 × 305 mm. Per encàrrec especial és possible fabricar panells amb altres paràmetres geomètrics mantenint l'amplada. Aquesta limitació es deu a les dimensions estàndard de l'extrusora utilitzada per fabricar el polímer.

La producció industrial de policarbonat monolític es realitza d’acord amb la TU 6-19-113-87. D'aquesta manera, es proporciona al material les característiques necessàries en els següents paràmetres: resistència a la tracció, resistència a l'impacte i resistència a temperatures baixes i altes. Actualment, la gamma de policarbonats produïts al nostre país ia l'estranger consta de desenes d'articles.

En aquesta llista es mostren les qualificacions següents d’aquest material, diferents en algunes propietats i característiques:

• PC-005 i PC-003 són polímers d’alta viscositat, fins fa poc PK-1.
• El termoplàstic de viscositat mitjana PC-007 va substituir els policarbonats PK-2 i PK-LT-10.
• Material RS-010 de baixa viscositat designat prèviament PK-LT-12 i PK-3.
• PK-LT-18-m panells termostabilitzats pintats de negre (fins fa poc, PK-4).
• PK-5: un material especialment desenvolupat amb finalitats mèdiques, s'utilitza juntament amb policarbonats monolítics importats.
• PK-6: fulls per a dispositius òptics i estructures d’il·luminació.
• PK-LST-30: material amb un farciment de silici o vidre de quars (antiga designació PK-LSV-30 i PK-NKS).
• PK-M-1: panells amb un coeficient mínim de fricció de la superfície.
• PK-M-2: alta resistència al microcrèdit i excel·lents propietats contra el foc. Actualment no té anàlegs al món.
• PK-TS-16-OD - material pertanyent a la màxima categoria en termes de resistència a la flama oberta i temperatures elevades. Els panells estan dissenyats específicament per a estructures amb requisits estrictes de protecció contra incendis.

A més dels policarbonats monolítics transparents, la indústria ofereix als panells dels consumidors un baix grau de transmissió de llum de diversos colors.

La relació de policarbonat monolític a temperatura

Els indicadors de resistència dels panells de polímer a les condicions climàtiques són determinats per les normes internacionals russes i internacionals pertinents. El policarbonat monolític té una resistència important a les gelades, es pot utilitzar per a la fabricació d’estructures exteriors. Aquest últim es pot utilitzar a temperatures de fins a -50 ° C sempre que no hi hagi càrregues mecàniques, a -40 ° C aquest material pot resistir fins a cops.

La resistència a la calor de la majoria dels graus de policarbonats és de fins a + 120 º C. Per a mostres individuals, aquesta xifra arriba a + 150 ºC. Com tots els materials, quan el polímer s’escalfa de mida, el coeficient d’expansió lineal tèrmica es determina mitjançant una tècnica especial. Per al policarbonat monolític, el seu valor és de 6,5 × 10-5 m / ° C, cosa que permet utilitzar-lo per a la fabricació d’estructures crítiques exteriors. Funcionen amb èxit en condicions amb diferències de temperatura importants.

Resistència química del material

El policarbonat monolític és un polímer que pot suportar efectivament factors ambientals destructius. El material està inert respecte a molts medis agressius, i aquesta capacitat depèn de la temperatura i concentració de les substàncies.

Els panells són altament resistents a les substàncies químiques als següents compostos:

• Àcids orgànics i inorgànics i solucions de les seves sals.
• Reductors i agents oxidants de diversos tipus.
• Alcohols i detergents sintètics.
• Greixos orgànics i combustibles i lubricants.

Tot i això, alguns compostos químics poden reaccionar amb el polímer, la qual cosa condueix a la destrucció gradual dels panells.

Per a la comoditat del lector, es presenta informació sobre la resistència del policarbonat a certs líquids en forma de taula:

Àcid acètic	+	Hexà	+
Sal	+	Peróxido d'hidrogen, concentració fins al 30%	+
Alcohol butílic	+	Gasolina, gasoil i olis minerals	+
Alcohol etílic	+	Amoníac	–
Àcid clorhídric, fins a un 20%	+	Acetat de butil	–
Propà	+	Alcohol dietílic	–
Àcid bòric	+	Alcohol metílic	–
Permanganat de potassi, màx. conc. 10%	+	Solucions alcalines	–
El signe "+" de la taula indica la resistència del material a una exposició prolongada a la substància especificada.

Resistència mecànica del policarbonat ISO 527

Els panells es caracteritzen per la seva capacitat de suportar una gran varietat de càrregues durant un període important de temps. La certificació de policarbonats en termes de resistència mecànica es realitza segons els requisits de les normes russes, americanes i internacionals.

Els avantatges d’aquest material inclouen els següents:

• La resistència a la flexió del polímer es comprova segons la norma ISO 178 i ascendeix a 95 MPa, segons el grau.
• El mòdul elàstic d'aquesta prova es troba dins de 2600 MPa.
• La resistència a la tracció de la làmina quan es prova per esquinçar-se d’acord amb la norma ISO 527- fins a 60 MPa.
• El mòdul elàstic a aquestes càrregues és de fins a 2200 MPa, amb un allargament relatiu de la mostra, que en alguns casos arriba al 100%.
• La viscositat del policarbonat monolític provada mitjançant el mètode Charlie per a productes amb incisió d’una certa profunditat no és superior a 30 - 40 kJ / m².
• Un indicador similar per a Izod es troba en el rang comprès entre 600 i 800 J / m.

El full de policarbonat és altament resistent als impactes. Així doncs, durant les proves sense incisió prèvia del material, va romandre intacta amb les càrregues màximes assolibles al laboratori.S'utilitzen panells especialment duradors per a la fabricació de productes de protecció i mitjans per garantir la seguretat dels ciutadans i els funcionaris de la llei.

El policarbonat monolític, a diferència del vidre, es pot doblegar en condicions ambientals normals. La propietat indicada del material s’utilitza àmpliament en la fabricació de diversos tipus d’estructures arrodonides: marquesines, tanques i similars. Aquesta qualitat es caracteritza per un radi de flexió limitat, que depèn del gruix de la xapa.

Es mostra informació detallada sobre aquest tema al gràfic:

Dependència del màxim radi de flexió possible del gruix d’un full de policarbonat monolític.

Gruix de gruix i gravetat específica

La indústria ofereix una àmplia gamma de panells transparents i opacs en una gran varietat de colors. Les característiques de policarbonat monolític, que són úniques en molts aspectes, tenen una densitat de 1200 kg / m3. Això és significativament inferior al dels vidres de la finestra, que té més del doble de gravetat específica. Aquesta circumstància permet facilitar moltíssimes estructures de construcció, sempre que es mantingui la seva resistència mecànica al nivell adequat.

El coneixement d’un indicador com el pes d’un metre quadrat de policarbonat monolític és necessari per determinar la massa del material de coberta durant els treballs de disseny i construcció.

El valor en massa del policarbonat monolític dependrà del gruix de la fulla de material:

Dependència del pes d’una làmina estàndard de policarbonat monolític, de mida 2050x3050 mm, del seu gruix.

Resistència a la UV

Els panells de policarbonat monolítics tenen transmissió selectiva de la llum. Per aconseguir aquest efecte, per extrusió s'aplica un recobriment protector a la superfície de la xapa. El gruix d’aquesta capa és suficient per retardar i absorbir la radiació de la part ultraviolada de l’espectre, mentre que la llum infraroja visible i suau penetra lliurement a través de la barrera. Depenent de la marca de la junta, s’aplica un revestiment protector per una o les dues cares.

La tecnologia d’extrusió utilitzada elimina la possibilitat de delaminació de la base a causa de la interpenetració dels materials. Una altra tecnologia per protegir el panell de l’exposició a la radiació UF és l’ús d’additius especials d’estabilitzadors en el volum de plàstic. Aquest mètode de protecció dels polímers és més car, però la seva efectivitat és molt més alta.

Per protegir el policarbonat monolític dels danys durant l'emmagatzematge i el transport, s'enganxa amb una pel·lícula de plàstic. Indica la marca del panell i el costat sobre el qual s’aplica el recobriment protector. La pel·lícula s’elimina directament durant la instal·lació o immediatament després d’ella, en cas contrari, serà difícil eliminar-la de la superfície del panell.

Actuació del foc

Policarbonat sota la influència d’una flama oberta i quan se supera una certa temperatura, comença a fondre’s i s’encén. Un cop finalitzada l'exposició externa, aquest procés s'esvaeix espontàniament. Els panells de material polimèric tenen les següents característiques per garantir la seguretat contra incendis:

• resistència a altes temperatures i flama oberta;
• durant la combustió, la formació de fum és mínima;
• els productes de combustió no són tòxics;
• l’índex d’oxigen del material és del 28-30%.

El policarbonat monolític pertany a la categoria de materials autoextingents. Això permet classificar-la com a categoria de seguretat contra incendis V-1 (B1) d’acord amb els requisits de les normes UL-94 i DIN 4102. Al mateix temps, no s’utilitzen retardants de flama ni altres additius en el procés de producció.

Vida de servei

Els panells de policarbonat monolítics es fabriquen a partir de grànuls mitjançant extrusió o emmotllament per injecció.

La vida d’aquest material està determinada pels següents factors:

• qualitat de les matèries primeres i compliment de les condicions tècniques de fabricació;
• instal·lació correcta;
• condicions climàtiques i exposició a factors ambientals adversos.

Diferents fabricants declaren les seves condicions d’ús del material, mentre que la xifra mínima supera els 10 anys. Els estudis realitzats en un laboratori especialitzat van demostrar que l'exposició a llarg termini (més de 2000 hores) provoca una disminució de la permeabilitat del panell inferior al 10%. Això correspon a aproximadament vint anys d’explotació de policarbonats a les regions desèrtiques d’Arizona o Israel.

Paràmetres ambientals

Com s'ha esmentat anteriorment, el policarbonat monolític es produeix a partir de granulat en equips especials amb un cicle tecnològic tancat. Aquest mètode de fabricació de panells permet minimitzar els impactes ambientals negatius. El propi material es caracteritza per la inertitat química i no emet cap substància nociva i perillosa per a humans i animals.

Es recomana per a ús interior policarbonat monolític segons les seves característiques ambientals. Les marques especials de panells estan realitzades específicament per a ús en medicina i en la indústria farmacèutica. Permet l'ús d'aquest material en la construcció per a realitzar decoracions exteriors i interiors.

Transmissió de llum

La indústria produeix diversos tipus de policarbonat amb diferents indicadors de permeabilitat a la llum solar i il·luminació artificial. En termes de transmissió de llum, els panells transparents tenen els indicadors següents del 86 al 89%. En aquest cas, la introducció d’additius especials en el material permet canviar les propietats òptiques del material i aconseguir l’absorció màxima dels raigs ultraviolats de l’espectre.

Altres indicadors òptics de policarbonat caracteritzen el grau de transparència. Per tant, l'índex de sagnat de les mostres incolors no és superior a una unitat i el grau de turbiditat no supera el 0,5%. Els panells d’aquest polímer no són en cap cas inferiors al vidre de silici i, juntament amb altres avantatges, conserven les seves característiques durant tot el cicle de vida.

Aïllament tèrmic

El policarbonat monolític no pertany a la categoria de materials dissenyats per reduir les pèrdues d’energia a través de sobres de construcció. Tanmateix, aquests panells tenen una conductivitat tèrmica menor que els vidres de les finestres habituals. Per al policarbonat, aquesta característica té un valor de 0,2 W / mK, les mesures es van realitzar segons el mètode aprovat per la norma DIN 52612. El vidre de la finestra també té una gran conductivitat tèrmica.

Cal tenir en compte que les propietats aïllants del material augmenten amb un gruix creixent. Així, ceteris paribus, un full de policarbonat monolític de 8 mm és gairebé un 20% més eficaç que un vidre similar. Una diferència encara major s'observa quan s'instal·len dos o més panells amb un buit d'aire entre ells. En els últims anys, aquest polímer s’utilitza cada cop més en vidre en lloc de vidre tradicional.

El balcó està vidrat amb policarbonat monolític.

Insonorització

El policarbonat monolític té una estructura interna viscosa de la placa i, gràcies a aquesta característica, és capaç d’absorbir efectivament els sons. Segons els resultats de la mesura, el nivell d’aïllament acústic per a plaques amb un gruix de 4 a 12 mm oscil·la entre un valor mínim de 18 dB i un valor màxim de 23 dB.

El policarbonat monolític té una densitat menor que el vidre de la finestra i, en conseqüència, és capaç d’atenuar les ones sonores significativament, especialment en el rang de baixa freqüència. Aquesta propietat del material permet utilitzar-la per a la fabricació i la instal·lació de pantalles insonoritzants en carreteres transitades.

Resistent a la humitat

El policarbonat monolític no és higroscòpic, és a dir, el polímer no absorbeix aigua. Aquesta propietat permet fer-la servir en habitacions amb alta humitat en hivernacles, banys amb terrassa, piscines i altres estructures d’aquest tipus.Per evitar condensacions a la superfície interior de la placa durant el procés de producció, es pot aplicar una pel·lícula de polímer especial. A la pel·lícula de protecció es marquen qualificacions especials de material i s’instal·len a l’interior del revestiment durant la instal·lació.

Colors del tauler

Els fabricants de policarbonat monolític ofereixen als seus clients, a més de fulls transparents, també pintats. En diferents empreses, la gamma de colors de les plaques pot diferir significativament dels productes de les empreses competidores.

Els més comuns són els següents colors de la placa:

El colorant del panell es realitza introduint el pigment en la massa del material immediatament abans de la modelada. Aquesta tecnologia proporciona una gran uniformitat del color i una durabilitat significativa. La composició colorant es distribueix uniformement a tot el panell, cosa que impedeix que es cremi. Les empreses productores d’aquest material també ofereixen altres solucions de colors a mida.

Cita i àmbits del policarbonat monolític

Els panells de plàstic transparent i pintat són cada cop més populars entre els consumidors i cada vegada són més un reemplaçament del silicat i el vidre de quars. El policarbonat monolític, l'ús del qual en la construcció està en constant expansió, és important en altres indústries.

Les principals àrees d’ús dels plafons transparents i pintats són les següents:

En els darrers anys, l’àmbit d’aplicació dels panells de policarbonat monolític s’ha anat ampliant cada cop més. El material també s’utilitza en institucions mèdiques per a la instal·lació de caixes amb condicions estèrils i la producció d’altres equips especials.

La complexitat de muntar estructures fetes de policarbonat monolític

Aquest material és senzill i convenient en la fabricació, modelat i fixació de peces. Per treballar amb policarbonat monolític, es poden utilitzar eines manuals o elèctriques amb una superfície de tall d’acer. És important que les serres circulars o de banda tinguin un afilat correcte. Per a ús professional, es recomanen eines amb punta de carbur o carbur amb refrigeració del lloc de tall o perforació amb aire comprimit.

Per a la fabricació d’estructures a partir de policarbonat monolític, es permeten els següents mètodes de processament del material:

• Fresat
• Tall amb una serra circular, serra de banda o tisores.
• Perforar o perforar forats amb un dispositiu especial.
• Tall de làser del material.

Les làmines de policarbonat monolítiques es poden formar en fred i en calent. En aquest cas, el radi de flexió mínim admès ha de ser 150 vegades el gruix del panell. L’arrodoniment de les làmines s’ha de fer exclusivament al llarg de la línia d’extrusió. S'ha d'indicar la direcció correcta de flexió a la pel·lícula de protecció, que s'elimina durant la instal·lació.

Les làmines de fixació a les estructures de construcció es poden realitzar mitjançant cargols autopastants amb rentadora de premsa i juntes de polímer o de goma.Els panells separats estan interconnectats mitjançant dissolvents especials, soldadura i altres mètodes. Una correcta instal·lació de policarbonat monolític proporciona la possibilitat del seu ús durant tot el cicle de vida.