Policarbonato monolítico - características técnicas, propriedades e aplicação do material

Na construção moderna, materiais transparentes são amplamente utilizados, muitas vezes formando completamente a aparência de edifícios. Juntamente com o vidro comum, as propriedades monolíticas do policarbonato também são generalizadas, e o uso delas possibilita a criação de estruturas de construção únicas. Este plástico possui excelentes características técnicas, o que o torna indispensável para a construção de estruturas para diversos fins.

O que é policarbonato monolítico?

Este material foi obtido pela primeira vez no final do século 19 como um subproduto na síntese de medicamentos para o alívio da dor. Uma questão bastante natural surge: o que é policarbonato monolítico e quais propriedades ele possui? É um composto de transparência insolúvel em água e em muitos outros líquidos que podem competir com o vidro de silicato de alta qualidade.

As características técnicas de policarbonato monolítico, que estão no nível mais alto, pertencem ao grupo de termoplásticos. Os compostos aromáticos mais amplamente utilizados sintetizados a partir do bisfenol A. Por sua vez, essa substância é obtida por condensação de componentes relativamente baratos de acetona e fenol. Essa circunstância possibilita seu amplo uso na construção e em outros campos.

O policarbonato monolítico é fornecido ao consumidor na forma de material de chapa com uma espessura de 1 a 12 mm em um tamanho padrão de 205 × 305 mm. Por pedido especial, é possível fabricar painéis com outros parâmetros geométricos, mantendo a largura. Essa limitação se deve às dimensões padrão da extrusora usada para fabricar o polímero.

A produção industrial de policarbonato monolítico é realizada de acordo com TU 6-19-113-87. Isso fornece ao material as características necessárias nos seguintes parâmetros: resistência à tração, resistência ao impacto e resistência a baixas e altas temperaturas. Atualmente, a gama de policarbonatos produzidos em nosso país e no exterior consiste em dezenas de itens.

Nesta lista, os seguintes graus deste material, diferentes em algumas propriedades e características:

• PC-005 e PC-003 são polímeros de alta viscosidade, até recentemente PK-1.
• O termoplástico de média viscosidade PC-007 substituiu os policarbonatos PK-2 e PK-LT-10.
• Material RS-010 com baixa viscosidade anteriormente designado PK-LT-12 e PK-3.
• Painéis termoestabilizados PK-LT-18-m pintados de preto (até recentemente, PK-4).
• PK-5 - um material especialmente desenvolvido para fins médicos, é usado junto com policarbonatos monolíticos importados.
• PK-6 - folhas para dispositivos ópticos e estruturas de iluminação.
• PK-LST-30 - um material com carga de silicone ou vidro de quartzo (antiga designação PK-LSV-30 e PK-NKS).
• PK-M-1 - painéis com um coeficiente mínimo de atrito da superfície.
• PK-M-2 - alta resistência a microfissuras e excelentes propriedades de combate a incêndio. Atualmente não tem análogos no mundo.
• PK-TS-16-OD - material pertencente à categoria mais alta em termos de resistência a chamas abertas e altas temperaturas. Os painéis são projetados especificamente para estruturas com requisitos rigorosos de proteção contra incêndio.

Além dos policarbonatos monolíticos transparentes, a indústria oferece ao consumidor painéis com baixo grau de transmissão de luz de várias cores.

A proporção de policarbonato monolítico e temperatura

Os indicadores de resistência dos painéis de polímeros às condições climáticas são determinados pelos padrões russos e internacionais relevantes. O policarbonato monolítico possui uma resistência significativa ao gelo, podendo ser usado para a fabricação de estruturas externas. Este último pode ser usado em temperaturas de até - 50 ° C, desde que não haja cargas mecânicas; a - 40 ° C, este material pode suportar choques uniformes.

A resistência ao calor da maioria dos tipos de policarbonatos é de até 120 ° C. Para amostras individuais, esse número atinge +150 ° C. Como todos os materiais, quando o tamanho do polímero é aquecido, o coeficiente de expansão térmica linear é determinado por uma técnica especial. Para o policarbonato monolítico, seu valor é 6,5 × 10-5 m / ° C, o que permite que ele seja usado para a fabricação de estruturas críticas ao ar livre. Eles operam com sucesso em condições com diferenças significativas de temperatura.

Resistência química do material

O policarbonato monolítico é um polímero que pode efetivamente suportar fatores ambientais destrutivos. O material é inerte em relação a muitos meios agressivos, e essa capacidade depende da temperatura e concentração de substâncias.

Os painéis são altamente resistentes a produtos químicos aos seguintes compostos:

• Ácidos orgânicos e inorgânicos e soluções dos seus sais.
• Redutores e agentes oxidantes de vários tipos.
• Álcoois e detergentes sintéticos.
• Gorduras e combustíveis orgânicos e lubrificantes.

No entanto, alguns compostos químicos são capazes de reagir com o polímero, o que leva à destruição gradual dos painéis.

Para conveniência do leitor, são apresentadas informações sobre a resistência do policarbonato a certos líquidos na forma de uma tabela:

Ácido acético	+	Hexano	+
Sal	+	Peróxido de hidrogênio, concentração de até 30%	+
Álcool butílico	+	Gasolina, diesel e óleos minerais	+
Álcool etílico	+	Amoníaco	–
Ácido clorídrico, até 20%	+	Acetato de butilo	–
Propano	+	Álcool dietílico	–
Ácido bórico	+	Álcool metílico	–
Permanganato de potássio, máx. conc. 10%	+	Soluções alcalinas	–
O sinal “+” na tabela indica a resistência do material à exposição prolongada à substância especificada.

Resistência mecânica do policarbonato ISO 527

Os painéis são caracterizados por sua capacidade de suportar uma ampla variedade de cargas por um período significativo de tempo. A certificação de policarbonato em termos de resistência mecânica é feita de acordo com os requisitos das normas russas, americanas e internacionais.

As vantagens deste material incluem o seguinte:

• A resistência à flexão do polímero é verificada de acordo com a ISO 178 e atinge 95 MPa, dependendo da classe.
• O módulo de elasticidade neste teste é de 2600 MPa.
• A resistência à tração da chapa quando testada quanto ao rasgo, de acordo com a ISO 527 - até 60 MPa.
• O módulo de elasticidade em tais cargas é de até 2200 MPa, com alongamento relativo da amostra em alguns casos, atinge 100%.
• A viscosidade do policarbonato monolítico quando testada pelo método Charlie para produtos com uma incisão de uma certa profundidade não é superior a 30 - 40 kJ / m².
• Um indicador semelhante para Izod está na faixa de 600 a 800 J / m.

A chapa de policarbonato é altamente resistente ao impacto. Assim, durante o teste sem incisão preliminar do material, ele permaneceu intacto com as cargas máximas alcançáveis ​​em laboratório.Painéis particularmente duráveis ​​são usados ​​para a fabricação de produtos de proteção e meios para garantir a segurança dos cidadãos e agentes da lei.

O policarbonato monolítico, diferentemente do vidro, pode dobrar sob condições ambientais normais. A propriedade indicada do material é amplamente utilizada na fabricação de vários tipos de estruturas arredondadas: coberturas, cercas e similares. Essa qualidade é caracterizada por um raio de curvatura limitado, que depende da espessura da folha.

Informações detalhadas sobre esse assunto são apresentadas no gráfico:

Dependência do raio de curvatura máximo possível da espessura de uma folha de policarbonato monolítico.

Espessura da folha e gravidade específica

A indústria oferece uma ampla gama de painéis transparentes e opacos em uma ampla variedade de cores. As características monolíticas do policarbonato, únicas em muitos aspectos, têm uma densidade de 1200 kg / m3. Isso é significativamente menor que o do vidro da janela, que tem mais que o dobro da gravidade específica. Essa circunstância possibilita facilitar muito muitas estruturas de edifícios, desde que sua resistência mecânica seja mantida no nível apropriado.

O conhecimento de um indicador como o peso de um metro quadrado de policarbonato monolítico é necessário para determinar a massa de material de cobertura durante o trabalho de projeto e construção.

O valor da massa do policarbonato monolítico dependerá da espessura da folha de material:

Dependência do peso de uma folha padrão de policarbonato monolítico, tamanho 2050x3050 mm, em sua espessura.

Resistência UV

Painéis de policarbonato monolítico têm transmissão seletiva de luz. Para alcançar esse efeito, um revestimento protetor é aplicado na superfície da folha por extrusão. A espessura desta camada é suficiente para atrasar e absorver a radiação da parte ultravioleta do espectro, enquanto a luz infravermelha visível e suave penetra livremente através da barreira. Dependendo da marca do painel, um revestimento protetor é aplicado em um ou nos dois lados.

A tecnologia de extrusão utilizada elimina a possibilidade de delaminação da base devido à interpenetração dos materiais. Outra tecnologia para proteger o painel da exposição à radiação UF é o uso de aditivos especiais de estabilizadores no volume de plástico. Esse método de proteção de polímero é mais caro, mas sua eficácia é muito maior.

Para proteger o policarbonato monolítico contra danos durante o armazenamento e o transporte, ele é colado com um filme plástico. Indica a marca do painel e o lado em que o revestimento protetor é aplicado. O filme é removido diretamente durante a instalação ou imediatamente após, caso contrário, será difícil removê-lo da superfície do painel.

Desempenho de fogo

O policarbonato sob a influência de uma chama aberta e quando uma certa temperatura é excedida, começa a derreter e inflama. Após o término da exposição externa, esse processo desaparece espontaneamente. Os painéis feitos de material polimérico têm os seguintes recursos em termos de garantia de segurança contra incêndio:

• resistência a altas temperaturas e chama aberta;
• durante a combustão, a formação de fumaça é mínima;
• produtos de combustão não são tóxicos;
• o índice de oxigênio do material é 28-30%.

O policarbonato monolítico pertence à categoria de materiais auto-extinguíveis. Isso permite que ele seja classificado como categoria de segurança contra incêndio V-1 (B1), de acordo com os requisitos das normas UL-94 e DIN 4102. Ao mesmo tempo, nenhum retardante de chama e outros aditivos são usados ​​no processo de produção.

Vida de serviço

Os painéis de policarbonato monolítico são feitos de grânulos por extrusão ou moldagem por injeção.

A vida útil deste material é determinada pelos seguintes fatores:

• qualidade das matérias-primas e cumprimento das condições técnicas de fabricação;
• instalação correta;
• condições climáticas e exposição a fatores ambientais adversos.

Diferentes fabricantes declaram seus termos de uso do material, enquanto o valor mínimo excede 10 anos. Estudos realizados em um laboratório especializado mostraram que a exposição a longo prazo (mais de 2000 horas) causa uma diminuição na permeabilidade do painel de menos de 10%. Isso corresponde a aproximadamente 20 anos de exploração de policarbonato nas regiões desérticas do Arizona ou Israel.

Parâmetros ambientais

Como mencionado acima, o policarbonato monolítico é produzido a partir de granulado bruto em equipamentos especiais com um ciclo tecnológico fechado. Este método de fabricação de painéis permite minimizar os impactos ambientais negativos. O material em si é caracterizado por inércia química e não emite substâncias nocivas e perigosas para humanos e animais.

O policarbonato monolítico de acordo com suas características ambientais é recomendado para uso interno. Marcas especiais de painéis são fabricadas especificamente para uso na medicina e na indústria farmacêutica. Permita o uso deste material na construção para realizar decoração exterior e interior.

Transmissão de luz

A indústria produz vários tipos de policarbonato com diferentes indicadores de permeabilidade à luz solar e iluminação artificial. Em termos de transmissão de luz, os painéis transparentes têm os seguintes indicadores de 86 a 89%. Nesse caso, a introdução de aditivos especiais no material permite alterar as propriedades ópticas do material e alcançar a absorção máxima dos raios ultravioleta do espectro.

Outros indicadores ópticos de policarbonato caracterizam o grau de sua transparência. Assim, o índice de amarelecimento para amostras incolores não é mais do que uma unidade e o grau de turbidez não excede 0,5%. Os painéis fabricados com esse polímero não são de forma alguma inferiores ao vidro de silício e, juntamente com outras vantagens, mantêm suas características ao longo de todo o ciclo de vida.

Isolação térmica

O policarbonato monolítico não pertence à categoria de materiais projetados para reduzir as perdas de energia através de envelopes de construção. No entanto, esses painéis têm menor condutividade térmica do que os vidros comuns. Para o policarbonato, essa característica possui um valor de 0,2 W / mK, as medições foram realizadas de acordo com o método aprovado pela norma DIN 52612. O vidro de janela também possui uma grande condutividade térmica.

Deve-se ter em mente que as propriedades isolantes do material aumentam com o aumento da espessura. Portanto, ceteris paribus, uma folha de policarbonato monolítico de 8 mm é quase 20% mais eficaz que vidro semelhante. Uma diferença ainda maior é observada ao instalar dois ou mais painéis com um espaço de ar entre eles. Nos últimos anos, esse polímero é cada vez mais utilizado no vidro, em vez do vidro tradicional.

A varanda é envidraçada com policarbonato monolítico.

Insonorização

O policarbonato monolítico possui uma estrutura interna viscosa da placa e, devido a esse recurso, é capaz de absorver efetivamente os sons. De acordo com os resultados da medição, o nível de isolamento acústico para chapas com espessura de 4 a 12 mm varia entre um valor mínimo de 18 dB e um valor máximo de 23 dB.

O policarbonato monolítico possui uma densidade mais baixa que o vidro das janelas e, como resultado, é capaz de atenuar significativamente as ondas sonoras, especialmente na faixa de baixa frequência. Essa propriedade do material permite que ele seja usado na fabricação e instalação de telas de absorção de som ao longo de ruas movimentadas.

Resistente à umidade

O policarbonato monolítico não é higroscópico, ou seja, o polímero não absorve água. Essa propriedade possibilita sua utilização em salas com alta umidade em estufas, estufas, piscinas e outras estruturas desse tipo.Para evitar a condensação na superfície interna da placa durante o processo de produção, um filme de polímero especial pode ser aplicado. Tipos especiais de material estão marcados na película protetora e são instalados dentro do revestimento durante a instalação.

Cores do painel

Os fabricantes de policarbonato monolítico oferecem aos seus clientes, além de folhas transparentes, também as pintadas. Em diferentes empresas, a gama de cores das chapas pode diferir significativamente dos produtos das empresas concorrentes.

As mais comuns são as seguintes cores da placa:

A coloração do painel é realizada introduzindo pigmento na massa de material imediatamente antes da moldagem. Essa tecnologia oferece alta uniformidade de cor e durabilidade significativa. A composição da coloração é distribuída uniformemente por todo o painel, o que evita que se queime. Empresas individuais que produzem esse material também oferecem outras soluções de cores personalizadas.

Nomeação e escopos de policarbonato monolítico

Os painéis de plástico transparente e pintado estão se tornando cada vez mais populares entre os consumidores e cada vez mais substituindo o silicato e o vidro de quartzo. O policarbonato monolítico, cuja utilização na construção está em constante expansão, é procurado em outras indústrias.

As principais áreas de uso para painéis transparentes e pintados são as seguintes:

Nos últimos anos, o escopo de aplicação dos painéis de policarbonato monolítico vem se expandindo cada vez mais. O material também é utilizado em instituições médicas para a instalação de caixas com condições estéreis e a produção de outros equipamentos especiais.

A complexidade das estruturas de montagem em policarbonato monolítico

Este material é simples e conveniente na fabricação, moldagem e fixação de peças. Para trabalhar com policarbonato monolítico, podem ser usadas ferramentas manuais ou elétricas com uma superfície de corte de aço. É importante que as serras circulares ou de fita tenham a afiação correta. Para uso profissional, são recomendadas ferramentas com ponta de metal duro ou com carboneto com resfriamento do local de corte ou perfuração com ar comprimido.

Na fabricação de estruturas a partir de policarbonato monolítico, são permitidos os seguintes métodos de processamento do material:

• Fresagem
• Cortar com uma serra circular, serra de fita ou tesoura.
• Perfurar ou perfurar orifícios com um dispositivo especial.
• Corte a laser de material.

As folhas de policarbonato monolítico podem ser formadas a frio e a quente. Nesse caso, o raio de curvatura mínimo permitido deve ser 150 vezes a espessura do painel. O arredondamento das folhas deve ser feito exclusivamente ao longo da linha de extrusão. A direção correta de flexão deve ser indicada na película protetora, que é removida durante a instalação.

A fixação das chapas nas estruturas do edifício pode ser realizada com parafusos auto-atarraxantes, com uma arruela de pressão e juntas de polímero ou borracha.Painéis separados são interconectados usando solventes especiais, soldagem e outros métodos. A instalação correta de policarbonato monolítico oferece a possibilidade de seu uso durante todo o ciclo de vida.