Относится к классу синтетических полимеров - линейный полиэфир угольной кислоты и двухатомных фенолов. Они образуются из соответствующего фенола и фосгена в присутствии оснований или при нагревании диалкилкарбоната с двухатомным фенолом при 180-300 0С.
Поликарбонаты - бесцветная прозрачная масса с температурой размягчения 180-300 0С (в зависимости от метода получения) и молекулярной массой 50000-500000. Имеют высокую теплостойкость - до 153 0С. Термостойкие марки (PC-HT), представляющие собой сополимеры, выдерживают температуру до 160-205 0С. Обладает высокой жесткостью в сочетании с очень высокой стойкостью к ударным воздействиям в том числе при повышенной и пониженной температуре. Выдерживает циклические перепады температур от -253 до +100 0С. Базовые марки имеют высокий коэффициент трения. Рекомендуется для точных деталей. Имеет высокую размерную стабильность, незначительное водопоглощение. Нетоксичен. Подвергается стерилизации. Имеет отличные диэлектрические свойства. Допускает пайку контактов. Обладает хорошими оптическими свойствами. Чувствителен к остаточным напряжениям. Детали с высокими остаточными напряжениями легко растрескиваются при действии бензина, масел. Требует хорошей сушки перед переработкой.
Поликарбонат обладает высокой химической устойчивостью к большинству неинертных веществ, что дает возможность применять его в агрессивных средах без изменения его химического состава и свойств. К таким веществам относятся минеральные кислоты даже высоких концентраций, соли, насыщенные углеводороды и спирты, включая метанол. Но следует также учитывать, что ряд химических соединений оказывают на материал ПК разрушающее действие (среди полимеров не много таких, которые стойко выдерживают контакт с ними). Этими веществами являются щелочи, амины, альдегиды, кетоны и хлорированные углеводороды (метиленхлорид используют для склеивания поликарбоната). Материал частично растворим в ароматических углеводородах и сложных эфирах.
Несмотря на кажущуюся устойчивость поликарбоната к таким химическим соединениям, при повышенных температурах и в напряженном состоянии листового материала (изгиб, например) они будут действовать как трещинообразователи. Это явление повлечет за собой нарушение оптических свойств поликарбоната. Причем максимальное трещинообразование будет наблюдаться в местах наибольших изгибных напряжений.
Еще одной отличительной чертой поликарбоната является высокая проницаемость для газов и паров. Когда требуются барьерные свойства (например, при ламинировании и применении декоративных виниловых пленок средней и большой толщины от 100 до 200 мкм), необходимо на поверхность поликарбоната предварительно нанести специальное покрытие.
Не имеет аналогов по механическим свойствам среди применяемых в настоящее время полимерных материалов. Он сочетает такие свойства, как высокая термостойкость, уникальная ударопрочность и высокая прозрачность. Его свойства мало зависят от изменений температуры, а критические температуры, при которых этот материал становится хрупким, находятся вне диапазона возможных отрицательных температур эксплуатации.
Характеристики марочного ассортимента
(минимальные и максимальные значения для промышленных марок)
|
Наименование показателей (при 23 0С) |
Поликарбонат (ПК) |
ПК+40% стекловолокна |
ПК термостойкий ПК-НТ |
| Плотность, г/см3 | |||
| Теплостойкость по Вика (50 0С/ч, 50 Н), 0С | |||
| Предел текучести при растяжении (50мм/мин), МПа | |||
| Предел прочности при растяжении (50мм/мин), МПа | |||
| Модуль упругости при растяжении (1мм/мин), МПа | |||
| Относительное удлинение при растяжении (50мм/мин), % | |||
| Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом), кДж/м2 | |||
| Твердость при вдавливании шарика (358 Н, 30 с), МПа | |||
| Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом | |||
| Водопоглощение (24 ч, влажн. 50%), % | |||
| Коэффициент светопропускания для прозрачных марок (3 мм), % |
Выдающимся свойством ПК пленки является ее размерная стабильность, она совершенно непригодна в качестве усадочной пленки; нагревание пленки до 150 °С (т.е. выше точки размягчения) в течение 10 мин. дает усадку всего 2%. ПК легко сваривается как импульсным, так и ультразвуковым способами, а также обычной сваркой горячими электродами. Пленку легко формовать в изделия, при этом возможны большие степени вытяжки с хорошим воспроизведением деталей форм. Хорошую печать можно получить разными методами (шелкографии, флексографии, гравировки).
Промышленные способы получения
Основными промышленными способами получения поликарбонатов являются:
фосгенирование бисфенолов в органическом растворителе в присутствии третичных органических оснований, связывающих соляную кислоту - побочный продукт реакции (способ поликонденсации в растворе);
фосгенирование бисфенолов, растворенных в водном растворе щелочи, на поверхности раздела фаз в присутствии каталитических количеств третичных аминов (способ межфазной поликонденсации);
Основные свойства и применение поликарбоната
Поликарбонат является линейным полиэфиром угольной кислоты.
Поликарбонат очень необычен из-за сочетания высокой термостойкости и прозрачности.
Он достаточно необычен в связи с сочетанием высокой термостойкости, прозрачности и высокой ударной вязкости.
Поликарбонат является одним из наиболее удачных вариантов замены стекла в использовании со светопрозрачными конструкциями. Данный материал сочетает в себе низкий вес, высокую прочность, хорошие оптические свойства, широкий, по сравнению с другими пластиками, температурный диапазон использования (от -40°С до +120°С), долговечность, огнестойкость, гибкость, достаточные теплоизоляционные свойства, в многостенных панелях. Поликарбонат обладает высокой химической устойчивостью к большей части неинертных веществ, что предоставляет возможность использовать его в агрессивных средах.
Однако по своей природе поликарбонат не устойчив к воздействиям ультрафиолетовых лучей. Материал, который не имеет специальной защиты, на протяжении нескольких лет сможет стать непригодным для дальнейшего использования. Для удобства определения слоя с УФ защитой на защитную полиэтиленовую пленку должна наноситься маркировка.
Поликарбонат по экологическим параметрам не уступает стеклу, а по прочности намного его превосходит. Свойства этого материала мало изменяются с повышением температуры, а чрезмерно низкие температуры, которые ведут к хрупким разрушениям, находятся за пределами отрицательных возможных температур использования. По технологии изготовления делится на поликарбонат сотовый и поликарбонат листовой. Технологии изготовления подобных материалов определяют также сферу их применения.
Широко используется поликарбонат и производителями различных изделий при помощи литья под давлением. В большинстве случаев литьем можно получить изделия для светотехники и оптики. Для изготовления данных видов изделий используются специальные литьевые марки полимеров.
Первичный товарный поликарбонат в большинстве случаев представляет собой прозрачные гранулы, которые расфасовываются в мешки либо бег-беги.
Вернуться к оглавлению
Где применяют поликарбонат?
Поликарбонатная пленка применяется в качестве устройства теплицы для растений.
Основное применение поликарбоната - поликарбонатная пленка, которая предназначается, чтобы была возможность упаковывать пищу при повышенных температурах. Перспективные области использования - пакеты, которые стерилизуются в автоклавах и упаковки, которые предназначаются для использования их в микроволновых печах, упаковка различных медицинских изделий. Из поликарбонатов формируют разогреваемые подносы с готовыми блюдами, упаковка, которая обозначается "кипяти в упаковке". В каждом из данных случаев используется высокая теплостойкость.
Вернуться к оглавлению
Своиства и применение поликарбонатной пленки
Свойства поликарбонатов мало меняются с ростом температур. Проницаемость для паров воды и газа высокая, в связи с тем чтобы улучшить барьерные свойства, на поликарбонатную пленку необходимо наносить покрытие. Преимуществом использования ПК-пленки является размерная ее стабильность. Она абсолютно непригодна для усадочной пленки. Следует знать, что нагревание подобной пленки до 150°С (то есть выше точки размягчения) на протяжении 10 минут даст усадку всего 2%. Поликарбонат может легко свариваться как ультразвуковым, так и импульсным способами, помимо того, можно сваривать его и при помощи обыкновенной сварки горячими электродами.
Пленку есть возможность с легкостью формовать в изделия, при этом могут быть большие степени вытяжки с хорошим воспроизведением формовых деталей. Хорошая печать может быть получена разными методами: флексографией, шелкографией, гравировкой.
Вернуться к оглавлению
Свойства и и характеристики сотового поликарбоната
Сотовый поликарбонат - это пластик, который изготавливается из поликарбоната высокого качества при помощи использования метода экструзии, что предполагает расплавление гранул и выдавливание данной массы через специальную форму (фильеру), которая будет определять строение и конструкцию листа. В результате получатся полые листы, которые имеют ячеистую структуру. В них два или более поликарбонатных слоев соединяются продольными внутренними ребрами жесткости, которые ориентированны в направлении длины листа.
Сотовый поликарбонат - пластик, изготовленный из высококачественного поликарбоната.
Высокая прочность и пластичность самого материала предоставляет возможность получать листы с очень тонкими стенками (около 0,3-0,7 мм) при помощи использования экструзионного способа. При этом исключаются потери ударопрочных характеристик. Подобные листы будут иметь малый вес. Воздух, который содержится в пустотах между слоями листа, способен обеспечить высокие его теплоизоляционные свойства. Ребра жесткости обеспечивают большую конструктивную прочность в соотношении к весу.
Поликарбонат имеет следующие преимущества:
- Высокая термостойкость.
- Сверхвысокая ударная прочность. При малом весе сотовый поликарбонат приблизительно в 200 раз прочнее стекла и в 9 раз прочнее, чем акриловые пластики или ПВХ.
- Высокая огнестойкость.
- Высокие свойства теплоизоляции, низкая теплопроводность.
- Чрезвычайная легкость. Малый удельный вес: сотовый поликарбонат весит в 15 раз меньше стекла и в 3 раза меньше, чем акрил такой же толщины. Легкость листов при этом позволяет создавать оригинальные, легкие и элегантные конструкции.
- Высокая светопроницаемость, прозрачность достигает 86%.
- Высокая химическая устойчивость.
- Хорошая звуко- и шумоизоляция.
- Прочность на разрыв и на изгиб.
- Хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям.
- Безопасность остекления. Подобный материал не разбивается, не дает трещин, соответственно, острых осколков в случае удара.
- Долговечность, неизменность свойств, срок службы изделий из данного материала по гарантии достигает 12 лет.
- Защита от ультрафиолетового излучения. Защитный специальный слой будет препятствовать проникновению самых вредных УФ излучений для внутреннего помещения.
- Отличные конструкционные возможности.
Монолитный поликарбонат - светопрозрачный пластик, по составу напоминающий сотовый поликарбонат.
Следует знать некоторую информацию и о монолитном поликарбонате. Это светопрозрачный пластик, который обладает всеми теми же преимуществами, что и сотовый поликарбонат, однако имеет гораздо большую прочность. Лист, который имеет толщину 12 мм, не может пробить пуля из пистолета. Однако следует знать, что подобный материал является более дорогим и тяжелым. Монолитный поликарбонат является идеальным материалом для остекления мест, в которых требуется прочность и легкость материала.
Существуют и другие варианты использования данного материала.
Поликарбонат достаточно успешно используется, для того чтобы изготавливать такие конструкции, как:
- навесы для автозаправочных станций, рынков, автомобильных стоянок, детских площадок и бассейнов;
- веранды, козырьки, "чайные домики", душевые кабинки, беседки;
- световые фонари, светопропускающие кровли для спортивных, частных и промышленных зданий;
- оранжереи и теплицы в промышленном и частном применении;
- подвесные потолки, перегородки в офисах, декорации стен в клубах и театрах;
- стенды, световые короба.
Данный материал имеет достаточно большое количество преимуществ, в связи с чем применение поликарбоната сегодня пользуется популярностью.
Синтетический полимерный пластик – поликарбонат имеет большие преимущества. Применение поликарбоната, характеристики и преимущества обеспечили широкое распространение во многих отраслях промышленности и в строительстве. Благодаря большому объёму выпускаемого материала, его прочность и другие характеристики, доступная цена, он стал широко применяться и в частном строительстве и хозяйстве.
Характеристики поликарбоната
Заводы – производители выпускают два вида поликарбоната: сотовый поликарбонат и монолитный поликарбонат. У каждого вида материала своя специфика применения и свои характеристики и преимущества.
Сотовый поликарбонат – это лист, который состоит из пластин, двух и более, которые скреплены между собой рёбрами жёсткости. Форма выпускаемого материала – это полосы, шириной 210 см и в длину 300, 600 и 1200 см, толщина полос от 4 до 40 мм. Высокие прочность и теплоизоляционные свойства сотового поликарбоната обеспечили ему незаменимость в строительной области. Поликарбонат этого вида обладает возможностью
изгибаться, что расширяет сферу его применения. В основном именно его используют для остекления фасадов и кровельных площадей. Основные направления, где применяют сотовый поликарбонат это в строительстве:
– фасады административных и жилых зданий
– навесы различных размеров, и форм (благодаря возможности материала изгибаться)
– крыши самых разных конструкций в зданиях и помещениях общественного пользования – это рынки, вокзалы, торговые комплексы, павильоны
– парники, оранжереи, теплицы
Внутри помещений сотовый поликарбонат также используют для изготовления перегородок, как прямых, так и фигурных. Огнестойкость, высокая прочность полимера и его экологичность позволяют спокойно использовать его без вреда для находящихся рядом людей.
Монолитный поликарбонат – это литой пластик. Внешне он представляет собой листы – цветные, матовые и прозрачные. Размер листов стандартный 205 x 305 мм, толщиной от 1 до 12 мм. Очень высокая прочность монолитного поликарбоната завоевала ему большую популярность. Применение этого материала очень востребовано для:
– защитных ограждений и перегородок
– пуленепробиваемых стёкол на окнах и в машины
– высокопрочных витрин в выставочных залах, музеях, ювелирных магазинах, витринах
– как антивандальная защита от различных повреждений,
– бассейнов, аквариумов больших размеров
– защитных щитков, очков
– спортивный инвентарь, способный выдерживать большие нагрузки
Преимущества поликарбоната
Уникальные характеристики этого довольно нового полимерного пластика, подняли на качественно новый
уровень технологии строительства и промышленности. Характеристики и преимущества поликарбоната это:
– Высокая прочность. Преимущества по всем показателям прочности в 200 раз выше силикатного
стекла и в 15 раз выше, чем у акрила. Этот полимерный пластик не ломается, под сильным давлением и ударами он только гнётся и трескается.
– Гибкость листов поликарбоната. Это свойство, его большое преимущество, так как позволяет использовать материал для устройства изогнутых и фигурных поверхностей.
– Высокая стойкость к большим перепадам температуры. Полимер полностью сохраняет все свои свойства, как при очень низких температурах, так и при сильном нагревании (например под прямыми солнечными лучами).
– Очень низкий удельный вес материала. Он в 3 раза меньше, чем у стекла и в 2 раза меньше,чем у акрила.
– Светопроницаемость полимерного пластика, составляет до 95% естественного света.
– Низкая теплопроводность и высокие звукоизоляционные качества.
– Водонепроницаемость.
– Экологически безопасный для человека материал. Поликарбонат не выделяет токсичных и вредных веществ в окружающую среду, даже при воздействии высоких температур и нагревании.
Поликарбонат – лёгкий материал, он прост в обработке. С ним легко работать, он свободно поддаётся сверлению при монтаже и резке по нужным размерам.
Поликарбонат – настолько многофункциональный материал, что на сегодняшний день в промышленности не осталось ни одной отрасли, в которой он не нашёл бы применения.
Отрасль строительства самая востребованная и является основной в применении поликарбоната. Очень высокие темпы строительства по всей стране, требуют очень большого количества надежных материалов. Характеристики и преимущества этого материала полностью отвечают этим требованиям.
Кровли, навесы, даже большие по площади, крытые сотовым поликарбонатом толщиной от 32 до 40 мм могут противостоять сильным ветровой и снеговой нагрузке, выдерживают сильный град. Теплоизоляционные характеристики материала равнозначны хорошему двухкамерному стеклопакету.
В строительстве офисных зданий и торговых комплексов преимущества полимерного пластика обеспечили ему применение для создания перегородок и прозрачных стен. Преимущества этого материала позволяют
ускорить строительство и отделку, уменьшают вес здания и несущую нагрузку. Стоимость материала позволяет значительно снизить расходы без снижения уровня качества строительства.
Высокопрочность, светопроницаемость полимера позволяет даже делать панорамные окна по всей площади фасада зданий.
Преимущества и характеристики сотового поликарбоната, как крепкого, прозрачного и лёгкого материала – это долгожданная находка для тех, кто занят в сельском хозяйстве. Он пришёл на смену ненадёжным стеклу и целлофану. Он с лёгкостью позволяет вертикальное и горизонтальное остекление теплиц и парников, как на маленьких частных участках, так и при устройстве теплиц в больших хозяйствах. Светопроницаемость и
теплопроводность нового материала позволила значительно улучшить освещённость и тепловые потери, что очень существенно и положительно сказывается на росте урожая.
Устройство прозрачных крыш и участков на птицефермах и животноводческих комплексах и хозяйствах
значительно снижают расходы на освещение и обогрев.
В транспортной инфраструктуре и промышленности прочность поликарбоната обеспечивает различные функции защиты и безопасности. Применяются и сотовый и монолитный поликарбонат:
– Для конструкций остановок и укрытий для пешеходных переходов.
– Для конструкций пешеходных переходов над большими автострадами.
– Линзы для светофоров и дорожной подсветки.
– Для устройства защитных щитов и ограждений вдоль дорог.
Экологичные характеристики и преимущества поликарбоната к воздействию больших температур оказали влияние на его востребованность в сфере медицины и охраны здоровья.
Из этого полимера изготавливают:
– Емкости и сосуды для хранения медицинских препаратов.
– Корпуса для оборудования и медицинского оборудования.
– Такие высокотехнологичные изделия, как импланты и искусственные суставы для опорно-двигательного аппарата.
– зубные протезы, детали для различных механизмов
Полимерный пластик не проводит электричество. И такое свойство вместе с лёгкостью и прозрачностью позволяет применять его при изготовлении изолирующих материалов и элементов, а также для изготовления электроприборов различного назначения. Эти изделия не впитывают влагу и не меняют своих характеристик в различных условиях, а это позволяет применять его в устройствах высокоточных приборов. Применение поликарбоната в сфере высоких технологий позволяет изготавливать экраны телевизоров, мониторов, телефонов, очень востребован для изготовления жёстких дисков для персональных компьютеров.
Применение поликарбоната, его уникальные свойства, характеристики и преимущества
поликарбоната позволили шагнуть вперёд на качественно новый уровень во всех сферах
его применения. Сегодня поликарбонат является лидером среди аналогичных материалов и
изделий везде, где он применяется.
Поликарбонатом называют целую группу термопластов, имеющую общую формулу и очень обширную сферу использования. За счет того что поликарбонат имеет хорошую ударную вязкость и обладает высокой степенью прочности, этот материал используют при создании различных конструкций в разных промышленных отраслях. При этом, чтобы улучшить механические свойства поликарбоната, композиции из него обычно наполняют стекловолокном.
Поликарбонат широко используется при изготовлении линз, компакт-дисков, а также при строительстве. Из этого материала изготавливают козырьки и навесы, строят заборы, возводят беседки, делают крыши и т. д.
В сравнении со стеклом, поликарбонат как прозрачный материал имеет массу преимуществ.
Сравнивать поликарбонат и стекло не совсем корректно, но и тот и другой материал часто используется в архитектуре и строительстве именно за счет наличия оптических свойств. Даже в случае, если бы стекло могло бы быть таким же прочным, как поликарбонат, оно все равно бы уступало этому материалу, так как имеет намного больший вес. В то же время поликарбонат проигрывает стеклу в твердости, прозрачности, стойкости к агрессивным воздействиям, долговечности. Однако все недостатки с лихвой компенсируются его прочностью, гибкостью и низкой теплопроводностью.
Способы получения поликарбоната и его состав
В настоящее время, поликарбонаты получают 3-мя способами:
- Путем переэтерификации дифенилкарбоната в вакууме с добавлением в состав сложных оснований (например, натрия метилата) с повышением температуры ступенчатого характера. Процесс осуществляется в расплаве по периодическому принципу. Полученный вязкий состав удаляют из реактора, охлаждают и гранулируют. Преимущество этого способа заключается в отсутствии растворителя при производстве, а основной недостаток заключается в том, что полученный состав имеет плохое качество, так как в нем присутствуют остатки катализатора. При таком способе невозможно получить состав, который будет иметь молекулярную массу более 5000.
- Фосгенирование в растворе А-бисфенола в присутствии пиридина при температуре ниже 25° C. В роли растворителя используют состав, содержащий безводные хлорорганические соединения, а в роли регулятора молекулярной массы - состав, содержащий одноатомные фенолы. Преимущество такого метода заключается в том, что все процессы происходят при низких температурах в однородной жидкой фазе, недостаток метода - использование дорогостоящего пиридина.
- Межфазная поликонденсация фосгена с А-бисфенолом, которая происходит в среде органических растворителей и водных щелочей. Достоинства такого метода заключаются в низкой температурной реакции, в использовании лишь одного органического растворителя, в возможности получить высокий молекулярный вес поликарбоната. Недостатки метода - большие расходы воды при промывке полимера, а значит, и большие объемы сточных вод, загрязняющих окружающую среду.
Состав, который содержит поглотитель УФ лучей и поликарбонат стал настоящим изобретением в промышленности. Такой состав стал успешно применяться для изготовления изделий для остекления, создания автобусных остановок, рекламных щитов, стекол автомобилей, перекрытий, гофрированных плит, табличек, защитных экранов, массивных плит, ячеистых плит и ячеистых профилей.
Вернуться к оглавлению
Виды поликарбоната и его свойства
Поликарбонат является сложным линейным полиэфиром фенолов и угольной кислоты, который относят к классу синтетических полимеров. Производители поликарбонатных плит получают материал, который имеет вид инертных и прозрачных гранул. На рынке представлены в основном 2 вида поликарбонатных листов: сотовые и монолитные листы различной толщины. Лист сотового поликарбоната выпускается с толщиной 4, 6, 8, 10 или 16 мм, шириной 2,1 м и длиной 6 или 12 м. Лист монолитного поликарбоната имеет толщину 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 мм, ширину 2,05 м и длину 3,05 м.
Вернуться к оглавлению
Монолитный поликарбонат
Монолитный поликарбонат по внешнему виду напоминает акриловое стекло. По механическим свойствам этот материал не имеет аналогов среди используемых полимерных материалов. Он сочетает в себе прозрачность, хорошую стойкость к ударам и высокую термостойкость. Монолитные листы этого материала некоторые специалисты называют ударопрочным стеклом.
Благодаря своей высокой прочности в сочетании с отличными оптическими свойствами, монолитный поликарбонат используется для защитного остекления (при изготовлении щитов, ограждений и защитных экранов для служб правопорядка, при остеклении промышленных и жилых зданий, строительстве больниц, крытых автостоянок, магазинов, объектов сельскохозяйственного назначения, спортивных сооружений и т. д.). Из этого материала делают каски и защитные очки, используют при остеклении самолетов, автобусов, поездов и катеров.
Поликарбонат применяют при устройстве зимних садов и веранд, монтаже зенитных фонарей, при изготовлении оборудования для освещения, устройстве защитных барьеров от шума на автострадах, при изготовлении знаков и вывесок.
Монолитный поликарбонат считается идеальным материалом для создания элементов с криволинейной формой, которые моно получить путем горячего формования. Благодаря этому материалу можно создать различные купола с прямоугольным, квадратным или круглым основанием, модульные протяжные световые фонари различной длины, а также отдельные секции больших куполов, которые в диаметре достигают 8-10 м. Многие специалисты считают монолитный поликарбонат уникальным материалом, но для создания горизонтальных перекрытий его используют очень редко. Чаще всего это обусловлено его высокой стоимостью, которая очень сильно превышает стоимость сотового поликарбоната - более популярного материала в строительстве. К тому же сотовый материал обеспечивает большую теплоизоляцию.
Вернуться к оглавлению
Сотовый поликарбонат
Поликарбонатным сотовым пластиком называют многослойные ударопрочные пластины из поликарбоната. Сотовый поликарбонат, который широко используется в частном строительстве, представляет собой полимер, профилированный в панели, которые имеют несколько слоев и внутренние продольные ребра жесткости. Получают его методом экструзии, при котором происходит плавление гранул, а затем выдавливание полученной массы через специальное устройство, форма которого определяет конструкцию и строение листа.
За последние годы сотовый поликарбонат набрал большую популярность. Изначально этот материал был разработан для создания устойчивых к снеговым нагрузкам и градобитию кровельных конструкций - прозрачных, прочных и вместе с тем легких. Сегодня его используют не только для вертикального и кровельного остекления домов и зданий, а для создания парников, теплиц, зимних садов, витрин, различных декоративных и защитных, профильных и плоских перегородок, а также для создания различных элементов, имеющих внутреннюю подсветку. Правильно подобранный цвет материала и фантазия дизайнеров обеспечат разнообразие декораций создаваемых интерьеров.
Сотовый поликарбонат согласно европейской классификации относят к классу В1 - это трудно воспламеняемые материалы. При его применении в строительных конструкциях соблюдают те же строительные правила и нормы, которые соблюдаются при использовании материалов указанной выше степени возгораемости. Листы поликарбоната обладают высокой стойкостью к перепадам температур от -40 до +120 °С и к негативным воздействиям солнечной радиации.
Иногда материал покрывают специальным неотделимым защитным слоем от ультрафиолетового излучения или слоем, который предотвращает образование капель на внутренней поверхности панели (в этом случае влага распределяется тонким слоем по поверхности листа, тем самым не нарушая светопропускную способность материала). Гарантийный срок службы материала - 10-12 лет.
Помимо этого, специалисты особо выделяют важную черту листового поликарбоната, благодаря которой он получил широкую популярность, - экономичность. Использование двухслойных панелей дает к тому же значительную экономию энергии - до 30% (в сравнении с однослойным стеклом).
Сотовый поликарбонат называют еще ячеистым, структурным и канальным. Все эти названия указывают на пустотелость материала. Он состоит из 2-х и более плоскостей, соединенных поперечными ребрами жесткости, разделяющих полости (соты, каналы, ячейки). Ребра жесткости дополнительно выполняют еще функцию запирания воздуха, благодаря которой резко понижается теплопроводность сотового поликарбоната. Материал толщиной 16 мм может вполне заменить стеклопакет.
Вернуться к оглавлению
Основные свойства поликарбоната
- Как уже говорилось выше, одним из важнейших свойств материала является его очень высокая ударная прочность. Поликарбонат, в отличие от силикатного стекла и других органических стекол, не дает осколков. При достаточно мощном ударе материал может лишь треснуть. Вязкость материала позволяет ему при резких ударах деформироваться. Трещина может появиться лишь при нагрузке, которая превышает его деформационный порог. Крыши из сотового поликарбоната выдерживают град диаметром 20 мм. Материал настолько прочен, что выдерживает даже прямое попадание пули. Существует очень мало материалов, которые по физическим показателям могут сравниться с поликарбонатом. Его смело можно применять для создания прочной кровли у себя дома.
- Поликарбонат очень легок, при одинаковой толщине, он в 16 раз легче силикатного стекла и в 6 раз - акрилового. Следовательно, опорные конструкции для него строятся менее мощные. Однако такая легкость может быть и недостатком: при неграмотном монтаже навеса, он способен улететь от сильного ветра. На самом деле поликарбонатная панель может выдерживать довольно большие снеговые и ветровые нагрузки. Несущую способность материала определяет его толщина.
- Поликарбонат является пожаробезопасным материалом. Критические температуры, при которых он начинает терять свою прочность, находится вне пределов эксплуатационных температур. Материал характеризуется низким коэффициентом горючести. Он не воспламеняется в открытом огне и не способствует распространению пламени. При пожаре он плавится и стекает волокнистыми нитками. Процесс горения при этом не поддерживается, а при плавлении не выделяется токсических веществ.
- Поликарбонат имеет отличные оптические свойства. Его светопроницаемость достигает 93%, однако ячеистая конструкция способна снизить оптические свойства до 85%. Светопроницаемость снижается за счет наличия в конструкции поперечных ребер жесткости. Однако эти же перегородки, отражая свет, компенсируют часть потерянной светопроницаемости и обеспечивают хорошую степень рассеивания. Это свойство делает поликарбонат очень подходящим материалом для строительства теплиц и парников. Благодаря ему в теплицу поступает более мягкий солнечный свет, что очень благотворно влияет на жизнедеятельность тепличных растений.
- Поликарбонат - износостойкий материал. Его внешняя оболочка отфильтровывает ультрафиолетовый спектр солнечных лучей, тем самым продлевая срок службы самого материала. Он не стареет и не теряет первоначальной прочности на протяжении 30 лет.
- Поликарбонат имеет высокий коэффициент поглощения шума и не проводит электричество. Конструкции с ячеистой структурой имеют отличные теплоизоляционные свойства.
В индустриальном и частном строительстве полимерные изделия стали применять еще в 70е прошедшего столетия. Полувековая практика доказала и на деле подтвердила многочисленные преимущества использования синтетической продукции. Однако не все еще знакомы с ее вескими приоритетами.
Более того, есть люди, вообще не представляющие, что такое поликарбонат, какими техническими характеристиками и технологическими плюсами он привлекает строителей, как в конструкциях и сооружениях работает совсем не новый, но не всем еще известный материал.
Чтобы получить полноценные ответы на интересующие вопросы, стоит разобраться со спецификой полимерного продукта и особенностями его производства.
Популярность и востребованность поликарбоната в строительстве обоснована рядом приоритетных качеств, свойственных только полимерным материалам. Его необычайная легкость сочетается с достаточно высокой прочностью и с устойчивостью к ряду внешних воздействий.
Полимерный листовой материал активно вытесняет хрупкое и тяжелое силикатное стекло. Его гораздо активнее и охотнее применяют в остеклении строительных конструкций.
Используя поликарбонат, обустраивают террасы и оранжереи, сооружают навесы, козырьки над входными группами и крыши беседок. Служит кровельным покрытием, светопроводящим элементом панорамных окон, облицовкой стен.
Поликарбонат в отличие от стекла может держать довольно внушительную нагрузку без растрескивания и деформаций. Он подходит для перекрытия больших пролетов, не создает рискованных ситуаций, возникающих при разрушении масштабного панорамного остекления.
Материал синтетического происхождения не требует крайне бережного отношения во время транспортировки, доставки к месту работы и производства монтажных работ. Прост в обработке, не создает осложнений в раскрое. Во время работы с ним практически не бывает не пригодных для дальнейшего применения отходов и испорченных кусков.
По структурным показателям листовой поликарбонат делят на два подвида, это:
- Монолитный. Материал с монолитной структурой и равными характеристиками по всей толщине. На срезе лист выглядит как привычное нам стекло, но отличается в 200 раз большей прочностью. Гнется, правда до заданных производителем пределов.
- Сотовый. Материал с характерными «сотами», если смотреть на его срез. По сути, это два тонких листа, между которыми расположены дистанционные продольные перегородки. Они-то и формируют сотовую структуру, а также служат ребрами жесткости.
Обе разновидности подходят для формирования округлых поверхностей, что совершенно невозможно при использовании стекла. Но желающим реализовать интересную идею следует учитывать радиус изгиба, который обязательно указывается изготовителем материала в технической документации.
Получают оба вида материалов в результате поликонденсации двух химических компонентов: хлорангидрита дефинилопропана и угольной кислоты. Создается в итоге вязкая пластичная масса, из которой формируется монолитный или сотовый поликарбонат.
Для того чтобы получить полноценное представление об обеих разновидностях, разберемся со спецификой их производства и особенностями применения.
Монолитные поликарбонатные листы
Исходный материал для производства монолитного термопластического полимера поставляется в формате гранул. Изготовление проводится по экструзионной технологии: загружают гранулы в экструдер, где его перемешивают и расплавляют.
Размягченная равномерная массы продавливается через фильеру экструдера – плоскощелевое устройство, на выходе из которого получается полимерная плита равной толщины во всех точках. Толщина плитного поликарбоната варьирует от 1,5 мм до 15,0 мм. Одновременно с толщиной плите придают требующиеся габариты.
Монолитные полимерные плиты выпускают в обширном ассортименте, они отличаются:
- По светопроводящим качествам. Бывают прозрачными, пропускающими до 90% светового потока, и матовыми, практически не проводящими свет.
- По рельефу. Бывают плоскими и волнистыми. Полимерный прозрачный и не проводящий свет шифер это одна из разновидностей монолитного поликарбоната.
- По цвету. В предложенном покупателям изобилии торговых позиций есть материалы разнообразного колера.
Среди положительных качеств монолитного поликарбоната значится нулевое влагопоглощение. Он совсем не впитывает атмосферную воду и бытовые испарения, потому не гинет и не создает условия для расселения грибковых колоний.
Монолитный вариант не боится низких и высоких температур, отлично работает в широком диапазоне. В жаркую погоду, как и все полимеры, склонен к линейному расширению, что требуется в обязательном порядке учитывать при проектировании и проведении монтажных работ.
Сотовые поликарбонатные панели
Производство сотового полимерного материала отличается от изготовления монолитного собрата только формой фильеры. При продавливании через нее создается многослойный материал с длинными продольными каналами малого сечения.
В сформированных фильерой каналах находится воздух, благодаря чему существенно увеличиваются изоляционные качества полимерного продукта, вместе с тем значительно уменьшается вес.
Позиции из сотового ассортимента различаются:
- По общей толщине панели. В распоряжении архитекторов и дизайнеров сейчас есть сотовый материал толщиной от 4,0 мм до 30,0 мм. Естественно, чем толще лист, тех хуже он гнется и меньше подходит для формирования округлых плоскостей.
- По цвету и светопроводящим качествам. Ввиду особенностей структуры сотовый поликарбонат не может проводить более 82 % световых лучей. Колоритная гамма не уступает монолитной номенклатуре.
- По числу слоев и форме сот. Слоев в сотовой панели может быть от 1го до 7ми. Ребра жесткости, являющиеся одновременно с тем дистанционными элементами и стенками воздушных каналов, могут располагаться строго перпендикулярно к верхней и нижней поверхности листа или быть к ним же под углом.
Созданные ребрами-перемычками каналы можно смело отнести как к плюсам материала, так и к его минусам. Несмотря на совершенную неспособность самого поликарбоната впитывать воду, они как раз наоборот, могут «подсасывать» влагу из расположенных рядом грунтов и растений, запросто пропускают в себя бытовые испарения.
Для того чтобы в каналы не проникала вода, которая, кстати, ощутимо снижает приоритетные изоляционные качества сотового поликарбоната, при выполнении монтажных работ их следует закрывать гибкими профилями – линейными монтажными деталями. Их применяют как для защиты края, так и для соединения смежных листов в одну конструкцию.
Оптимизация качественных характеристик
Поликарбонатные панели – отличный стройматериал, но все же и он не лишен недостатков. Он пропускает ультрафиолет группы А и Б. К минусом отнесем чувствительность к воздействию солнечного света, склонность неравномерно рассеивать лучи и способность поддерживать горение.
Рассмотрим, какими методами производители полимерных листов борются с отрицательными свойствами. Так мы поймем, на что следует обращать внимание, выбирая поликарбонат для частного строительства.
Нанесение защиты от ультрафиолета
Существенным минусом созданных из поликарбоната плит не зря признают способность пропускать ультрафиолетовую составляющую солнечного излучения, вредную для, например, растений в теплице. Далеко не полезна она и для отдыхающих под навесом, и для купающихся в бассейне с полимерным павильоном.
Кроме того УФ негативно действует на сам поликарбонатный лист, который желтеет, мутнеет, в итоге разрушается. С целью защиты материала и обустроенного с его помощью пространства внешняя сторона снабжается слоем, играющего роль надежного барьера от разрушающих лучей.
Раньше защитный слой выполнялся лаковым покрытием, к недостатком которого относилась неравномерность нанесения, способность растрескиваться и быстро мутнеть. Его и сейчас можно встретить на контрафактной продукции, так как у производителей подобных изделий нет ни оборудования, ни составов для выполнения правильной защиты от УФ.
Качественный поликарбонат не покрывается защитной оболочкой, она как бы вплавляется в его верхний слой. Метод подобного нанесения называется коэкструзией. В результате смешивания двух веществ на молекулярном уровне создается щит, непроницаемый для ультрафиолетового излучения.
Толщина созданного путем вплавления слоя всего лишь пара десятков микрон. По сути, он представляет собой тот же поликарбонат, но обогащенный УФ-стабилизатором. В ходе эксплуатации слой не трескается, не крошится и не осыпается, а верой и правдой служит владельцам ровно столько, столько эксплуатируется поликарбонатная панель.
Отметим, что наличие стабилизатора не определяется визуально, его наличие подтверждает только техническая документация от производителя, дорожащего собственной репутацией. Для того чтобы можно было определить эту вещество в поликарбонате, в процессе ее вплавления вносят еще и оптическую добавку.
Рассмотреть оптическую добавку можно под обыкновенной ультрафиолетовой лампой, но сам стабилизатор вы не увидите никогда. Поэтому лучше покупать материал в ответственных магазинах, закупающих поликарбонат у проверенных поставщиков. Только в этом случае «напороться» на контрафакт будет практически невозможно.
Еще запомните, что стабилизатор ультрафиолета не вносится на всю толщину листа. Такая концентрация просто нерациональна, да и цена бы на продукт выросла бы в сотни раз. Поэтому уверения продавца или изготовителя материала в том, что стабилизирующее вещество внесено на всю мощность, можно с полным основанием расценивать как обман и желание продать подделку.
Сторона, с которой вплавлен стабилизатор, обозначается на материале как «верхняя». Устанавливать поликарбонатные листы нужно только так, чтобы она создавала внешнюю поверхность и первой встречала солнечные лучи. Только в этом случае защита от ультрафиолета стопроцентно выполнить возложенные на нее обязанности.
Добавка для рассеивания света
Способность рассеивать свет – свойство, весьма полезное в тепличном хозяйстве. Поэтому обращать на него внимание следует, если поликарбонатные листы покупаются для сооружения теплицы.
Светорассеивание обеспечивает более полный охват освещаемой территории за счет перенаправления солнечных лучей, гарантирует равномерность поставки света ко всем находящимся в закрытом объекте растениям. К тому же, рассеянные лучи внутри теплицы дополнительно отражаются от различных поверхностей, что еще дополнительно усиливает поток света.
Свойство распределять равномерно солнечные лучи у монолитных листов гораздо выше, чем у сотовых панелей. А так как в обустройстве теплиц используется преимущественно сотовый вариант, то о проценте светорассеивания нужно обязательно осведомиться у продавца или найти о нем информацию в паспорте продукта.
Нужно запомнить, что:
- У сотового прозрачного материала данное свойство обычно не превышает 70-82%.
- У непрозрачных цветных модификаций варьирует в пределах от 25 до 42%.
Преломлять и рассеивать свет поликарбонат начинает после введения в состав дифьюзера LD – микроскопических частичек, формирующих указанный эффект.
Эта добавка вносится при производстве прозрачных панелей, благодаря чему способность пропускать свет у монолитных листов повышается до 90% (данные для материала толщиной 1,5 мм). Ее добавляют при изготовлении белого поликарбоната, светопроводящая способность которого варьирует в итоге в диапазоне от 50 до 70%.
Введение ингибитора против горения
Как и все полимерные соединения, поликарбонат без использования специфических добавок будет поддерживать огонь. После внесения ингибиторов это качество ощутимо понижается. Монолитные листы и сотовые панели долго сопротивляются возгоранию и не выделяют отравляющих токсинов во время горения.
Стандартный монолитный поликарбонат относится к Г2 группе по параметрам возгорания, сотовый к Г1. Т.е. монолитные листы являются умеренно горючими, а сотовые панели слабогорючими.
По желанию заказчиков монолитные листы также могут быть изготовлены с соответствием требованиям группы Г1. Покупатель в этом случае должен получить сертификат на продукт с соответствующими характеристиками. По показателям воспламеняемости, способность распространять огонь и токсичности тоже могут быть вариации.
Исключение явления внутреннего дождя
Сотовый поликарбонат весьма популярен в сооружении теплиц, веранд, крытых павильонов для бассейнов, оранжерей, террас. Использование полимерных панелей практически исключает движение воздуха или существенно снижает его скорость. Ситуацию усугубляет специфический крепеж, используемый в строительстве, обеспечивающий герметичность.
Несмотря на наличие вентиляционных компонентов в устраиваемых из поликарбоната конструкциях выпадение конденсата полностью исключить практически невозможно. Естественные испарения и конденсат оседают на внутренней поверхности, снижают светопроводимость.
Конденсат и парообразная вода отрицательно воздействуют на растения, способствуют их загниванию в герметичных теплицах. Негативное влияние оказывается на деревянные детали конструкций, на поверхности которых расселяется разрушительный грибок. В крытых бассейнах формируется нездоровая атмосфера.
Как устранить запотевание? Да нанесением противотуманного покрытия, получившего технический термин Антифог (против тумана). После его нанесения на внутренней поверхности поликарбонатных конструкций испарения и конденсат не задерживаются вследствие изменения натяжения на поверхности капель.
Многокомпонентный состав формирует условия для равномерного распределения воды по полимерной поверхности. Вода вступает во взаимодействие с ним, а не с соседними аналогичными молекулами. Испарения и конденсат в итоге не превращаются в крупные капли, создающие угрозу растениям и людям при выпадении, а быстро испаряются.
Учет термического расширения
Для того чтобы сооруженная с применением поликарбоната конструкция не деформировалась, необходимо учитывать, что в результате термического воздействия листы и панели способны увеличиваться в размерах.
Поликарбонатный стройматериал рассчитан на нормальную работу в температурном интервале от -40º С до +130º С. Естественно, при плюсовых значениях полимер будет изменяться в линейном направлении.
Учет теплового расширения обязателен на стадии разработки проекта, а сведения о линейном размере теплового расширения крайне важен для проектировщика.
Средние значения тепловых расширений для полимерных панелей составляет:
- 2,5 мм на каждый погонный метр для прозрачного, молочного материала для и продукции близких к молочному цвету светлых тонов;
- 4,5 мм для материала темного колорита: синих, серых, бронзовых образцов.
Кроме проектировщиков способность к тепловому расширению должна учитываться монтажниками, т.к. крепеж нужно устанавливать особым способом. Для того чтобы у листов и панелей была возможность двигаться, отверстия для саморезов сверлят больше диаметра их ствола, а также используют метизы с большими шляпками и компенсаторами.
Сотовые панели и монолитные полимерные листы укладывают так, чтобы между ними оставался зазор. Тогда при расширении у полимерных элементов будет резерв, благодаря которому они не станут «выталкивать» друг дружку, упираясь краями. Зазор этот закрывает в конструкциях гибкий профиль.
Если при проектировании и сборке конструкций тепловое расширение учтено, сооружения без проблем прослужат больше, гарантированного производителем срока. Устроенные с помощью поликарбонатных листов и панелей компоненты не будут трескаться и крушиться от натяжения и переизбытка напряжения.
Самостоятельным домашним строителям также следует помнить о склонности полимерных листов и панелей к расширению при термическом воздействии, как прямом, так и косвенном, то есть происходящем в условиях повышения градуса в окружающем пространстве.
Видео № 1 поможет наглядно ознакомиться с видами поликарбоната и понять, в чем из отличия:
Видео №2 представит советы по выбору сотовых поликарбонатных панелей для сооружения теплицы:
Видео № 3 вкратце ознакомит с типоразмерами и сферой применения сотового поликарбоната:
Предложенная нами информация не просто знакомит заинтересованных посетителей с популярным стройматериалом и спецификой его применения.
Мы постарались вам объяснить, как выбрать достойный вашего внимания продукт, который прослужит гарантированный срок и, наверняка, гораздо дольше. Учет приведенных в описании критериев и советов необходим для достижения положительного результата, как в приобретении, так и в сооружении.