Сравнительные характеристики листов поликарбоната с другими материалами

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ВЫПУСКАЕМЫХ ПОЛИКАРБОНАТНЫХ ЛИСТОВ

 

1. Минимальный радиус изгиба, м:

 

2мм

3мм

4мм

5мм

6мм

8мм

10мм

12мм

16мм

Структурный

-

-

0,70

-

1,05

1,50

1,75

-

3,00

Монолитный

0,30

0,45

0,60

0,75

0,90

1,20

1,50

1,75

-

 

Ориентировочная формула расчета минимального радиуса изгиба для поликарбоната:

R мин. = (150¸175)∙t,

где t – толщина листа.

2. Коэффициент линейного термического расширения

Коэффициент линейного термического расширения поликарбоната –

 6,5¸7,2х10-5 1/К, т.е. при изменении температуры на 1ºС каждый линейный метр листа уменьшается или увеличивается во всех направлениях на 0,065¸0,072 мм. При этом коэффициент линейного термического расширения листов бронзового, синего и бирюзового цветов вдвое выше, чем у прозрачных и опаловых листов.

Минимальный допуск на тепловое расширение (как по длине, так и по ширине листа) проводится исходя из разницы температур в течение года.

Пример расчета: при монтаже листа в жесткую конструкцию длиной 1м и при разнице температур в течение года 70°С (от -25°С до +45°С) зазор между листом и конструкцией равен 4,55мм (0,065х1х70 = 4,55 мм).

3. Химическая стойкость

Поликарбонатный лист «Stronex» успешно используется в сочетании с различными строительными материалами и составами для остекления. Принимая во внимание сложность химической совместимости, все дополнительно применяемые материалы, вступающие в контакт с поликарбонатом, должны быть предварительно испытаны.

Поликарбонат обладает высокой стойкостью в отношении многих химически активных сред. Он не подвержен воздействию большинства неорганических и органических кислот, окислительных и восстановительных агентов, кислотных и основных солей, алифатических углеводородов, спиртов, моющих средств, жиров и смазочных масел. Химическая стойкость ПК зависит от концентрации химикатов и от температуры окружающей среды при воздействии. После длительного нахождения в воде при температуре выше 60˚С, например, ПК реагирует на контакт с некоторыми растворителями, водными и спиртовыми растворами щелочей, газообразным аммиаком и аминами. Следует избегать составов для чистки стекла, содержащих аммиак, так как они разрушают поликарбонат. Поликарбонат растворим в технических растворителях: этиленхлориде, тетрахлорэтане, метакрезоле и пиридине. 

В таблице 1 представлены данные химической устойчивости ПК к некоторым веществам.

Таблица 1

Вещество

+ стойкий

- не стойкий

Аммиак (слабый р-р)

 

-

Ацетон

 

-

Бензин

 

-

Бензол

 

-

Борная кислота

+

 

Гексан

+

 

Глицерин

+

 

Изопропиловый спирт

+

 

Метиленхлорид

 

-

Метиловый спирт

 

-

Нефть

+

 

Перекись водорода, 30%

+

 

Перманганат калия, 10%

+

 

Серная кислота 50%

+

 

Соляная кислота, концентрированная

 

-

Соляная кислота, 20%

+

 

Тетрахлорэтан

 

-

Толуол

 

-

Уксусная кислота

+

 

Формалин

+

 

Фтористый водород 25%

+

 

Хлористый водород 20%

+

 

Хлорбензол

 

-

Четыреххлористый углерод

 

-

Щелочные растворы

 

-

Этиленхлорид

 

-

Этиловый спирт

+

 

 

     Примечания:

1. Хорошая стойкость поликарбоната к химическим веществам (см. таблицу 1),  не влияет на его свойства независимо от длительности воздействия, температуры и нагрузки.

2. Очистка деталей из поликарбоната производится метиловым или изопропиловым спиртом, мягкими мыльными растворами, гептаном или гексаном. Очистка не должна производиться с помощью частично гидрированных углеводородов, кетонами, такими как ацетон и метилэтилкетон, сильными кислотами или алкалинами, такими как гидроокись натрия. 3. Для очистки поликарбонатного листа от краски (граффити) используйте растворитель уайт-спирит без содержания ароматических углеводородов, изопропанол.

4. Не рекомендуется тереть поверхность листа  при помощи щеток, металлизированной ткани или другими абразивными материалами.

 

4. Оптические свойства поликарбонатных листов

 

Поликарбонат  обладает высокой  светопроницаемостью, так, для сотового поликарбоната этот показатель в зависимости от толщины листа достигает 90%, что зачастую превышает светопроницаемость стандартных акриловых стекол.

 

 

5. Звукоизоляционные свойства

 

Шум образуется в результате давления воздушных волн и измеряется длиной волны и её частотой. Единицей измерения шума является децибел, причем, до 60 дБ шум считается негромким, от 65 до 90 дБ - значительным, а свыше 90 дБ - разрушительным. Известно, что эффект снижения шума достигается за счет увеличения массы задерживающего шум сооружения, либо за счет увеличения воздушной прослойки между такого рода сооружениями. Уровень снижения шума структурными поликарбонатными листами различных толщин от 4 до 16 мм составляет от 18 до 23 дБ.

 

Сравнительная звукоизоляция одинарного остекления структурным  листом Stronex  и стеклом

Толщина, мм

Звукоизоляция, дБ

 Stronex

одинарное стекло

4

16

30

6

18

31

8

18

32

10

19

33

16

21

34

 

 

Звукоизоляция при  двойном остеклении

Толщина листа, мм

Расстояние, мм

Изменение, дБ

 Stronex

стекло

4

6

85

39

6

6

85

40

8

6

85

42

10

6

85

44

16

6

54

36

 

 

 

 

Сравнение звукоизоляции одинарного остекления монолитным листом  Stronex и стеклом

 

Толщина, мм

Звукоизоляция, дБ

Stronex

стекло

4

27

30

6

29

31

8

31

32

 

 

      При применении вместе с обычным стеклом на расстоянии > 50 мм, монолитные листы значительно снижают звукопропускание, особенно низкочастотное, например городской шум.

 

Звукоизоляция при  двойном остеклении

 

Толщина листа, мм

Расстояние, мм

Изменение, дБ

 Stronex

стекло

4

6

85

39

6

6

85

40

8

6

85

42

4

6

54

36

6

6

54

37

8

6

54

39

 

 

 

6. Теплоизоляционные свойства

 

Как и большинство других прозрачных полимерных материалов, листовой поликарбонат служит прекрасным заменителем силикатного стекла и может использоваться при остеклении, особенно защитном. При этом основным эксплуатационным показателем служит теплоизоляция, характеризующаяся  коэффициентом теплопередачи (К).

Многостеночная структура листов поликарбоната Stronex предоставляет значительные преимущества там, где теплоизоляция является основным требованием. Поликарбонатные листы дают существенную экономию энергии (до 50%), затрачиваемой на отопление или кондиционирование, по сравнению со стеклами аналогичной толщины, так как поликарбонат обладает меньшей по сравнению с этими материалами теплопроводностью,  а воздух, содержащийся в пространстве  между ребрами жесткости (стенками), является прекрасным теплоизолятором, обеспечивающим сохранение температурного режима в помещении.

      Даже самые тонкие листы структурного поликарбоната (4 мм) почти в 2 раза превосходят по степени теплоизоляции простое остекление. Листы толщиной 8 ммсопоставимы со стеклопакетом, листы 16-25 мм превосходят показатели термоизоляции стеклопакетов с тройным остеклением.


 

Сравнительный коэффициент теплопередачи  структурных поликарбонатных листов Stronex  и  стекла

 

Толщина листового материала, мм

Коэффициент теплопередачи, К, Вт/м2К

Stronex

одинарное стекло

двойное стекло

4

4,1

-

-

6

3,7

5,8

3,0

8

3,6

5,7

3,0

10

3,4

5,7

3,0

16

2,2

5,5

3,0

 

Сравнительная масса материалов для остекления со структурными поликарбонатными листами Stronex

 

Толщина листового материала, мм

Вес, кг/м2

 Stronex

одинарное стекло

двойное стекло

 акриловый материал

4

0,8

-

-

-

6

1,3

15

30

-

8

1,5

20

40

3,5

10

1,7

25

50

-

16

2,7

-

-

-

 

     МОНОЛИТНЫЙ ПОЛИКАРБОНАТ

 

Сравнительный коэффициент теплопередачи монолитных  поликарбонатных листов Stronex  и  стекла

 

Толщина, мм

Коэффициент теплопередачи, К, Вт/м2К

 

 Stronex

одинарное стекло

4

5,33

5,82

6

5,09

5,77

8

4,84

5,71

 

       

Из таблицы видно, что для всех толщин коэффициент теплопередачи К в случае монолитного поликарбоната ниже, чем у стекла. Таким образом, потери тепла в помещении и проникновение тепла или холода извне через ограждающие конструкции в зданиях с поликарбонатным остеклением будут меньше, чем при использовании обычного стекла.

 

Зависимость коэффициента теплопередачи от толщины стекла и монолитного поликарбонатаStronex  при двойном остеклении

 

Толщина листа, мм

Расстояние, мм

Коэффициент теплопередачи,К, Вт/м2К

стекло

Stronex

4

4

20-60

2,77

4

6

20-60

2,70

6

6

20-60

2,68

5

8

20-60

2,62

6

8

20-60

2,60

 

 

Зависимость коэффициента теплопередачи от толщины стекла и монолитного поликарбонатаStronex при тройном остеклении

 

Толщина листа, мм

Расстояние, мм

Коэффициент теплопередачи, К, Вт/м2К

 двойных  герметичных стекол с зазором 12 мм

Stronex 

4+4

4

30-60

1,85

6+4

6

30-60

1,82

8+4

8

30-60

1,78

 

 

7. Изменение технических характеристик ПК в зависимости от используемого сырья, температуры окружающей среды

Технические характеристики поликарбонатных листов не изменяются в зависимости от применяемого сырья и соответствуют данным, приведенным в ТУ на продукцию.

Поликарбонат сохраняет эксплуатационные характеристики в диапазоне температур от  – 400С  до 1200С.


 

 Сравнительные характеристики, преимущества и недостатки поликарбоната и аналогичных материалов

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИСТОВЫХ ПЛАСТИКОВ

СВОЙСТВА

ПК

АБС-пластик

ПММА

ПЭТФ

ПП

ПС

ПВХ

GPPS

HIPS

жесткий

вспененный

Плотность материала, г/см3

1,2

1,04-1,06

1,15-1,2

1,27-1,33

0,92

1,05

1,06-1,08

1,38-1,4

0,6-1,3

Предел прочности при растяжении, МПа

60-65

35-53

38-78

50

21

45-55

21-25

35-65

10-20

Относительное удлинение при разрушении, %

95-120

 

6-40

55

 

1-3

24-60

17

10-35

Предел прочности при  изгибе, МПа

95-100

52-70

62-123

70

25

75-100

42-50

 

27-28

Модуль упругости при изгибе, МПа

2250-2350

1800-2500

1700-3300

2400

800

3150

1800-1910

 

700-1300

Твердость по Роквеллу

95-100

115

38-123

105

 

76-105

102

 

 

Ударная вязкость по Изоду, с надрезом, кДж/м2

10-15

19-42

1,3-1,4

90-115

5-12

1-2

 

 

27-29

Максимальная температура эксплуатации, оС

120-145

82-147

80-100

70-75

110

80

82

 

60

Коэффициент линейного теплового расширения,

1/ оС

(6,5-7,0)х10-5

0,9-1,0х10-4

(6,5-11,0)х10-5

(5-6,8)х10-5

 

 

8 х10-5

 

(6-8) х10-5

Температура размягчения по Вика, оС

150

92-101

87-113

81-82

140

91-98

91-100

86

75-85

Температура устойчивости под нагрузкой, оС (0,46 Мпа)

136-144

91-98

101

70

 

 

 

 

 

Температура устойчивости под нагрузкой, оС (1,8Мпа)

124-131

82-94

81-109

63

 

 

 

 

 

Огнестойкость (UL-94)

V0 (≥2мм)

V2 (1,5мм)

НВ (1,6мм)

НВ

 

 

 

НВ (1,6мм)

 

 

Воспламеняемость (DIN 4102)

В1

 

В2

 

 

 

 

 

В1-В2

Светопропускание, % (для прозрачных марок)

87-90

 

90-92

86-90

 

90

Непрозр.

 

 

 

ДОСТОИНСТВА

НЕДОСТАТКИ

ПРИМЕНЕНИЕ

ПК монолитный

Выделяется среди всех листовых пластиков своей ударопрочностью и широким диапазоном температуры эксплуатации.

Без специальной защиты поликарбонат не обладает стойкостью к воздействию УФ-лучей. Чувствительность к механическим повреждениям (возникновение царапин).

Защитное антивандальное остекление прозрачных конструкций, а также: прозрачные пешеходные переходы, звукопоглощающие экраны вдоль дорог, прозрачная кровля оранжерей и теплиц, противоударные перегородки и заграждения, пулестойкие перегородки, прозрачные купола зданий, зенитные фонари, антивандальное остекление (со специальным покрытием от нанесения граффити)

ПК структурный

Незначительное пропускание лучей в ИК диапазоне (с длиной волны 2000—3000 нм), что препятствует выходу тепла и способствует созданию парникового эффекта, что является дополнительным преимуществом при использовании этого материала в качестве остекления теплиц, оранжерей, зимних садов и т.д.

 

Отсутствие стойкости к воздействию УФ-лучей без защитного покрытия; выделение влаги в ячейках в виде конденсата при отсутствии проветривания ячеек и неправильного расположения листов при монтаже. Чувствительность к механическим повреждениям (возникновение царапин).

Кровля стадионов, бассейнов и рынков, пешеходных переходов; навесы и козырьки; промышленное вертикальное остекление и зенитные фонари; крыши и стены зимних садов, теплиц, оранжерей; прозрачные перегородки; световые короба и вывески в наружной рекламе.

 

ПММА

Материал прост в обработке, высокая прочность на излом.Исключительно хорошая стойкость к атмосферным воздействиям, высокая прозрачность. Обладает высокой твердостью. Отсутствие оптических искажений дает возможность применять при изготовлении контактных линз и остеклении воздушного транспорта. Отличается высокой устойчивостью к старению и действию атмосферных факторов. Устойчив к ультрафиолету. Экологически безопасен.

Выдерживает охлаждение до –700С. Имеет высокую химическую стойкость, в том числе к автомобильному топливу

Паро- и газопроницаемость (возможность поглощения водяного пара из окружающей среды и его выпаривание при снижении относительной влажности); чувствительность к механическим повреждениям (возникновение царапин);

восприимчивость к тепловому излучению.

Органические вещества (хлорпроизводные углеводородов, кетоны, эфиры) являются сильными растворителями для ПММА.

 

Осветительная техника, Световая реклама: световые табло, световые фасады, объемные световые буквы.

Строительство: горизонтальное и вертикальное остекление, изготовление перекрытий, козырьков, звукоизолирующих и душевых перегородоке.

Наглядная реклама: подставки,  рекламные щиты, вывески, защитные экраны.

Торговое оборудование: выставочные стенды, витрины и т.п.

Охрана труда: защитные приспособления для перерабатывающих станков и оборудования, крышки панелей управления.

Автомобильная промышленность: изготовление дождевой защиты окон автомобилей, стекла для жилых прицепов, ветроотражатели.

Авиастроение: авиационное стекло. 

АБС-пластик

Материал обладает повышенной ударопрочностью. Обладает высокой стойкостью к ударным нагрузкам по сравнению с полистиролом (GPPS), ударопрочным полистиролом (HIPS) и др. сополимерами стирола. Имеет хорошую химическую стойкость. Стоек к щелочам и смазочным маслам. Специальные марки имеют антистатические свойства. Имеет высокую размерную стабильность. Характеризуется пониженными электроизоляционными свойствами.

Не стоек к УФ-излучению (использование специальных добавок повышает стойкость к УФ-излучению).

 

Автомобилестроение: внутренняя облицовка багажников автомобилей (с УФ-стабилизацией), панели дверей, корпуса автомагнитол, внутренние детали в автобусах.

Листы легко формуются и позволяют изготавливать детали и изделия глубокой вытяжки и сложного дизайна. Высокая ударовязкость этого материала способствует легкой последующей обработке готового изделия сверлением, фрезерованием, пилением. Пригоден для нанесения гальванического покрытия, металлизации (имеются специальные марки), а также для пайки контактов.

ПЭТФ

Обладает очень хорошей ударопрочностью (уступающей только поликарбонату), хорошими характеристиками обработки.

По внешнему виду и по светопропусканию листы ПЭТ аналогичны прозрачному ПММА и ПК. Однако по сравнению с ПММА у ПЭТа ударная прочность в 10 раз больше. По сопротивляемости агрессивным средам ПЭТ обладает высокой химической стойкостью к кислотам, щелочам, солям, спиртам, парафинам, минеральным маслам. Листы ПЭТ могут так же хорошо склеиваться, как ПММА, ПС и ПК.

Листы ПЭТ имеют незначительные внутренние напряжения, что делает процесс термоформования простым. Предварительная сушка листов ПЭТ не требуется.

ПЭТ растворим в ацетоне, бензоле, толуоле, этилацетате, четыреххлористом углероде, хлороформе, метиленхлориде, метилэтилкетоне.

 

 

Реклама и коммуникации: торговое оборудование, демонстрационные стенды, указатели, объемная реклама

Промышленность: защита машин и механизмов, панели управления

Пищевые продукты: посуда, упаковка

Медицина: ортопедия и протезирование, приборы

Автомобильная промышленность: детали остекления

ПЭТ может быть хорошей заменой прозрачному сплошному поликарбонату, в частности, в антивандальных сооружениях и конструкциях, так как его стоимость значительно ниже.

ПС  GPPS

Малая хрупкость, высокая прозрачность, легкость в использовании.

Для изготовления прозрачных листов используется полистирол с меньшим процентным содержанием добавок. При этом получают, так называемый, полистирол общего назначения (GPPS).

 

Полистирол является сильно горючим материалом.

Воздействие прямых солнечных лучей может вызвать пожелтение, помутнение, снижение прочностных характеристик.

Пластичность меньше, чем у HIPS.

Гладкий прозрачный полистирол служит альтернативой стеклу, там, где требуется внутреннее остекление помещений. В прозрачном и полупрозрачном (различных оттенков) виде идеально подходит для внутреннего остекления, для изготовления декоративных перегородок, душевых кабин, а также торгового и выставочного оборудования, может использоваться для изготовления рассеивателей света. Фактурный полистирол (колотый лед, пинспот, призма) и цветной полистирол часто используется для изготовления витражей, перегородок, подвесных потолков, светильников, в том числе встроенных.

ПС  HIPS

В немодифицированном состоянии полистирол — хрупкий материал. Путем введения в исходное сырье специальных добавок, повышающих ударопрочность и пластичность, получают ударопрочный полистирол

·     морозостойкость до— 40°С,

·     влагостойкость,

·     химическая стойкость к кислотам и щелочам,

·     экологическая чистота (при контакте с пищей),

·     электростойкость (хороший электроизоляционный материал).

Полистирол является сильно горючим материалом. 

Низкая стойкость к УФ-излучению (без дополнительной защиты).

 

Сфера применения ударопрочного полистирола неограниченна, чаще всего используется для конструкций наружной рекламы (рекламные щиты и вывески), архитектурных элементов зданий. Листы могут подвергаться вакуумной и термоформовке, резанию, сверлению, сгибанию, склеиванию.

Визитные  карточки, авторучки, игрушки; контейнеры, упаковка и посуда для пищевой промышленности; корпуса медтехники, оргтехники и холодильников; упаковка для косметики; элементы оборудования сантехнического назначения; торговое и выставочное оборудование; отделочный материал в строительстве.

ПП

Для полипропилена характерны высокая ударная прочность, высокая стойкость к многократным изгибам, низкая паро- и газопроницаемость; по износостойкости он сравним с полиамидами. Полипропилен - хороший диэлектрик, плохо проводит тепло. Он не растворяется в органических растворителях, устойчив к воздействию кипящей воды и щелочей, но темнеет и разрушается под действием HNO3, H2SO4, хромовой смеси.

. Сотовый полипропилен при горении выделяет лишь СО2 и воду.

Пластические температурные деформации начинаются уже при температуре 70°С.

Отсутствие стойкости под воздействием УФ-излучения.

Обладает низкой термо- и светостойкостью, поэтому в него вводят специальные добавки - стабилизаторы полимерных материалов.

 

 

Нашел широкое применение при изготовлении  упаковки: коробки, контейнеры, ящики, прокладки, папки. Он удачно заменяет гофрированный картон, когда речь идет о надежности упаковки во влажных условиях.

В наружной рекламе используется для изготовления легких подвесных стендов, материалов для трафаретной печати.

Из полипропилена изготавливают волокна и плёнки, сохраняющие гибкость при 100-130оС, пенопласт, детали машин, профилированные изделия, трубы (для агрессивных жидкостей), различную арматуру, контейнеры, бытовые изделия и прочее.

 

ПВХ вспененный

Вспененные пластики ПВХ получили такое название из-за пористой внутренней структуры,. ПВХ-пастики обладают достаточной механической прочностью и влагостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью: не растворяются в бензине и керосине, стойки к действию кислот и щелочей, имеют красивый внешний вид, легко подвергаются резке, формованию, сварке и склеиванию. Вспененные листы обладают малой плотностью и хорошей теплоизоляцией. Эти листы также как и жесткие пластики ПВХ, обладают хорошей влагостойкостью. Устойчив к атмосферным воздействиям и перепадам температур. Малая горючесть. Нетоксичен.

При отрицательных температурах ударная прочность вспененных пластиков уменьшается.

 

Реклама: вывески, информационные табло, выставочные стенды, щиты, витрины магазинов, объемные изделия, буквы.

Строительство: внутренняя отделка интерьеров помещений, где требуется высокая устойчивость к влажности, тепло- и звукоизоляция (облицовка стен, оконных откосов, перегородок), оконные рамы, дверные панели, перегородки, полки и различные конструкции.

Поверхность вспененных ПВХ-пластиков идеальна для нанесения красок, лаков и самоклеящихся пленок.

Вспененные ПВХ-пластики легко обрабатываются и хорошо склеиваются.

Возможна сварка и формовка этих листов.



 

ПВХ жесткий

Имеет гладкую поверхность (глянцевую или матовую), хорошую жесткость, хорошую ударостойкость, длительную устойчивость к воздействию окружающей среды.

Жесткий ПВХ является самозатухающим материалом.

 

При отрицательных температурах ударная прочность ПВХ -пластиков снижается.

Ровная поверхность листовых пластиков из жесткого ПВХ хорошо подходит для трафаретной печати и ламинирования. Жесткий ПВХ используется в строительстве для внутренней отделки стен и оконных откосов, изготовления пластиковых сэндвич-панелей. В промышленности жесткий ПВХ используется для изготовления корпусов оргтехники, емкостей и воздуховодов с хорошей химической стойкостью. В рекламе листы из жесткого ПВХ используются для изготовления выставочных стендов, формованных знаков и изделий.

Листы жесткого ПВХ легко пилить, фрезеровать и формовать без предварительной сушки.

Сотовый и монолитный поликарбонат, теплицы,
парники, навесы над бассейнами и автомобилями
 
Продукция