Поликарбонат что это такое и как используется

Поликарбонат — это что такое? Производство, размеры, применение

Ещё не столь давно, когда при строительстве возникала необходимость устройства кровли со светопроникающими способностями, альтернатив обычному стеклу почти не было. Но прошло время, и застройщики открыли для себя листовой поликарбонат, который взорвал рынок. Теперь он популярен и окружает нас повсюду.

Что такое поликарбонат

Поликарбонат – это материал с высокой светопроникающей способностью, которая достигает 90%. Материал имеет низкий вес, он в несколько раз крепче стекла, ведь молоток ему не страшен. Его предпочитают сегодня дачники для сооружения теплиц. Такие конструкции не способны испортить ураган и град.

Состоит поликарбонат из вязкого полимера, что делает его почти неразбиваемым. Стоимость опорных конструкций снижается благодаря минимальному удельному весу и легкости используемого материала. Панели могут выдерживать сильные ветры и снежные нагрузки, что важно, например, при сооружении теплиц.

Материал имеет превосходную термостойкость, не поддается влиянию окружающей среды. Расходы на электроэнергию при отоплении теплиц можно снизить благодаря низкой теплопроводности поликарбоната. Он обладает еще и шумоизоляционными способностями.

Размеры

Поликарбонат – это материал, который выпускается в двух вариантах. Каждая разновидность имеет некоторые отличия. Листы в монолитном формате в зависимости от прогнозируемых условий эксплуатации и целевого назначения могут иметь толщину в пределах от 2 до 12 мм. В продаже можно встретить сплошной поликарбонат, который обладает антивандальными функциями.

Стандартными размерами листа являются 2,05х3,05 м. Не такой сверхпрочностью, как монолитный лист, обладает ячеистый, или, как его еще называют, сотовый поликарбонат. Его применяют в других областях. Из-за ячеистой структуры толщина листа в целом больше. Стандартная толщина изменяется в пределах от 4 до 32 мм.

Ячеистый поликарбонат – это материал, который реализуется в стандартных размерах: 2,1х6 или 2,1х12 м. При необходимости приобретения цветного поликарбоната вы можете купить его, озвучив продавцу метраж. Длина может составить 9 м, тогда как минимальное значение равно 1 м. Самая наименьшая ширина при этом составляет 2,1 м. Отрезки больше 9 м не продаются, в готовом виде вы можете приобрести лишь 12-м заготовки.

Поликарбонат – это материал, который можно отыскать на рынке еще в одной разновидности – профилированной. Она не столь популярна, как две вышеописанные, но тоже имеет свое назначение, которое определяет стандартные размеры. Толщина листа не больше 1,2 м, но профилированная структура требует ещё и показателя высоты листа. Она может достигать 5 см. Ширина по стандарту эквивалентна 1,26 м, тогда как длина достигает 2,24 м.

Область применения

Вышеописываемый материал сочетает сразу несколько преимуществ, среди которых следует выделить:

  • доступную;
  • стоимость;
  • эстетичный внешний вид;
  • легкость обработки;
  • долговечность;
  • популярность в разных областях деятельности человека.

Поликарбонат широко используется в строительстве, авиастроении и военно-промышленном комплексе. Он нашел свое распространение в пищевой индустрии, судостроении и рекламной деятельности. Встретить поликарбонат можно в области медицины и компьютерных технологий, а также архитектуры.

Поликарбонат, фото которого вы сможете рассмотреть в статье, используется для остекления фасадов зданий разного назначения, они могут быть хозяйственными, жилыми и административными. Что касается монолитных листов, то их применяют для изготовления приборов наблюдения и линз для прицелов. Эти полотна встречаются и в сигнальных фонарях, а также окнах самолетов. Они нашли себя в судостроении, где ложатся в основу иллюминаторов, удерживающих удары волн любой силы.

Если поликарбонат, размеры которого были упомянутые выше, изготавливается литьевым способом, то может лечь в основу кухонной посуды, она не боится высоких температур и не бьётся, а также может претерпевать воздействие моющих средств и разных агрессивных веществ.

Монолитные полотна являются ещё и защитными, поэтому они выступают барьерами от вандалов и стихии. В компьютерных технологиях литой поликарбонат используется при изготовлении жестких дисков для персональных компьютеров. Область медицины тоже позаимствовала этот материал, который применяется для изготовления небьющиеся прочной посуды. В архитектуре этот материал тоже нашел свое применение, где он используется для изготовления навесов и козырьков, остановок и павильонов, пуленепробиваемых прозрачных перегородок и ограждений.

Производство

Самыми первыми поликарбонат начали изготавливать США и Германия. Сегодня одна из немецких фирм является наиболее известной в производстве поликарбонатных изделий. 2000-е гг. стали временем, когда этот полимерный пластик начал изготавливаться и на территории России. Первые марки выпускались на основе технологий зарубежного производства, однако затем процесс немного изменился, в него были внесены поправки. К ингредиентам материала добавлялись присадки и дополнительные вещества. Это было сделано для того, чтобы конечный продукт соответствовал российскому климату.

Если вы всё ещё не знаете, какой поликарбонат выбрать, то, возможно, стоит обратить внимание на тот, что имеет китайское производство. Он обладает низкой стоимостью, но готов прослужить не более 6 лет. Если конструкция возводится на короткое время, то приобретать дорогие полотна нерентабельно. А вот когда сооружение должно прослужить больше 20 лет, то лучше приобрести более дорогой аналог, тогда затраченные средства окупятся долгими годами службы и сохранением первоначальных свойств.

Технология производства выражена в получении ароматических соединений методом синтеза бисфенола. Его получают из фенола и ацетона. Для того чтобы получить монолитный поликарбонат, используется инженерный аморфный пластик. Сырьем выступают поликарбонатные гранулы, которые претерпевают специальную обработку. Процесс изготовления довольно трудоемок и сложен, он требует специальных навыков и знаний, а также оборудования. На первом этапе подготавливается сырье, гранулы плавятся, а после осуществляется формирование полотен. Листы отправляются для остывания, а после нарезаются на отдельные полотна.

Изготовление теплицы

Из поликарбоната своими руками вы можете выполнить теплицу. Для неё можно возвести кирпичный, каменный, ленточный или деревянный фундамент. Если использовать для этого брус, то следует воспользоваться изделием, сечение которого равно 50х50 мм. На ровную площадку устанавливаются опоры, на них крепят брус.

Далее можно заняться монтажом металлического каркаса. Для этих целей используется труба, размеры которой равны 20х40х2 мм. Расстояние между элементами обрешётки должно получиться минимальным, но не более 50 см. При изготовлении парника из поликарбоната на следующем этапе можно приступать к креплению к профилю листов с помощью шурупов-саморезов. Для более привлекательного вида и устранения микросквозняков листы можно посадить на термошайбы.

Обшивка

Листы должны располагаться с нахлестом в пределах 8 см. Сверху швы необходимо заклеить самоклеющейся алюминиевой лентой или той, что изготовлена из оцинкованной стали. Внутренняя часть соединений закрывается перфорированной лентой, которая обеспечит сток конденсата и будет препятствовать появлению сквозняков и пыли внутри.

Размеры теплицы из поликарбоната вы можете выбрать самостоятельно. Но если у вас в наличии лист с размерами 2100х6000 мм, то его можно согнуть для получения арки. В итоге дуга будет иметь радиус в 3800 мм. Этот размер совпадает с высотой теплицы промышленного производства. Полученные дуги останется только стыковать между собой. Обычно размер парника из поликарбоната в длину составляет 6000 мм. Это три дуги. Однако вы можете выполнить конструкцию из двух дуг или, напротив, выбрать проект с дугами в большем количестве. Всё зависит от личных пожеланий и размеров участка.

Как избежать ошибок

Дачникам известно, что в вопросе возведения парника или теплицы основным врагом растений является отражение. Изогнутые поверхности образуют отблески солнца. Отраженный луч света, который не прошел через поверхность укрывного материала, отразится от него. Изогнутая поверхность хуже пропускает лучи света, прилагая усилия для отражения. Для теплицы это может стать настоящей катастрофой.

Решение проблемы

Специалисты не рекомендуют использовать арочные конструкции, когда речь идёт о раннем выращивании растений. Поверхность можно сделать прямой, это станет лучшим вариантом. В этом случае прозрачными можно сделать стены, обращенные к солнцу. Остальные не должны пропускать ультрафиолета, они должны его поглощать. В итоге внутри парника удастся создать дополнительную энергию, которая обеспечивает нормальное выращивание растений. Северная сторона теплицы должна быть выполнена из непрозрачного материала.

Заключение

Сотовый поликарбонат стал отличным решением для выполнения строительных задач. Он ложится в основу навесов и козырьков, а также крыш и теплиц. В частном строительстве его тоже применяют довольно часто: для возведения парников, а также зимних садов.

Виды поликарбоната

Поликарбонат – это современный материал, прекрасно замещающий стекло, при этом ничуть не уступающий ему по многим свойствам.

Поликарбонат – это полимер, который, благодаря его особенностям, определяется как синтетический слабогорючий материал. Если сравнивать этот материал с акрилом и стеклом, то получается, что поликарбонат гораздо более прочный (в 100 раз по сравнению со стеклом и в 10 – с акрилом). Широк и температурный диапазон применения, при котором свойства материала остаются неизменными – от -40°С до +120°С.

Производится из специального сырья – гранул поликарбоната. Путем специальной обработки выплавляются плиты того или иного вида поликарбоната. Применяется поликарбонат довольно широко за счет своих свойств в строительстве, самолетостроении, медицине, производстве бытовой техники и электроники, где необходимо создать легкий, но прочный корпус.

Различают два вида поликарбоната:

Монолитный поликарбонат

Монолитный поликарбонат – это единая пластина, по внешнему виду похожая на стекло. Однако поликарбонат прочнее стекла в 100 раз, в 2 раза легче и пропускает больше света (до 90%).

Толщина панели может быть 0,75-40 мм. Часто встречается многослойный монолитный поликарбонат. Цветовая гамма и фактура слоев может быть разной. Кроме того, разным слоям часто придают различные свойства: к примеру, один – прочный, второй – не пропускает свет, а третий имеет матовую поверхность. Широкое распространение получил монолитный поликарбонат с двумя слоями, не пропускающими ультрафиолет.

В строительной сфере из монолитного поликарбоната возводят горизонтальные конструкции. При этом необязательно, чтобы они имели строгую прямоугольную форму — это может быть и скругленное перекрытие.

Округлый монолитный поликарбонат

Закругленность формы достигается применением технологии горячего формирования. Для технологии используются специальные купола радиусом 4-5 м с прямоугольным полом. Для контроля толщины изготавливаемого монолитного поликарбоната используются мощные фонари, проведенные по всей внутренней площади купола.

Купол с сырьем погружается в печь, где постепенно нагнетается температура и циркулирует воздух. Разогретый до определенной температуры лист штампуется. Ударопрочность проштампованного поликарбоната получается очень высокой за счет того, что в процессе штамповки детали усиливаются специальными ребрами. Снимается необходимость вставлять металлические ребра жесткости, за счет чего сохраняется легкий вес конструкции.

Читать еще:  Способы крепления стропил к мауэрлату

Сотовый поликарбонат

Конструктивно сотовый поликарбонат – это два (или больше) слоя пластин, между которыми проведены продольные перемычки – ребра жесткости.

Сотовый поликарбонат именуют еще ячеистым или структурированным. Однако в строительной сфере прочно закрепилось название «сотовый поликарбонат». Сотовый поликарбонат используют для создания крыш, навесов, вентиляционных фонарей на крышах производственных зданий и помещений.

Важно! Сотовый поликарбонат производится путем продавливания нагретых до расплавленного состояния гранул через формировочную деталь, которая определяет форму и размеры будущего листа.

К преимуществам сотового поликарбоната, определяющим сферу его применения, относятся следующие:

  • небольшой вес (1 м2 листа весит от 1500 до 3500 г, что в 6 раз меньше стекла);
  • низкая теплопроводность;
  • высокие показатели звукоизоляции (в 2 раза выше, чем у стекла);
  • большая ударостойкость;
  • высокие несущие способности;
  • высокая светопропускаемость (до 85% – тоже больше, чем у стекла);
  • гибкость;
  • стойкость к воздействию многих агрессивных химических веществ и т. д.

Важно! Поликарбонат обладает негативным свойством, которое следует учитывать еще в процессе проектирования стройки – при воздействии высоких температур, материал начинает увеличиваться в объеме, из-за чего могут пострадать горизонтальные перекрытия с большой площадью или несущие конструкции.

Также поликарбонат, как и стекло, плохо переносит механическое воздействие. Для успешного монтажа перекрытий принято либо не снимать защитную пленку, либо производить обработку поверхности специальными составами.

Цены на сотовый поликарбонат

Сотовый поликарбонат в сельском хозяйстве

Сотовый поликарбонат широко применяется в сельскохозяйственной сфере. Здесь высоко ценится стойкость к ударам, способность материала рассеивать прямые солнечные лучи, долгий срок износа и теплоизоляционные свойства. Кроме того, сотовый поликарбонат пропускает только часть ультрафиолетовых лучей, которых вполне хватает для нормальной жизнедеятельности растений. Благодаря этим свойствам, сотовый поликарбонат активно используется для возведения теплиц и парников не только в промышленных масштабах, но и в частных целях.

Для возведения парников и теплиц обычно используют листы ячеистого поликарбоната толщиной 8 мм. Именно эта толщина считается золотой серединой – сочетание стоимости и технических характеристик является самым удачным. Многие производители специально выпускают сотовый поликарбонат 8 мм с покрытием, которое не дает задерживаться на внутренней поверхности воде, что улучшает светопропускную способность готовой теплицы.

Таблица. Основные характеристики сотового поликарбоната толщиной 4 мм популярных торговых марок.

Технические характеристики Ед. измерения SafPlast Novattro Bayer Makrolon «Полигаль» PlastiLux Sunnex
Расстояние между ребрами мм 6 6 5,8 5,7
Удельный вес кг/м2 0,75 0,8 0,65 0,79
Светопроницаемость % 84-87 81 82 86
Минимальный радиус изгиба мм 700 750 800 700
Сопротивление теплопередаче м2°C/в 5,8 4,6 2,56 3,9

Монолитный и сотовый поликарбонат – что общего?

Обе разновидности поликарбоната имеют общие свойства, среди которых:

  • отличная светопропускаемость;
  • легкость;
  • ударостойкость;
  • низкая теплопроводность.

Из обеих разновидностей часто строят прозрачные перекрытия самых сложных форм как в частном, так и в коммерческом строительстве. Наиболее часто поликарбонатные перекрытия можно встретить при оформлении переходов, спортзалов, музеев, цехов и торговых центров.

По стандарту выпускаются поликарбонатные листы разной толщины – 4 мм, 6 мм, 8 мм, 10 мм, 16 мм, 20 мм и 25 мм. На отечественном рынке иногда встречаются листы толщиной 32. Один лист, как правило, имеет габариты в 2100*6000 мм или 2100*12000 мм.

Важно! Панели 4 и 6 мм не используются при оформлении уличных конструкций. Их ударная прочность и несущая способность не предназначены для нагрузок снега и ветра, поэтому такой поликарбонат применяется исключительно для оформления наружной рекламы – щитов, коробов, вывесок и прочего.

Для строительства обычно применяется поликарбонат 8-10 мм, а когда необходимо теплосбережение – свыше 20 мм толщиной.

Поликарбонат в частном строительстве

Поликарбонат стал доступным широкой массе совсем недавно и сразу обрел популярность. Его относительная дешевизна и отличные свойства нашли потребительский отклик, и материал стали применять во всех сферах жизни, в том числе и в частном строительстве.

Забор из поликарбоната

В последнее время широкую популярность обрело строительство ограждений из поликарбоната. Возможность создавать ограды необычной формы, хорошая изоляция от шума и легкость монтажа сделали поликарбонат одним из самых любимых материалов среди дизайнеров и архитекторов.

Большую роль во всеобщем признании играет тот факт, что поликарбонат может быть светопропускаемым и матовым, разных цветов и форм. Большой простор для фантазии и возможности создать нестандартную конструкцию.

Поликарбонат легко моется, благодаря чему за забором будет просто ухаживать. Для ухода за забором из поликарбоната достаточно воды и ХБ-ткани. В качестве дополнительного средства мытья можно использовать любое средство, в составе которого отсутствует аммиак. Звукоизоляционные свойства тоже являются большим плюсом для такого забора.

Гаражные строения из поликарбоната

Два дизайнера — Тапио Спелман и Кристиан Грау — задались вопросом, как создать необычный и практичный гараж для премиумных автомобилей так, чтобы он выглядел современно, при этом автомобиль был на виду и в безопасности одновременно. Решение пришло почти сразу: они разработали гараж с прозрачными стенками из поликарбоната с добавлением жидких кристаллов, способными спрятать автомобиль от посторонних глаз. При реализации этого проекта на выходе получается красивое здание, которые отлично выполняет свои функции и радует глаз.

Парники, теплицы и зимние сады из поликарбоната

Мода на использование для устройства теплицы пленки постепенно уходит. Пленка по сравнению с поликарбонатом невыгодна и непрактична – даже если не нарушится ее целостность, то через 2-3 года они неизбежно саморазрушится под воздействием солнечных лучей. Кроме того, пленку нужно снимать на зимний сезон и устанавливать обратно весной, что обеспечивает дополнительные проблемы. Все вышеописанное в тандеме с неэстетичностью делают этот материал совершенно неудобным и проблемным.

Гораздо проще и легче устроить теплицу из поликарбоната. Многие фирмы поставляют готовые конструкции с оцинкованным каркасом, которые нужно только собрать.

Преимущества теплицы из поликарбоната:

  • долгий срок службы перекрытий (до 25 лет);
  • долгий срок службы оцинкованного каркаса (до 25 лет);
  • отсутствие необходимости ставить фундамент – каркас прекрасно держится на любой поверхности;
  • мобильность конструкции – парник или теплицу можно переместить на другое место;
  • легкость сборки/разборки;
  • продление урожайного времени за счет оптимального климата;
  • возможность оборудовать зимний сад;
  • собранный парник занимает мало места;
  • в комплект парника входит весь необходимый крепеж, который надежно фиксирует сооружение в собранном состоянии.

В отличие от теплиц из других материалов, поликарбонатные конструкции обеспечивают равномерное распределение световых лучей по всем растениям. Например, если теплица покрыта стеклом, ультрафиолетовые лучи, не отражаясь, падают лишь на верхушки растений, в то время как нижняя часть остается в тени. В таких условиях растения часто заболевают и погибают.

Поликарбонат обеспечивает оптимальный для эффективного роста растений микроклимат. Кроме того, оцинкованное железо, из которого выполнен каркас, отличается долговечностью и тем, что не имеет материальной ценности в глазах преступников.

Важно! Для любителей эстетики и ландшафтного дизайна поликарбонат станет настоящим подарком – способность сотового поликарбоната принимать самые сложные формы позволяет возводить конструкции любого вида.

Теплица из поликарбоната гораздо лучше держит тепло. Если у вас отапливаемая теплица или зимний сад, то за год вы сможете сэкономить около 30% используемого топлива.

Это может быть полезно

Ниже приведены некоторые полезные сведения и применении поликарбоната.

  1. Для крепежа поликарбоната производители часто поставляют специальные профили того же цвета, что и сами поликарбонатные панели. По свойствам профили абсолютно ничем не отличаются от панелей.

Резка поликарбоната

На данный момент поликарбонат является одним из основных материалов, используемых при строительстве и обустройстве частных домовладений, приусадебных участков и теплиц. Работа с ним начинается с резки, которая детально описана здесь.

Как хранить поликарбонат

Для правильного хранения этого материала нужно соблюдать несколько простых правил.

  1. Если поставить панели вертикально, то высока вероятного того, что через 24 часа в таком положении внутренние ребра сломаются. Хранить только горизонтально.
  2. Категорически не рекомендуется давить на панели.
  3. Нельзя подвергать материал механическим воздействиям – поверхность легко царапается.
  4. Нельзя подвергать новые панели в защитной пленке воздействию прямых солнечных лучей – от этого пленка может прикипеть к поверхности. Хотя это легко исправляется при помощи теплой воды и тряпки из мягкой ткани.
  5. Рулоны поликарбоната хранятся не более 24 часов.

Поликарбонат – это современный материал, который прочно занял свое место практически во всех сферах жизни человека.

Видео — Как выбрать хороший поликарбонат

Применение поликарбоната: характеристики и преимущества

Применение поликарбоната: сотовый и монолитный поликарбонат

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.

Применение поликарбоната в сельском хозяйстве

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.

Применение поликарбоната в транспортной промышленности

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.

Применение поликарбоната в электронике

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.

Поликарбонат: характеристики, свойства и применение

Прозрачный как стекло, твердый как металл и легкий как плексиглас – все это поликарбонат – одно из самых выдающихся достижений современного органического синтеза.

Поликарбонат (рус. аббр. ПК или анг. PC) – это термопластичный полимер, который не имеет аналогов среди современных полимеров. Он отличается превосходными параметрами светопроницаемости, ударопрочности и термостойкости.

Свойства поликарбоната практически не зависят от погодных условий: критически низкие температуры, при которых он может стать хрупким, находятся вне диапазона температур эксплуатации. Его твердость и сопротивление сжатию аналогично алюминию – армированный многослойный монолитный поликарбонат способен выдержать даже выстрел из огнестрельного оружия.

Множество превосходных технико-эксплуатационных характеристик в сочетании с низкой ценой обеспечили этому материалу огромную популярность. Сегодня этот термопластичный полимер используется везде, где необходим прозрачный материал с исключительными механическими свойствами, – от производства солнцезащитных очков до остекления самолетов.

Содержание:

Изобретение поликарбоната

Этот уникальный термопластичный полимер начал стремительно завоевывать мировой рынок с 1950-х годов. Впервые поликарбонат был синтезирован в 1953 году Германом Шнеллом — специалистом немецкой компании BAYER, затем был запатентован под торговой маркой Makrolon.

Параллельно была разработана технология производства PC на основе бисфенола А фирмой Mobay Chemical Company (материал MERLON) и General Electric (пластики Lexan и Nalgene). Они предложили новую энергосберегающую технологию производства бисфенола А.
Производство PC в промышленных масштабах началось в 60-х годах, а в 70-х мир впервые увидел листовой сотовый ПК. Сегодня он известен под многими торговыми марками: Lexan, Makrolon, Novarex, Sparlux, Star-C, Stat-Kon, Xantar Orgalan, Pantile, Calibre, Durolon, Ekonol, Polycarbafil, Polygard, Royalit и Sinvet.

Химические свойства поликарбоната

PC – группа термопластичных полимеров из группы сложных полиэфиров, которые являются эфирами угольной кислоты. Их получают путем реакции конденсации угольной кислоты с диолами (двухатомными фенолами – фосгеном, бисфенолом А).

Синтез может осуществляться несколькими способами:

  • фосгенированием бисфенолов путем межфазной конденсации в присутствии щелочей;
  • поликонденсацией в расплаве путем нагрева диалкилкарбоната с двухатомным фенолом при 180-300°С;
  • поликонденсацией в растворе с органическим растворителем и третичными органическими основаниями, необходимыми для связывания соляной кислоты.

Термопластичный полимер на основе бисфенола А – аморфное вещество.

Из-за очень плохой кристаллизационной способности полимера чистые продукты из него прозрачны, бесцветны или желтоваты.

ПК совместим со множеством химикатов, при контакте с некоторыми проявляет умеренную стойкость или разрушается.

Химические свойства и использование поликарбоната:

  • PC устойчив к солям и минеральным маслам;
  • умеренная химическая стойкость к слабым кислотам – практически не повреждается при температурах > 60°С;
  • частично растворяются в хлорированных алифатических и ароматических углеводородах, циклогексаноне и диоксане;
  • ПК не устойчив к щелочам, аминам, аммиаку, альдегидам, кетонам, этиловому спирту и др. (быстро разрушается в течение короткого периода времени);
  • PC не устойчив к ароматическим углеводородам, к бензину, керосину, анилину, лакам, растворителям, толуолу, метиленхлориду (им склеивают ПК) и другим соединениям.

Особенности эксплуатации поликарбоната, обусловленные его химическими свойствами:

  • термопласт более восприимчив воздействию химических агентов, когда он находится в напряженном состоянии и/или при деформации;
  • воздействие агрессивных к ПК химических реагентов не всегда приводит к снижению его технико-эксплуатационных характеристик – пластик может частично раствориться, размягчиться или абсорбировать химикат;
  • в случае химического разрушения могут возникнуть трещины под напряжением – видимые и микроскопические, что приводит к помутнению или порче изделия из ПК;
  • нетоксичный и химически инертный материал – PC соответствует требованиям ЕС и FDA для контакта с некоторыми пищевыми продуктами;
  • химическая устойчивость ПК к воде не является постоянной и зависит от давления и температуры (до +60 °С) – при более высоких температурах воды ПК постепенно разрушается;
  • при уходе за пластиком PC следует избегать составов для чистки стекла с аммиаком;
  • следует учитывать, что материал растворим в технических растворителях;
  • перед применением герметиков, силикона и клеев необходима проверка на совместимость с ПК.

Механические характеристики, физические свойства поликарбоната

Это уникальный материал во многих отношениях, как с точки зрения механических, физических, химических, так и теплоизоляционных характеристик, обуславливающих его широкое применение, в числе которых:

  • высокая жесткость, твердость и ударная вязкость (более 20 кДж /м2) во всем диапазоне рабочих температур (до -50°C);
  • легкость – плотность материала 1,20 г/см3;
  • стабильность формы, размеров, физических и механических свойств в рабочем диапазоне от -100°C до +135°C;
  • высокая сопротивляемость ползучести при комнатной температуре;
  • хорошая термическая стабильность – длительное удерживание термопласта в нагретом состоянии (до +153°С) не изменяет его свойств;
  • термостойкость – температура обработки от +280°C до +310°C;
  • светопроницаемость = 90% ± 1%;
  • показатель преломления = 1,585 ± 0,001;
  • низкий коэффициент термического удлинения – напряжение при пределе текучести = 55-65 Мпа;
  • упругость при растяжении = 2300-2400 Мпа;
  • предел прочности при растяжении> 70 Мпа;
  • удлинение на границе текучести = 6-7%;
  • низкий коэффициент водопоглощения = 0,1 ÷ 0,2%.

Технико-эксплуатационные свойства:

  • PC в 250 раз превышает ударопрочность кварцевого стекла и почти в 10 раз – плексигласа;
  • высокая морозостойкость;
  • высокие термоизоляционные параметры;
  • высокая паро- и газопроницаемость;
  • хорошие диэлектрические свойства (высокое удельное сопротивление);
  • термопластичный полимер устойчив к динамическим нагрузкам и к истиранию;
  • чистый PC поглощает ультрафиолетовый спектр излучения – без специальных добавок и защитных пленок пластик не устойчив к ультрафиолету;
  • огнестойкий, трудновоспламеняемый и самозатухающий материал: класс В1 (стандарт DIN 4102) .
  • термопласт PC долговечен – срок его эксплуатации превышает 10 лет;
  • легко обрабатывается;
  • термопластичный полимер устойчив к погодным условиям (в т.ч. и к граду) и биологическому разрушению;
  • гладкая поверхность материала облегчает уход, практически не загрязняется;
  • не царапается, не требует защиты от механических повреждений.

Преимущества термопластичного полимера, такие как долговечность, прочность, надежность и эстетичность, очень ценны для строительной отрасли.

Эти свойства делают его наиболее универсальным материалом, способным сочетать самые высокие оптические и силовые параметры с отличной теплоизоляцией и малым весом.

Промышленные поликарбонаты

Термопласты могут подвергаться обработке с применением следующих технологий:

  1. литье под давлением при 280-320 °С – так получают монолитный поликарбонат;
  2. экструзия из гранул при 240-280°С с холодным и горячим формованием — метод изготовления сотового ПК;
  3. литье из растворов в метиленхлориде – получение пленок из термопластичных полимеров.

Для улучшения параметров прочности, жесткости и стабильности при высоких температурах промышленные поликарбонаты дополнительно армируются стекловолокном, модифицируются свето- и/или термостабилизаторами:

  • Модификации ПК с более высокой текучестью используются для получения продукции с большой площадью.
  • Разновидности PC, усиленные армирующей сеткой из стекловолокна (10-40%), отличаются повышенной жесткостью и стойкостью к образованию трещин.
  • Модификации с присадками из графита, сульфита молибдена или тефлона обеспечивают пластику повышенную гладкость и устойчивость к истиранию.

Сополимеры, полученные из бисфенола TMC (1,1-бидксифенилфенилтриметилциклогексана) – прозрачные пластики с расширенным диапазоном рабочих температур (от +160°С до +205°С ).

Сополимеры с галогенизированными бисфенолами, в частности с тетрабромбисфенолом, характеризуются пониженной воспламеняемостью. Использование бисфенола S для сополимеризации увеличивает ударную вязкость.

Сотовый поликарбонат: свойства и сфера его использования

Ячеистый (многоперегородчатый) термопластичный полимер изготавливается в виде полых панелей различной толщины, цветов и размеров с дополнительными ребрами жесткости. Многокамерное (сотовое) строение обеспечивает повышенные параметры теплоизоляции (U до 1,0 Вт/м2*K в панелях толщиной 40 мм).

Использование его в качестве материала для остекления снижает затраты на отопление помещений.

Сферы применения ячеистого листового термопластика в качестве материала для остекления:

  • веранд, зимних садов, беседок и лоджий;
  • кровельных покрытий промышленных, коммерческих и спортивных объектов,
  • теплиц и бассейнов.

Он широко применяется для изготовления:

  • козырьков, навесов, остановок;
  • рекламных панелей;
  • акустических экранов;
  • перегородок;
  • антивандальных дверей и окон;
  • световых люков и др.

Монолитный поликарбонат: особенности и области применения

Это литой листовой материал (ГОСТ Р 51136) без внутренних пустот, по оптическим свойствам аналогичный кварцевому стеклу.

Панели многослойные из поликарбоната чрезвычайно устойчивы к растрескиванию и механическим повреждениям – он достаточно прочен, чтобы выдерживать большие перепады давления, удары молотком или камнем, что делает его хорошей заменой для стекла.

Литой термопластичный полимер идеально подходит для производства прецизионных деталей для оптической и электротехнической промышленности, а также в строительстве – везде, где требуется прозрачность, тепловое сопротивление и высокая ударопрочность:

  • в автомобильной, аэрокосмической и фотооптической промышленности — для производства деталей машин, роторов для корпусов насосов, вентиляторов, счетчиков, частей телефонов, фотоаппаратов, осветительных устройств на краях крыльев самолетов;
  • в производстве бытовой техники, промышленного и электротехнического оборудования;
  • для остекления элементов зданий, подверженных вандализму, промышленного и остекления жилых домов и сооружений (мансардные окна, зимние сады);
  • изготовления окон в самолетах, медицинского оборудования, шлемов космонавтов и пилотов F1.

Пластик PC имеет несколько маркировок:

  • NR – антибликовое покрытие.
  • PC-HT — высокотермостойкий.
  • AR – повышенная твердость.
  • FR – повышенная огнестойкость.
  • FG – одобрен для контакта с пищевыми продуктами.

Наряду с вышеперечисленными преимуществами выбор поликарбоната также обусловлен и доступной ценой, что делает это решение очень выгодным во всех аспектах.

Поликарбонат: что это такое и для чего он может использоваться?

Традиционным материалом для создания светопрозрачных конструкций (окон, оранжерей, теплиц, элементов декора) долгое время было силикатное стекло. Оно обладает высокой степенью светопрозрачности, однако, хрупкость и технические характеристики стекла сильно ограничивали возможности применения. Противоположность этого дорогого, но ненадежного материала — поликарбонат. Этот термин объединяет целую группу прозрачных синтетических термопластов, которые обладают высокой прочностью, большой несущей способностью, а также пластичностью. Эта статья расскажет о том, что такое поликарбонат, и как он используется для строительства.

Состав и процесс производства

Все виды поликарбоната относятся к группе термопластичных синтетических полимеров. Этот материал не разрабатывался учеными специально, он был открыт в ходе исследований болеутоляющих лекарственных средств, когда химики обратили внимание на прочный, прозрачный побочный продукт реакции. Секрет прочности этого соединения заключается в особом строении молекулы, которую получают следующими способами:

  1. Методом переэтерификации дифенилкарбоната в условиях вакуума с введением в состав вещества сложных оснований под воздействием ступенчато повышаемой температуры. Этот метод хорош тем, что в производстве не применяется растворитель, однако, получить таким способом материал хорошего качества не выйдет, так как в составе в любом случае остается небольшое количество катализатора.
  2. Методом фосгенирования А-бисфенола в растворе с присутствием пиридина не более температуре ровно 25 градусов. Положительная сторона такого способа заключается что производство происходит при низкой температуре в жидкой фазе. Однако, высокая стоимость пиридина делает этот метод экономически невыгодным для производителя.
  3. Методом межфазной поликонденсации А-бисфенола с фосгеном в органических и щелочных растворителях. Описываемая реакция является низкотемпературной, что хорошо для производства. Однако, для промывки полимера затрачивается много воды, которые сбрасывают в водоемы, загрязняя окружающую среду.

Интересно! Имея отличные технические характеристики, низкую стоимость, высокую несущую способность и светопрозрачность, не уступающую силикатному стеклу, некоторые виды поликарбоната долгое время использовались неохотно. Так как воздействие ультрафиолетового излучение приводило к помутнению материалу. Введение в состав вещества поглотитель ультрафиолета вывело поликарбонат на новый уровень, сделав наиболее рациональным решением для создания светопрозрачных конструкций и антивандального остекления.

Под термином «поликарбонат» объединяется большая группа синтетических линейных полимеров, которые являются производными фенола и угольной кислоты. Молекулярное строение гранул этого материала представляет собой инертную, светопрозрачную, устойчивую гранулу. Различные условия производства (повышенное давление, температура, среда) придают веществу разные технические характеристики, позволяя создавать поликарбонат с разными свойствами. В настоящее время производится 2 основных вида этого строительного материала:

    Монолитный. Этот материал по внешнему виду напоминает силикатное стекло, он прозрачный, имеет ровную, гладкую поверхность. Иногда монолитный поликарбонат называют «противоударным стеклом», так как он обладает высокой механической прочностью, ударопрочностью, гибкостью и в то же время легкостью. Эксплуатационные характеристики и различная толщина поликарбоната монолитного типа позволяет использовать этот уникальный материал для декоративного остекления, криволинейных декоративных элементов, антивандальных конструкций городской среды (остановок, указателей, дорожных знаков, рекламных щитов). Однако, стоит он в несколько раз дороже сотового аналога.

Важно! Производители выпускают прозрачный, полупрозрачный и матовый поликарбонат, который может быть бесцветным или цветным. Бесцветный прозрачный материал, обладающий светопрзрачностью 84-92% используют для сооружения теплиц и оранжерей. А полупрозрачный и матовый цветной подходят для декоративного остекления коммерческих и административных зданий.

Размеры и свойства

Различные виды поликарбонатного пластика имеют разные эксплуатационные и технические характеристики, в том числе ударопрочность, несущую способность, термоизоляционные качества и светопрозрачность. Свойства материала также зависят от структуры и толщины листа. Выбирая поликарбонат стоит учитывать следующие параметры:

  1. Ширина сотового поликарбонатного пластика составляет 210 см, а монолитного – 2,05 м.
  2. Производители выпускают сотовый поликарбонатный пластик в виде листов длиной до 12 м, что удобно для монтажа теплиц и оранжерей. Монолитный поликарбонат производят с длиной до 6 м.
  3. Сотовый поликарбонат выпускают с толщиной листа 4 мм, 6 мм, 8 мм, 10 мм, 16 мм, 20 мм, 25 мм, она зависит от формы ячеек и количества слоев в составе материала. Толщина поликарбоната монолитного типа составляет 6 мм, 8 мм, 10 мм или 16 мм.
  4. Монолитный поликарбонат весит больше, чем сотовый аналог, 1 квадратный метр такого покрытия составляет 4,8 кг, однако, это все равно в 2 раза меньше, чем вес стекла такой же площади. Сотовый поликарбонат весит 0,8 кг/м2.
  5. Теплостойкость обоих видов материала составляет 145 градусов, несмотря на этом он относится к классу самозатухающих.
  6. Ударостойкость монолитного поликарбоната составляет более 400 Дж, что в десятки раз больше ударопрочного стекла. Лист сотового поликарбоната обладает ударостойкостью более 27 Дж.

Обратите внимание! Сотовый и монолитный поликарбонат обладают разными коэффициентами светопроницаемость. Коэффициент светопропускания монолитного поликарбонатного пластика составляет 91%, для сравнения, у стекла этот показатель составляет 87-89%. Сотовый поликарбонат имеет светопрозрачность 80-88%.

Преимущества

Эксплуатационные и технические характеристики поликарбонатного пластика позволяют использовать этот материал во многих сферах строительства. Легкий вес, ударопрочность и прозрачность поликарбоната и низкая стоимостью производства дали ему возможность конкурировать с силикатным стеклом. Неоспоримыми достоинствами этого материала считают:

  • Легкий вес. Монолитный пластик в 2 раза легче стекла, а сотовый в 6, что позволяет создавать легкие конструкции, не утяжелённые лишними опорными элементами.
  • Прочность. Высокой несущая способность придает поликарбонату устойчивость к интенсивным снеговым, ветровым или весовым нагрузкам.
  • Прозрачность. Монолитный вид материала пропускает даже больше света, чем силикатное стекло, а сотовый поликарбонатный пластик пропускает до 88% видимого спектра.
  • Изоляционные качества. Поликарбонат, в особенности сотовый, является отличным материалом для звуко- и шумоизоляции.
  • Безопасность. При разбивании поликарбоната не образуется острых осколков, которые наносят травму.

Учтите! Все виды этого материала не требует серьезного ухода, они моются водой с добавлением мыла или средства для мытья посуды. Ни в коем случае нельзя применять для очистки аммиак, который разрушает его структуру.

Видео-инструкция

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector