Ростовский огород
Назад

Температура плавления монолитного поликарбоната

Опубликовано: 26.04.2020
Время на чтение: 25 мин
0
4

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.

Монолитный поликарбонат: особенности и области применения

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

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.

Этот материал впервые появился еще в конце XIX века в виде побочного продукта фармакологического производства. Предприимчивые коммерсанты быстро поняли огромный потенциал такого материала и начали искать способы массового производства. Технология постоянно совершенствовалась, шел поиск новых компонентов и способов изготовления.

Монолитный поликарбонат - свойства и применение
Монолитный поликарбонат — свойства и применение

Сегодня монолитный поликарбонат получают из соединения угольной кислоты и фенола способом полимеризации. Проходя несколько этапов производства, гранулы химического вещества постепенно переходят в форму прозрачных пластиковых листов. В зависимости от назначения эти листы могут иметь различную толщину и цвет.

Монолитный поликарбонат (прозрачный, цветной, шагрень)
Монолитный поликарбонат (прозрачный, цветной, шагрень)
Технические свойства монолитного поликарбоната КАРБОГЛАСС
Технические свойства монолитного поликарбоната КАРБОГЛАСС

монолитный поликарбонат

Прочность

Именно это качество сделало монолитный поликарбонат таким популярным среди садоводов. Теплица из поликарбоната способна прослужить многие годы, с честью выдерживая лучи палящего солнца, порывы ветра, суровые морозы и значительные механические нагрузки. Причины такой высокой прочности кроются в составе материала.

  1. Основу химического состава пластиковых листов составляет углерод. А ведь еще со школьной скамьи все мы помним, что именно из чистого углерода состоит самый прочный из известных ныне минералов – алмаз.
  2. Пластик обладает высокой вязкостью, которая делает его устойчивым к механическим деформациям – растяжению, сжатию, кручению или изгибам. После кратковременных деформаций материал способен быстро возвращать себе исходную форму.
Согнутый поликарбонатный лист
Согнутый поликарбонатный лист

Если провести сравнительный анализ, можно увидеть, что монолитный поликарбонат превосходит по своей прочности обыкновенное стекло более чем в 200 раз, а популярный акрил – примерно в 10 раз. По уровню своей ударной прочности материал сравним с листами алюминия аналогичной толщины.

Прочность у поликарбоната в 200 раз выше, чем у стекла
Прочность у поликарбоната в 200 раз выше, чем у стекла

Гибкость

Благодаря высоким показателям гибкости, появилась возможность отойти от традиционных теплиц прямоугольной формы. Акценты сместились в сторону более практичных и эстетичных изогнутых конструкций арочного типа. Такую теплицу гораздо легче построить, на ее поверхности не скапливается дождевая вода или снег.

Транспортировка поликарбоната также не представляет серьезных проблем. Пластиковые листы просто скручиваются в рулон и в таком виде легко перевозятся практически на любом виде транспорта. На месте материал снова возвращается к исходной форме.

Поликарбонатный рулон
Поликарбонатный рулон

Тем не менее, важно помнить, что гибкость любого материала имеет свои границы. Монолитный поликарбонат также имеет показатель минимального радиуса изгиба, который зависит от толщины листа.

Таблица. Радиус изгиба монолитного поликарбоната в зависимости от толщины.

Толщина листа, мм Минимальный радиус изгиба, мм
1 180-220
1,8 240-260
2 280-310
3 430-460
4 580-620
5 720-760
6 820-860
7 930-970
8 1080-1120
9 1280-1320
10 1470-1510
12 2460-2510
Соотношение толщины и радиуса изгиба монолитного поликарбоната
Соотношение толщины и радиуса изгиба монолитного поликарбоната

Так, свернутый в рулон стандартный лист толщиной 3 мм являет собой аккуратный цилиндр высотой 2,05 метра и радиусом около 1 метра. Такой груз можно запросто транспортировать на свой дачный участок даже на самом маленьком автомобиле.

Предлагаем ознакомиться  Ремонт крыши из поликарбоната

Листы монолитного поликарбоната обладают достаточной морозоустойчивостью для беспрепятственного их использования в качестве наружного кровельного материала. Они легко выдерживают морозы до -50 °C, а уже от -40 °C способны выдерживать серьезные ударные нагрузки. Это позволяет применять материал для строительства теплиц даже в самых суровых климатических зонах — как раз там, где потребность в использовании теплиц наибольшая.

Поликарбонат отличается не только высокой прочностью, но и устойчивостью к температурным перепадам
Поликарбонат отличается не только высокой прочностью, но и устойчивостью к температурным перепадам

Теплостойкость материала также достаточно высока. Стандартный лист полимера способен выдержать нагрев до 120 °C, а некоторые образцы и вовсе до 150 °C. Стоит отметить, что поликарбонат имеет сравнительно малый коэффициент теплового расширения, что дает возможность применять его и для строительства высокоточных конструкций.

Габариты и вес

Температура плавления монолитного поликарбоната

В промышленном производстве поликарбоната во всем мире существуют общепринятые единые стандарты по размерам листов. Стандартный пластиковый лист имеет габариты 205х305 см. Впрочем, длину листов можно подобрать, исходя из предпочтений заказчика, а вот ширина практически всегда остается неизменной. Это связано с фиксированной шириной экструдера на производственном конвейере.

Таблица технических спецификаций монолитного поликарбоната
Таблица технических спецификаций монолитного поликарбоната

Удельный вес кровельного материала сравнительно невысок и составляет приблизительно 1200 кг на куб. м. По этому показателю поликарбонат ближе всего к обыкновенной воде. А вот в сравнении с силикатным стеклом материал выигрывает более чем в 2 раза.

Стандартный ассортимент листов монолитного поликарбоната Novattro
Стандартный ассортимент листов монолитного поликарбоната Novattro

Зная удельный вес и габариты стандартного листа (205х305 см), можно достаточно точно рассчитать вес одного листа в зависимости от его толщины.

Таблица. Толщина и вес листов монолитного поликарбоната.

Толщина листа, мм Вес 1 м2, г Вес 1 листа, кг
1 1200 7,5
2 2400 15
3 3600 22,5
4 4800 30
5 6000 37,5
6 7200 45
7 8400 52,5
8 9600 60
9 10800 67,5
10 12000 75
12 14400 90

Это может оказаться серьезным подспорьем при самостоятельном строительстве теплицы из монолитного поликарбоната. Вес листа поможет наиболее точно рассчитать показатели нагрузки и подобрать оптимальные строительные материалы для каркаса сооружения.

Теплица из монолитного поликарбоната
Теплица из монолитного поликарбоната

Светопропускание

Прозрачный пластик имеет достаточно высокую степень пропускания световых лучей. Как правило, при строительстве теплиц потребители придерживаются нехитрого правила – чем больше солнечного света будет попадать в теплицу, тем лучше. Исключения могут быть сделаны лишь для некоторых видов садовых культур, предпочитающих нахождение в тени.

Светопропускание монолитного поликарбоната
Светопропускание монолитного поликарбоната
Изменение светопроводности монолитного поликарбоната
Изменение светопроводности монолитного поликарбоната

Для уменьшения светопропускания можно использовать монолитный карбонат более темных цветов.

Беседка из затемненного монолитного поликарбоната
Беседка из затемненного монолитного поликарбоната

Вот некоторые стандартные оттенки, которые можно легко найти на рынке:

  • прозрачный;
  • серый бронзовый;
  • опал;
  • туман;
  • коричневый;
  • коричневый бронзовый.
Популярные цвета монолитного поликарбоната
Популярные цвета монолитного поликарбоната

Температура плавления монолитного поликарбоната

В зависимости от степени прозрачности меняется и уровень светопропускания – от 83% до 90%. Стоит отметить, что современная промышленность способна выпускать на заказ поликарбонат абсолютно любых цветов: желтого, синего, бирюзового, черного и т. д.

Среди прочих достоинств поликарбоната далеко не последнее место занимают его теплопроводность и звукоизоляция. И если последнее для владельцев теплиц не играет сколько-нибудь заметную роль, то теплопроводность материала в данном случае очень важна.

Полимерные листы толщиной 4 мм имеют коэффициент тепловой передачи на уровне 5,6 Вт/м2. Это почти в два раза выше, чем у обычного кремниевого стекла. Любая теплица, укрытая монолитным поликарбонатом, способна быстро накапливать тепло, не позволяя ему при этом быстро уходить в атмосферу при понижении температуры окружающего воздуха. Это позволяет высаживать растения в такую теплицу гораздо раньше.

Из графика видно, что на материале с высоким коэффициентом теплопроводности конденсат выпадет при низкой влажности
Из графика видно, что на материале с высоким коэффициентом теплопроводности конденсат выпадет при низкой влажности

Главным врагом поликарбоната, особенно при его использовании на открытом воздухе, остается ультрафиолетовое излучение. Прямые солнечные лучи способны разрушить этот материал за 2-3 года.

К счастью, развитие современных технологий помогает значительно продлить этот срок.

  1. На поверхность каждого листа на заводе наносится специальное защитное покрытие. Оно препятствует проникновению ультрафиолетовой части спектра солнечного излучения в толщу пластика, в то же время свободно пропуская свет видимого и инфракрасного диапазона. Это значительно замедляет процесс разрушения полимера. В зависимости от назначения поликарбоната защитное покрытие может быть нанесено как на одну, так и на обе стороны листа.
  2. В состав пластиковой смеси добавляется объемный стабилизатор. Такой способ защиты обойдется потребителю несколько дороже, но и эффективность будет гораздо выше.
Схема воздействия солнечных лучей на лист поликарбоната
Схема воздействия солнечных лучей на лист поликарбоната

Механические характеристики, физические 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).

Предлагаем ознакомиться  Техническая и биологическая спелость перца

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.

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.

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.

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

Предлагаем ознакомиться  Почему болит поясница и что с этим делать

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.

Экологичность

Современные технологии производства полимерных панелей позволяют свести возможное отрицательное влияние на окружающую среду к минимуму. Листы поликарбоната производятся из экологически нейтральных сырьевых гранул на специальном оборудовании в закрытом технологическом цикле. Отсутствие в материале вредных добавок и примесей позволяет уверенно говорить о его полной безвредности для человека или домашних питомцев.

Производство монолитного поликарбоната
Производство монолитного поликарбоната

Высокие экологические стандарты позволяют использовать монолитный поликарбонат не только для строительства теплиц или наружной отделки, но и для внутренних работ в помещениях. Более того, некоторые виды поликарбоната используются даже в стерильных условиях медицинских учреждений

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

Сложность монтажа

Не в последнюю очередь привлекает потребителей и легкость работы с монолитным поликарбонатом. Его можно варить, клеить, он легко поддается сверлению и распилу. Для проведения строительных работ с применением этого материала не потребуется использования каких-либо специальных инструментов.

Схема раскроя листов поликарбоната для торцов теплицы
Схема раскроя листов поликарбоната для торцов теплицы

Вот примерная инструкция по резке монолитного поликарбоната.

Температура плавления монолитного поликарбоната

Шаг 1. Подготовьте чистую и ровную рабочую поверхность. Если резка предполагается на открытом пространстве, позаботьтесь об удалении мелких веток, камешков и т. п. Их присутствие обязательно приведет к появлению царапин и вмятин на пластиковых листах.

Шаг 2. Используя яркий маркер и линейку, проведите выполнение разметки в точном соответствии с планом строительства.

Зеленый маркер Pilot Super Color Broad Marker
Зеленый маркер Pilot Super Color Broad Marker

Шаг 3. Подготовьте необходимое оборудование. Для более качественного и ровного разреза рекомендуем предпочесть электрический инструмент. Для ровных участков подойдет циркулярная пила с мелким зубом, для криволинейного распила – электрический лобзик. Для резки тонкого материала может использоваться строительный нож.

Резка поликарбоната строительным ножом
Резка поликарбоната строительным ножом

Шаг 4. Не стоит забывать о собственной безопасности. Защитить глаза от попадания мелких частиц пластика можно с помощью специальных очков.

Очки защитные
Очки защитные

Шаг 5. Приступая к распилу, старайтесь обеспечивать плотный контакт полимерного листа с рабочей поверхностью. Если контакт будет неплотным, в процессе будут наблюдаться вибрации, которые могут привести к появлению сколов или увести линию распила от намеченной черты.

Резка поликарбонатных листов болгаркой на малых оборотах
Резка поликарбонатных листов болгаркой на малых оборотах

температурный_график_поликарбоната

Внимательно следите за состоянием заточки инструмента. Чем острее режущая поверхность – тем ровнее линия распила.

Шаг 6. После распила всех необходимых деталей выполните их мелкую подгонку и приступайте к процессу монтажа.

При монтаже дачной теплицы крепление полимерных листов к строительному каркасу производится при помощи кровельных саморезов с резиновыми уплотнителями. Между собой листы соединяются посредством сварки, специальных растворителей либо укладываются внахлест.

Схема крепления монолитного поликарбоната
Схема крепления монолитного поликарбоната

Только правильный монтаж с соблюдением всех правил поможет построить по-настоящему функциональную теплицу, которая будет радовать владельца великолепными урожаями многие годы.

, , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector