полікарбонат
Стільниковий полікарбонат
Структурований полікарбонат
Цей вид полікарбонату називають також «стільниковим» або «комірчастим» з - за його внутрішньої структури, яка представляє собою дво - , три— або чотиришарову конструкцію, заповнену великою кількістю поздовжніх перемичок (ребер жорсткості). Ребра жорсткості можуть утворювати квадрати, трикутники, хрестові структури. У розрізі такі листи дійсно нагадують бджолині соти, звідси одна з англійських назв матеріалу — Honeycomb Pоlycarbonate. Інші назви відображають структуру матеріалу — Multiwall Pоlycarbonate Sheet, Cellular Pоlycarbonate.
Висока пластичність і міцність самого матеріалу робить можливим отримувати екструзійним способом листи з дуже тонкими стінками (0,3 - 0,7 мм) без втрати ударостійких характеристик і в той же час з дуже малою вагою. За рахунок великої кількості пустот вага листа знижується, а значить, знижується і його собівартість. Стільниковий структура надає полікарбонатним конструкцій візуальну легкість і легкість. Всі спроби отримати такі ж листи з інших світлопропускаючих матеріалів не увінчалися успіхом, зокрема, при використанні для цих цілей гранул поліметилметакрилату (оргскла) лист з такими тонкими стінками не може сформуватися після виходу з головки екструдера з - за підвищеної крихкості і одразу ж ламається. Тому стільникові листи з оргскла мають дуже товсті стінки (більше 1 мм) — цим забезпечується міцність листа, але також збільшується його вага. При використанні поліпропілену стільникові листи добре виходять, але неможливо домогтися їх високої прозорості з - за особливостей хімічної будови матеріалу.
Виробники випускають в основному панелі товщиною від 4 до 35 мм. Вони можуть бути прозорими, кольоровими, а також різнокольоровими, коли зовнішні поверхні пофарбовані в різний колір. Пластичність полікарбонату дозволяє формувати стільникові листи різної конфігурації (зигзаго— і хвилеподібні), а також профільовані листи.
В стільникових панелях всі корисні якості полікарбонату зберігаються, а завдяки повній внутрішній структурі з'являється цілий ряд нових якостей:
І без того хороша тепло— і звукоізоляція полікарбонату збільшується за рахунок повітря, що наповнює порожнечі полікарбонатною панелі.
Конструктивну міцність по відношенню до ваги надають численні ребра жорсткості, що утворюють комірки всередині панелі. За рахунок цього панель витримує великі вагові навантаження, ніж скло.
Панелі стільникового полікарбонату володіють високим ступенем прозорості. Найбільш тонкі з них пропускають до 85% видимого спектру, що наближається до показників для силікатного скла.
Стільниковий панель важить менше, ніж аналогічні продукти. Питома вага полікарбонату від 0,8 до 4,0 кг/м2. Це в 6 раз легше скла і в 3 рази легше акрилу.
Панелі досить гнучкі, що дозволяє застосовувати їх в конструкціях складної геометричної форми.
Від удару стільниковий полікарбонат не розлітається на осколки, що також дає йому перевагу перед склом.
Вага
Полікарбонат має таку ж вагу, як оргскло, і майже в 2 рази легше звичайного скла, на 15% легше ПВХ і на 6% легше ПЕТ - Р. По вазі полікарбонат поступається лише полістиролу (стійкому до ударів полістиролу). Полегшити конструкцію з полікарбонату можна, якщо використовувати стільникові листи вместомонолитных. Так, при заміні монолітного листа товщиною 4 мм на стільниковий лист такої ж товщини дає зниження ваги в 6 разів.
Гнучкість
Одним з переваг полікарбонатних листів є можливість формовки у холодному стані, на відміну від скла, вимагає попереднього термоформування. Гнучкість полікарбонатних листів з дугоподібним елементів несучих констукцій характеризує такий показник, як мінімальний радіус вигину. При конструюванні вигнутих секцій слід мати на увазі, що чим менше матеріал, тим легше він гнеться, але при цьому треба обов'язково враховувати мінімальні радіуси вигину, характерні для ыбранного виду пластику. Так, 4 - міліметровий лист монолітного полікарбонату може бути зігнутий по радіусу не менше 0,6 м, радіус вигину спіненого ПВХ товщиною 4 мм повинен бути не менше 1 м, а для ПММА це значення складе 1,32 м.
При заміні в конструкції листа з ПММА на монолітний ПК можна отримати конструкції з меншим радіусом вигину. Крім того, як мобільний, так і монолітний полікарбонат можна транспортувати згорнутим в рулон з радіусом вигину не менше Rмин. , що істотно заощадить місце для перевозь. Мінімальний радіус вигину листів представлений в характеристиках. Стільниковий полікарбонат допускаети згин тільки по довжині сот.
Звукоізолюючі властивості
Шум утворюється в результаті тиску повітряних хвиль і вимірюється довжиною хвилі і її частотою. Одиницею вимірювання шуму є децибел, причому до 60 дБ шум вважається неголосним, від 65 до 90 дБ — значним, а понад 90 дБ — руйнівним. Відомо, що ефект зниження шуму досягається за рахунок збільшення маси затримує шум споруди або за рахунок збільшення повітряного прошарку між такого роду спорудами. Рівень зниження шуму структурними поликарбонатами листа різної товщини від 4 до 32 мм становить від 15 до 25 дБ. При застосуванні монолітного полікарбонату разом із звичайним склом на відстані > 50 мм один від одного, монолітні листи значно знижують звукопропускание, особливо низькочастотне, наприклад міський шум.
Теплоізолюючі властивості
Многостенная структура листів стільникового полікарбонату надає значні переваги там, де низька теплопровідність матеріалу є основною вимогою. Полікарбонатні панелі дають істотну економію електроенергії (до 50% ), витрачається на опалення Лії кондиціонер, порівняно зі склом і ПММА аналогічної товщини. Це пов'язано не тільки з теплоізолюючі властивості повітря, що знаходиться в просторі між ребрами жорсткості, але і з меншою порівняно з цими матеріалами теплопровідність, що забезпечує збереження температурного режиму в приміщенні. Теплоізолюючі властивості матеріалу характеризує такий показник, як коефіцієнт теплопередачі — кількість тепла, що проходить через 1 м2 матеріалу при зміні температури на 10С.
Навіть самі тонкі панелі стільникового полікарбонату (4мм) майже в 2 рази перевершують за ступенем теплоізоляції просте засклення.
Світлопропускання
Видатний французький архітектор Ле Корбюзье сказав: «Вся історія архітектури — це історія боротьби за світло». І в цьому твердженні можна побачити один з ключів до успіху полиарбоната як будівельного матеріалу XXI століття. Здатність пропускати сонячне сет у полікарбонату найвища серед схожих з ним матеріалів.
Сонячне світло, що досягає земної поверхні, включає в себе три діапазони: ультрафіолетове, видиме і інфрачервоне.
Ультрафіолет С — довжина хвилі між 180 - 280 нм включно, промені більш потужні, ніж ультрафіолет А і В, і можуть стати смертельними для живих організмів.
Ультрафіолет В — середній діапазон 315 нм — 280 нм (сприяє виробленню вітаміну D (антирахіт), викликає загар і подразнення роговиці очей).
Ультрафіолет А — довгохвильовій діапазон 400 нм — 315 нм (засмага і пошкодження очей).
Видимі хвилі — 380 і 780 нм включно (промені відповідають звичайному сприйняттю світу).
Інфрачервоні хвилі — понад 780 нм (передають сонячне тепло і несуть 50% його енергії).
Полікарбонат чутливий до впливу ультрафіолетового випромінювання. На открытом воздухе прозначные маркеи желтеют, теряют прозрачность, падает ударопрочность материала и относительное удлинение. Для предотвращения нежелательных последствий сотовые и монолитные листы снабжают внутренним УФ - защитным словем, нанесенным с помощью коэкструзии. Этот защитный слой совершенно прозрачен, и определить его наличие на глаз невозможно, поэтому следует внимательно изучать маркировку панелей, сделанную производителем. Листы с УФ - защитой могут пребывать на открытом воздухе в течение мноих лет без имзенения своих свойств и потери внешнего вида. Обычные же листы, незащищенные от ультрафиолета, предназначены для использования только внутри помещений.
Ударопрочность
При стандартных статических испытаниях, например, испытаниях на растяжение и изгиб, материал поглощает энергию медленно. В случаях же резких усилий: падений предметов, ударов, столкновений и т. д. — обычно материалы быстро поглощают энергию. Целью испытания на прочность при ударе и является имитация таких условий.
Существует целая группа испытаний, позволяющих оценить прочностные свойства пластических масс при ударных воздействиях. Эти испытания проводят либона маятниковых копрах (испытания на двухопорный изгиб по Шарпи), либо с помощью падающего груза (ударостойкость по Гарднеру). Испытание на двухопорный изгиб заключается в разрушении образцов с надрезом и без надреза ударом маятника поперек образца, установленного горизонтально на двух опорах.
В ходе испытания проверяют ударную вязкость — величину работы, затраченной на разрушение образца, отнесенную к площади его поперечного сечения или к площади поперечного сечения образца в месте надреза.
Ударостойкость по Гарднеру определяется при испытании на ударное воздействие падающих гирь массой 4 кг с высоты 1 метр. Из приведенных данный в характеристиках поликарбоната видно, предьные значения энергии удара для сотового поликарбоната достаточно велики по сравнению, например, с оргстеклом, для которого эта величина не превышает 0,5 Дж.
Лабораторными методами измерить ударную вязкость поликарбоната (по Шарпи, без надреза) невозможно. Поэтому в каталогах указывают «без разрушения». Если соотнести данные показателя ударной вязкости образца поликарбоната с соответствующими показателями для других листовых материалов, например, для оргстекла 10 - 12 кДж/м2 (без надреза) и 2 (с надрезом), для полистирола 5 - 6 (без надреза) и 1 - 2 (с надрезом), то можно приблизительно оценить величину этой физической характеристики в 900 - 1100 кДж/м2 (без надреза). Эта величина иллюстрирует экстремальную ударопрочность материала.
