Монолитный поликарбонат

История создания

Первые упоминания о поликарбонате относятся ещё к XIX веку.

Первые полимеризованные соединения поликарбоната были получены сотрудниками компании "Bayer" в 1953 году. Новый термпопласт был запатентован под названием "Makrolon".

В том же году, но несколько позже, аналогичный материал был получен сотрудниками компании "General Electric", ими материалу было дано название "Lexan".

Краткое описание

Поликарбонат

Термопластичный прозрачный пластик.

Параметр	Метод тестирования	Единица измерения	Значение
Физические свойства
Плотность	ASTM D792	г/см³	1,20
Коэффициент преломления	ASTM D542	-	1,585
Коэффициент светопропускания	ASTM D1003	%	88-90
Механические свойства
Прочность на разрыв при растяжении	ISO 527-2	МПа	60
Модуль упругости при растяжении	ISO 527-2	Мпа	2300
Относительное удлинение при разрыве	ISO 527-2	%	>100
Относительное удлинение при упругом растяжении		%	6
Модуль упругости при изгибе	ISO 178	Мпа	2330
Ударная вязкость по Шарпи	ISO 179	кДж/м²	без разрушения
Ударная вязкость по Изоду с надрезом	ISO 180а	кДж/м²	>65
Термические свойства
Коэффициент термического расширения	ASTM D696	мм/м*10°C	0,6
Точка размягчения по Вика	ASTM D1525	°C	112
Коэффициент термического расширения	ASTM D696	мм/м*10°C	0,6
Точка размягчения по Вика	ASTM D1525	°C	112
Сжатие при формовании	ASTM D955	%	0,4 - 0,6
Термические свойства
Коэффициент термического расширения	ASTM D696	мм/м*10°C	0,6
Точка размягчения по Вика	ASTM D1525	°C	112
Коэффициент термического расширения	ASTM D696	мм/м*10°C	0,6
Точка размягчения по Вика	ASTM D1525	°C	112
Сжатие при формовании	ASTM D955	%	0,4 - 0,6

Этот практически небьющийся, гибкий и прочный материал применяется для изготовления:

покрытий из монолитного поликарбоната
защитных ограждений спортивных площадок, щитов;
шумозащитных светопроницаемых авто- и железнодорожных ограждений;
пешеходных переходов в виде мостов,
ударостойких навесов;
фонарных плафонов и люков удаления дыма;
рекламных вывесок и ситилайтов;
остекления транспорта;
прозрачных средств защиты, щитков на касках;
защитных экранов на станках;
различных видов арок.

Стойкость к химическим воздействиям

На оргстекло воздействуют разбавленные фтористоводородные и цианистоводородные кислоты, а также концентрированные серная, азотная и хромовая кислоты. Растворителями оргстекла являются хлорированные углеводороды (дихлорэтан, хлороформ, метилен хлористый), альдегиды, кетоны и сложные эфиры. На оргстекло также воздействуют спирты: метиловый, бутиловый, этиловый, пропиловый. При непродолжительном воздействии 10 % этилового спирта взаимодействие с оргстеклом отсутствует.

Виды оргстекла по способу производства

Экструзионное оргстекло (акрил)

Экструдированный листовой акрил изготавливается методом экструзии из гранулированого ПММА. При этом гранулы ПММА расплавляются в шнеках экструдера и расплав выдавливается через плоскощелевую головку, после чего происходит формирование листа, покрытие его защитной плёнкой, обрезка краёв и нарезание листов в размер.

Таким образом, в листе есть 2 направления: вдоль и поперёк экструзии.

Различное воздействие на расплав вдоль и поперёк экструзии определяет анизотропию свойств (разность свойств в разных направлениях).

Листы имеют разные прочностные характеристики вдоль и поперёк экструзии, отличаются коэффициенты усадки (что особенно важно при термоформовании).

Плюсом экструдированного оргстекла является малая разнотолщинность (не более 5-10%). Но диапазон возможных толщин ограничен возможностями экструдера. В то же время возможная длина листа при экструзии практически ограничена только здравым смыслом.

Литое (блочное) листовое оргстекло (акрил)

Литое оргстекло (акрил) производится методом отвердевания жидкого ММА с инициатором в форме из двух специальных силикатных стёкол.

Длина полимерной цепочки у литого стекла выше, чем у экструзионного. Поэтому литое оргстекло обладает большей ударопрочностью, более термостойкое, формуется в более широком диапазоне температур, но при формовке требуется более сильное формующие усилие. Но и усадка у литого акрила меньше. Размеры получаемого листа напрямую зависят от размеров силикатного стекла формы, толщина литого акрила редко бывает менее 3 мм. А вот в большую сторону ограничения практически отсутствуют. Способ изготовления литого (блочного) оргстекла определяет его достаточно сильную разнотолщинность (до 30% на малых толщинах) из-за прогиба силикатного листа форм.

Другие изделия из оргстекла

Оргстекло выпускается не только в виде листов, но и в виде труб и блоков из акрила.

Акриловые трубы могут производиться как методом экструзии, так и литьевым методом.

Преимущества и недостатки оргстекла

Преимущества

лёгкий (примерно в 2,5 раза легче стекла аналогичной толщины);
ударопрочный (в сравнении с обычным стеклом);
безопасный — ядовитые вещества не выделяются даже при горении;
несложный в обработке — легко режется, гнётся, что позволяет придавать ему различные формы, не нарушая оптические свойства;
стойкий к влиянию многих химикатов, атмосферных явлений, влаги и микроорганизмов;
имеет высокую прозрачность, хорошо пропускает свет;
светостойкий (срок эксплуатации может превышать 10 лет);
простота обработки;
один из самых твёрдых прозрачных пластиков;
подходит для лазерной резки;
100% вторично перерабатываемый;
теплопроводность примерно в 4 раза ниже, чем у обычного стекла;
устойчив к воздействию влаги;
хорошо термоформуется;
морозостойкий;
хороший электроизолятор;
недорогой.

Недостатки

царапается;
горючий;
при пиролизе выделяет ММА;
высокий коэффициент температурного расширения (характерен для всех прозрачных полимеров)

Альтернативы монолитному поликарбонату

Другие прозрачные пластики: