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, плотность 1,20 г/см³

Коэффициент светопропускания 90%

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.

Показатели	Единица измерения	Литое оргстекло	Экструзионное оргстекло
Предел прочности при растяжении (+23 °C)	МПа	74	70
Модуль упругости при растяжении	МПа	3280	3300
Относительное удлинение при растяжении (+23 °C)	%	5	5
Температура размягчения	°C	+105-112	+103
Ударная вязкость (не менее) 2,5—4 мм	кДж/м²	9	9
Ударная вязкость (не менее) 5—24 мм	кДж/м²	13
Максимальная температура эксплуатации	°С	+82	+80
Температура формования	°C	+150-170	+150-155
Коэффициент температурного расширения	мм/м*10°C	0,65	0,65

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: