Узнайте больше о распространенных типах этого материала и их свойствах.
Поликарбонат представляет собой аморфный инженерный термопласт. Это один из самых прочных термопластов, который также можно сделать оптически прозрачным. Поликарбонат часто используется как более легкий и прочный заменитель стекла. Он прочнее акрила (другого популярного прозрачного термопластика). Однако поликарбонатные панели имеют два существенных недостатка: они становятся хрупкими и желтеют под воздействием ультрафиолетового излучения и легко царапаются. Следует отметить, что обоим этим нежелательным свойствам можно противодействовать с помощью специальных покрытий. На изображении ниже показан пример сплошных листов поликарбоната:
Коричневые, белые и прозрачные поликарбонатные листы.
Изображение предоставлено: Cat Us/Shutterstock.com
Его уникальное сочетание свойств означает, что поликарбонат имеет широкий спектр применения, например: пуленепробиваемые окна, ограждения машин, двусторонние зеркала, коммерческие окна и барьеры. В этой статье мы обсудим 6 распространенных типов поликарбоната: прозрачный, пуленепробиваемый, антистатический, зеркальный, стойкий к истиранию, а также цветной или тонированный поликарбонат. Также будут описаны варианты использования и преимущества каждого из них.
1. Прозрачный поликарбонат
Поликарбонатная прозрачная пленка пропускает свет почти так же хорошо, как стекло. Это делает его идеальным для приложений, требующих оптической четкости. Прозрачный поликарбонатный лист может выдерживать удары, которые легко разбивают стекло. Он также прочнее акрила, другого распространенного прозрачного термопластика. Благодаря этим свойствам поликарбонат используется для изготовления изделий, которые должны быть оптически прозрачными, но при этом ударопрочными. Область применения может включать в себя: защиту машин, крышки автомобильных фар и ветровые стекла строительных машин.
2. Пуленепробиваемый поликарбонат
Некоторые типы поликарбоната можно считать пуленепробиваемыми и обеспечивать различную степень защиты в зависимости от нескольких факторов. Уровень защиты зависит от типа используемого поликарбоната, метода ламинирования и общей толщины листа поликарбоната. Пуленепробиваемость обычно измеряется по шкале UL, где уровень 1 обеспечивает наименьшую защиту, а уровень 3 — наибольшую. Поликарбонатные листы толщиной ¾ дюйма могут соответствовать уровню 1 UL. Пуленепробиваемые поликарбонаты хороши для приложений, требующих высокого уровня ударопрочности, но небольшой массы детали. Поликарбонатный лист Aerolite является одним из наиболее распространенных типов поликарбоната, который используется для пуленепробиваемых изделий.
3. Антистатический поликарбонат
Некоторые виды поликарбоната обладают антистатическими свойствами. Другим термином для антистатиков является ESD (рассеивающий электростатический заряд), означающий, что статическое электричество не может накапливаться на поверхности материала. Это делает антистатический поликарбонат идеальным для компонентов, которые вступают в контакт с чувствительным электронным оборудованием, которое может быть повреждено статическим разрядом. Антистатический поликарбонат имеет специальное покрытие, препятствующее накоплению статических зарядов на его поверхности. Типичные области применения могут включать в себя: монтажные поверхности для электронных компонентов и корпусов электроники.
4. Зеркальный поликарбонат
Зеркальный поликарбонат содержит отражающую пленку, которая может вести себя либо как обычное зеркало, либо как двустороннее зеркало. Поскольку поликарбонат настолько прочен, его можно использовать вместо более тяжелых и хрупких стеклянных зеркал. Зеркала из поликарбоната часто можно найти в ванных комнатах на борту коммерческих самолетов и кемперов.
Двусторонние зеркала из поликарбоната используются в комнатах для допросов. Когда комната для допросов ярко освещена, отражающее покрытие действует как обычное зеркало для находящихся внутри. Однако некоторый свет проходит, поэтому люди в более темной комнате для наблюдателей могут видеть сквозь него.
5. Износостойкий поликарбонат
Хотя стандартное поликарбонатное покрытие легко царапается, существуют виды поликарбоната, устойчивые к истиранию. Стойкий к истиранию поликарбонат имеет устойчивое к царапинам покрытие на каждой стороне листа для повышения его устойчивости. Одно такое покрытие известно как DLC (алмазоподобный углерод), которое наносится с помощью процесса PACVD (плазменное химическое осаждение из паровой фазы). PACVD — это низкотемпературный процесс, который идеально подходит для таких материалов, как пластмассы, с относительно низкой температурой плавления. Износостойкий поликарбонат обычно используется в таких приложениях, как оптические диски, где царапины могут снизить производительность продукта.
6. Цветной/тонированный поликарбонат
Большинство типов поликарбоната доступны в нескольких различных цветах листа. Как и в случае со многими термопластами, поликарбонат можно окрашивать или тонировать. Окраска в первую очередь служит эстетическим целям. Однако некоторые из них служат более функциональным целям; К поликарбонатным панелям можно добавить специальные оттенки, чтобы отражать солнечное излучение, сохраняя в комнатах прохладу.
Какой тип поликарбоната используется в кровле?
Поликарбонат, используемый в кровле, должен быть устойчивым к ультрафиолетовому излучению, чтобы предотвратить его пожелтение и ломкость. Доступны некоторые конфигурации с несколькими панелями для улучшения изоляционных свойств панелей. Поликарбонат — это прочный, ударопрочный материал, который пропускает внутрь большое количество естественного света. Сочетание долговечности и светопроницаемости делает поликарбонатные листы полезными в теплицах и световых люках. Цветной или тонированный поликарбонат также может стать хорошей кровлей, если светопропускание нежелательно.
Долговечен ли поликарбонат?
Его аморфная кристаллическая структура делает поликарбонат одним из самых прочных термопластов. Обладает отличной прочностью, ударной вязкостью и термостойкостью. Поликарбонат имеет тенденцию легко царапаться, но его можно защитить с помощью специальных твердых покрытий, таких как DLC (алмазоподобный углерод).
Поликарбонат непрозрачный?
Поликарбонат обычно используется в прозрачном состоянии, но при желании его можно сделать непрозрачным. В поликарбонат можно добавить цветные пигменты, чтобы сделать его непрозрачным. Стандартное прозрачное поликарбонатное покрытие желтеет при длительном воздействии УФ-излучения. Изделия из поликарбоната, которые будут подвергаться воздействию УФ-излучения, часто делают непрозрачными, чтобы избежать этого неприглядного эффекта пожелтения.
Какой тип поликарбоната лучше всего подходит для изготовления ворот?
Для изготовления ворот подходят как цветные, так и прозрачные поликарбонатные панели. Однако прозрачный поликарбонат должен быть устойчив к ультрафиолетовому излучению. Во многих случаях металлические ворота обшивают листами поликарбоната, чтобы вся конструкция была более надежной и устойчивой к повреждениям. Более тонкие листы поликарбоната могут быть экструдированы в виде гофрированного рисунка, чтобы сохранить жесткость поверхности, но при этом сэкономить материал. Любой, кто хочет использовать поликарбонатные пластиковые листы для ворот, должен использовать поликарбонатные листы, устойчивые к ультрафиолетовому излучению, чтобы предотвратить пожелтение панелей и их ломкость с течением времени из-за воздействия солнечного света.
Заключение
В этой статье представлено краткое описание 6 распространенных типов поликарбоната и свойств каждого из них. Xometry предлагает поликарбонатные листы различных размеров. Посетите наш страница расходных материалов для всех ваших потребностей поликарбонатного материала.
Юридическое предупреждение
Контент, отображаемый на этой веб-странице, предназначен только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации. Любые рабочие параметры, геометрические допуски, особенности конструкции, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет поставляться сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, которым нужны расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим частям. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими условиями для получения дополнительной информации.
Эта статья была написана различными участниками Xometry. Xometry — это ведущий ресурс по производству с помощью станков с ЧПУ, изготовления листового металла, 3D-печати, литья под давлением, литья уретана и многого другого.
Все о поликарбонате (ПК)
Узнайте об этом материале и его различных типах, использовании, преимуществах, ограничениях и токсичности.
Что такое поликарбонат (ПК)?
Поликарбонат (ПК) относится к группе термопластичных полимеров, включающих в свою химическую структуру карбонатные группы. Поликарбонаты, используемые в машиностроении, прочны и жестки. Некоторые сорта оптически прозрачны и используются для линз из поликарбоната. Они легко обрабатываются, формуются и термоформуются. Благодаря этим химическим свойствам поликарбонаты имеют множество применений. Изделия из поликарбоната могут содержать предшественник мономера бисфенола А (BPA). Он часто создается на листах, как показано ниже.
Панели из разноцветного поликарбонатного листа.
Изображение предоставлено: Усачева Екатерина/Shutterstock.com
Поликарбонат — это термопласт, который встречается практически повсеместно. Он используется в очках, медицинских приборах, защитном снаряжении, автозапчастях, DVD, осветительных приборах и Blu-Ray. Как естественный прозрачный аморфный термопласт поликарбонат полезен, потому что он может пропускать свет внутрь почти так же эффективно, как стекло, и может выдерживать более значительные удары, чем многие другие обычно используемые пластики.
Кроме того, гибкость поликарбоната позволяет создавать его при комнатной температуре, не трескаясь и не ломаясь, и его можно реформировать даже без применения тепла, что делает его аморфным. Наконец, термин «термопласт» относится к природе поликарбоната и других подобных пластиков, которые становятся жидкими при температуре плавления, что позволяет, среди прочего, легко литье под давлением и переработку.
Поликарбонаты производятся путем полимеризации бисфенола А (C15H16O2) и фосгена (COCl2). Поликарбонат плавится при 260-320°С и хорошо работает в довольно широком диапазоне температур. Его ударная вязкость почти в два раза выше, чем у его ближайших соседей, АБС и ПВХ. Как и у многих полимеров, его коэффициент расширения выше, чем у металлов, таких как сталь и алюминий, что необходимо учитывать при использовании в сборках.
Листовой поликарбонат может быть сварен растворителем или склеен клеем, а также может быть соединен с помощью механических застежек, таких как заклепки. Материал имеет прочность на растяжение 8500 фунтов на квадратный дюйм. Скорость усадки составляет от 0.006 до 0.009 дюйма/дюйм.
Некоторые из ключевых свойств поликарбоната заключаются в том, что он пластичен при комнатной температуре и может обрабатываться с помощью традиционных инструментов для сверления, пиления и фрезерования. Его можно легко согнуть при комнатной температуре с локальным нагревом, иногда применяемым вдоль линии сгиба, чтобы свести к минимуму разрушение под напряжением. Термоформование — недорогой и популярный способ придания формы поликарбонатным листам, особенно для средних и крупных деталей в ограниченных объемах производства. В форме гранул материал легко подвергается литью под давлением или экструзии.
Поликарбонатный пластик является аморфным, а это означает, что в нем отсутствует упорядоченная структура кристаллических твердых тел. Это влияет на то, как материал размягчается — постепенно и в широком диапазоне температур, а не внезапно, как в случае кристаллических полимеров.
Как и другие термопласты, поликарбонат гигроскопичен, и перед формованием необходимо удалить любую захваченную влагу. Обычно замачивания пластика в печи при температуре 120°C в течение двух-четырех часов достаточно, чтобы привести материал в рекомендуемый диапазон влажности 0.02%.
Считается, что поликарбонат совместим со многими минеральными кислотами, спиртом, мягким мылом, нефтяными маслами (но не с некоторыми масляными добавками), силиконовыми маслами и смазками, а также с низкими концентрациями щелочей. Однако большинство ароматических и галогенсодержащих растворителей, таких как толуол, бензол, бензин и ацетон, вызывают, как минимум, побеление поверхности и, вероятно, кристаллизацию материала. Поэтому следует избегать контакта поликарбоната с этими растворителями. То же самое относится и к растворителям, таким как метилэтилкетон и соляная кислота, использование которых может привести к растрескиванию под напряжением.
Производители предлагают специальные покрытия, которые лучше противостоят чистящим средствам для архитектурных панелей и вывесок. В целом химическая стойкость поликарбоната во многом зависит от продолжительности воздействия, температуры материала, разновидности химического вещества, его концентрации и уровня нагрузки на материал. Поликарбонат часто комбинируют с полиэстером для повышения химической стойкости и термостойкости. Кроме того, он смешивается с ABS для повышения пластичности.
Как изготавливается поликарбонатный материал?
Первичный поликарбонатный материал получают реакцией бисфенола А (BPA) и фосгена COCl. Первый этап синтеза включает обработку бисфенола А гидроксидом натрия, который депротонирует гидроксильные группы бисфенола-А.
Дифеноксид реагирует с фосгеном с образованием хлорформиата, который затем атакует другой феноксид. Таким образом, ежегодно производится около одного миллиарда килограммов поликарбоната. Многие другие диолы были протестированы с использованием бисфенола А, например, бис(4-гидроксифенил)циклогексан и дигидроксибензофенон. Циклогексан действует как сомономер для подавления тенденции к кристаллизации продукта, полученного из BPA. Кроме того, тетрабромбисфенол А используется для повышения огнестойкости поликарбоната.
Какие бывают виды поликарбоната?
Хотя поликарбонатные листы были первыми и одновременно разработаны в середине 20-го века компаниями GE и Bayer, на современном рынке пластиковых материалов представлено множество разработчиков, каждый из которых обладает уникальной формулой поликарбоната и производственным процессом. Вот несколько подробностей о некоторых современных вариациях и их обычном использовании.
- Очистить лист GP: Поликарбонатный лист Clear GP предназначен для остекления и промышленного использования. Он стоит особняком как лучший поликарбонат для защиты от вандализма и преднамеренной поломки. Этот ударопрочный лист имеет ударную вязкость в 250 раз выше, чем у стекла, и в 30 раз выше, чем у акрилового листа, что делает его идеальным для защиты.
- Очистить лист SL: Естественный свет со временем может разрушить даже самые прочные материалы, но этот износ можно значительно замедлить благодаря повышенной устойчивости Clear SL к УФ-излучению. Этот материал предназначен для работы в неблагоприятных условиях и обеспечивает непревзойденное продление срока службы и устойчивость к изменению цвета. Кроме того, поликарбонатный лист Clear SL обеспечивает одинаковую защиту с обеих сторон листа для всесторонней устойчивости к ультрафиолетовому излучению.
- Лист зеркала поликарбоната: Этот универсальный поликарбонатный лист предлагает зеркальный эффект стекла с термостойкостью, превосходной ударной вязкостью, а также стабильностью размеров и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Этот поликарбонат, идеально подходящий для автомобильной промышленности и безопасности, является основой для того, что обычно называют двусторонним зеркалом. Тем не менее, он также может создавать традиционные зеркала в средах с высоким уровнем стресса, таких как автомобили, торговые витрины и ванные комнаты в учреждениях.
Гибкость поликарбоната позволяет создавать продукты различных размеров, форм, цветов и прозрачности. Все они обеспечивают превосходную прочность, функциональность и экономичность.
Для получения дополнительной информации см. Наше руководство по типам поликарбоната.
Каковы виды использования поликарбонатных пластиков?
Общие области применения поликарбонатных пластиков включают:
- Автомобильные фары
- Окна безопасности
- Мотоциклетные лицевые щитки и ветровые стекла
- Линзы по рецепту
- Безопасные очки
- Охранники машин
- Мансардные
- Уличные фонари.
Благодаря своей прочности и долговечности поликарбонат находит очевидное применение для передачи света там, где велик риск удара.
Добавки часто используются для повышения его устойчивости к ультрафиолетовому излучению (хотя это хороший блокатор ультрафиолетового излучения), что может вызвать обесцвечивание, например запотевание, которое происходит с некоторыми автомобильными фарами. Как уже отмечалось, устойчивость к царапинам слабая, поэтому в некоторых случаях необходимо использовать покрытия для упрочнения поверхностей, например, в очках.
Поликарбонат стабилен при более высоких температурах, что делает его полезным для медицинских устройств, которые необходимо стерилизовать паром. Его также можно стерилизовать оксидом этилена и облучением в течение ограниченного числа циклов.
Поликарбонат и поликарбонатная смола используются во многих потребительских товарах, чтобы придать внешний вид и ощущение стекла без его хрупкости и веса, таких как блендеры и кухонные комбайны, посуда для напитков, бутылочки для кормления, корпуса фильтров для воды, бутылки для воды и т. д. Производство бутилированной воды давно перешел на поликарбонат для больших бутылок. Однако были некоторые опасения, что BPA (бисфенол А), используемый при производстве поликарбоната, может проникать в пищевые продукты, что привело к разработке поликарбонатов, не содержащих BPA.
Поликарбонатные листы иногда используются вместо листового металла в прототипах, чтобы обеспечить вид изнутри. В форме нити он используется для 3D-печати. Кроме того, он служит полезным материалом для защиты автоматизированного оборудования, предлагая легкое формование, высокую прозрачность и ударопрочность. Его также можно использовать для навесов автобусных остановок, как показано ниже.
