Свойства поликарбоната
Поликарбонат https://volg.polygalvostok.ru/monolitnyj-polikarbonat – это материал, который лучше всего из современных многотоннажных пластиков заменяет стекло в различных прозрачных конструкциях. Изделия из PC обладают высокими прочностными характеристиками, низкой массой, отличными оптическими данными, гибкостью и долговечностью. Среди всех полимеров у рассматриваемого в этой статье один из широких диапазонов применения по температуре окружающей среды, который составляет от -40 до 120 градусов. Кроме того, материал обладает неплохими теплоизоляционными свойствами и огнестойкостью. Несмотря на растворимость во многих реагентах, ПК имеет достаточно хорошую химической стойкость, успешно применяется в агрессивной среде.
При всех своих достоинствах полимер в чистом виде не стоек к действию ультрафиолета. Без светостабилизаторов или специального покрытия в составе поликарбонат за считанные годы на свету разрушается и становится непригодным для применения. Для решения этой проблемы в массу полимера добавляют стабилизаторы, а на листы наносят защитную пленку со специальной маркировкой.
Плотность поликарбоната составляет всего около 1200 кг/куб.м, что делает конструкции даже из монолитного полимера достаточно легкими. Также он характеризуется хорошей размерной стабильностью, жесткостью и ударной вязкостью при различных температурах.
Предел упругости данного полимера при растяжении выше 2300 МПа, предел прочности более 70 МПа. PC обладает минимальным коэффициентом влагопоглощения – не более 0,2 процента, а его ударная прочность в 250 раз выше показателя силикатного стекла и около 10 раз выше уровня полиметилметакрилата («оргстекла).
Основные химические характеристики полимера:
– стойкость к гидролизу не постоянная величина, она изменяется в зависимости от окружающего давления и температуры. Если температура стабильно превышает 60 градусов, то поликарбонат начинает медленно деградировать;
– устойчивость к действию солей, маслам и смазкам;
– стоек к действию разбавленных кислот;
– частичная растворимость в хлорированных, циклогексаноне и диоксане;
– слабая устойчивость к щелочам и полярным органическим соединениям (аммиаку, альдегидам, кетонам, спиртам);
– плохая устойчивость к действию ароматических и алифатических углеводородов.
В связи с этим важно отметить, что описываемый полимер, хотя и подвержен разрушению химическими агентами, но это не значит, что они сильно влияют на его эксплуатационные свойства. ПК хорош тем, что под действием химиката он может лишь незначительно раствориться и абсорбировать химикат при практически не изменившихся характеристиках.
В случае необходимости его контакта с герметиками, клеями, моющими средствами и т.д. крайне желательно проверить их состав на совместимость с ПК. Например, не стоит чистить поликарбонатные изделия средствами на основе аммиака.
Экологические характеристики поликарбоната высокие ввиду его химической стойкости. Кроме того, его свойства почти не ухудшаются при повышении или понижении температуры в разумных пределах использования.
Преимущества монолитного поликарбоната
Монолитный поликарбонат может использоваться в широком диапазоне температур, от — 50 до +150 градусов Цельсия. Устойчивость к высоким и низким температурам позволяет использовать материал в регионах с экстремальным климатом. В интерьере этот полимер может использоваться в световых коробах, где в качестве источника света используются лампы накаливания с повышенной теплоотдачей, а также в других случаях, когда эксплуатация изделия происходит в режиме повышенных температур.
Материал имеет наилучшие показатели противопожарной безопасности. Для поликарбоната характерны высокая огнестойкость, низкая токсичность продуктов разложения и чрезвычайно низкий уровень дымообразования при горении. Для того чтобы материал начал поддерживать устойчивое горение, процентное соотношение кислорода в окружающей атмосфере должно составлять 28-30%. Для сравнения, материалы, горящие в воздухе, имеют кислородный индекс ниже 21%. Поликарбонат не поддерживает горение в обычной воздушной среде и относится к группе самозатухающих полимеров. Для эксплуатационной безопасности строительного объекта совокупность этих качеств имеет очень большое значение.
Материал обладает высокой устойчивостью в отношении многих химически активных сред. Поликарбонат не подвержен воздействию большинства органических и неорганических кислот, окислителей и восстановителей, алифатических углеводородов, кислотных и основных солей, жиров и смазочных масел, спиртов и моющих средств. Химическая стойкость материала зависит от температуры окружающей среды при воздействии и концентрации химикатов. После длительного пребывания в воде при температуре выше 60 градусов Цельсия поликарбонат реагирует с некоторыми водными и спиртовыми растворами щелочей, аминами, газообразным аммиаком и некоторыми растворителями.
В зависимости от толщины листа поликарбоната, коэффициент теплопередачи (К) составляет от 4,35-5,49 Вт/кв.м. Это ниже, чем коэффициент теплопередачи стекла 5,58-5,87 Вт/кв.м. Потери тепла в помещениях с поликарбонатным остеклением будут меньше, чем при использовании стекла. Таким образом, применение полимера вместо традиционного стекла позволяет в значительной мере сократить расходы на отопление зимой и кондиционирование летом. При этом звукозащитные характеристики стекла (28-34 дБ) и поликарбоната (26-34 дБ) практически одинаковы.
О преимуществах монолитного поликарбоната как материала для строительства можно говорить очень много. Наиболее важными его свойствами являются:
- упомянутая выше высокая прочность. Показатель ударопрочности листа составляет 20-21 кг/м², что примерно в 250 раз лучше, чем у стекла;
- меньший вес по сравнению с другими светопрозрачными материалами. Это свойство не только облегчает переноску и монтаж, но и позволяет возводить конструкции с меньшими требованиями к несущим свойствам фундамента и стен;
- отличная прозрачность (показатель до 88 %), что дает возможность использовать листы для остекления зданий, не снижая показателей освещенности;
- стойкость к агрессивным воздействиям и средам. Актуально как для химических препаратов, так и для природных осадков и других возможных влияний окружающей среды;
- простота обработки и легкость монтажа. Эти свойства обеспечивают возможность создания оригинальных конструкций с использованием листов пластика. Кроме того, монолитный поликарбонат легко чистится.
Механическая обработка и особенности работы с МПК
- Резка. Преимущественно осуществляется обыкновенной дисковой пилой. Для разрезов по кривой используют специальную фрезу. Также имеет место быть лазерная резка. Листы из литого поликарбоната толщиной 1-2 мм можно резать ножницами;
- Сверление. Производится любым сверлящим инструментом, но с использованием специальных сверл, так как от обычного сверла могут оставаться рваные края отверстий;
- Фрезерование. Фрезер используется, например, для вырезания по криволинейным линиям. Для МПК подходят стандартные фрезы из быстрорежущей стали, предназначенные для металла;
- Холодное формование. Пластик поддается гибке не только в горячем виде, но и в холодном. При этом, гибка может производиться без использования специальных инструментов. Радиус изгиба при холодном формовании достаточно большой и зависит от толщины листа. Благодаря пластичности листов, монтаж может быть доступен людям, не имеющим должного опыта в строительстве;
- Термоформование – намного более сложный процесс, который может включать в себя формование при помощи матриц, что позволяет достигать более сложных форм;
- Крепление. Для листов толщиной менее 4 мм чаще всего используются саморезы со специальными термошайбами, которые не дают плитам материала деформироваться. Для монтажа плит большей толщины используют методы без использования саморезов, которые включают применение крепежных планок из аллюминия и стали, вкупе с различными уплотнителями и прокладками.
При монтаже необходимо учитывать некоторые особенности термопласта. Например, термическое расширение у МПК намного больше, чем у стекла. Во избежании деформации плит при тепловом расширении следует оставлять небольшие зазоры между листами и не закручивать крепежные элементы слишком плотно. Рекомендуется использовать термошайбы, отверстия для которых также должны сверлиться с учетом теплового расширения.
При установке материала на улице не следует забывать о ветровой нагрузке. Для того, чтобы конструкция выдерживала такие нагрузки, необходимо выбирать такую толщину плит, которая будет отвечать соотношению длины к ширине от 1,5/1 до 3/1.
Соотношения (ширина листа к толщине, в мм):
- до 400 – 3;
- до 600 – 4;
- до 800 – 5;
- до 1000 – 8;
- до 1200 – 10.0;
- до 1400 – 12.0;
- до 1600 – 15;
- до 2000 – 15.
Области применения поликарбоната
Несмотря на то, что поликарбонат является достаточно хрупким материалом, все же он имеет ряд преимуществ. В первую очередь он достаточно дешевый и доступен широкому кругу покупателей. Кроме того, у него небольшая масса, что позволяет сооружать крупные конструкции, не утяжеляя их. В данном случае стекло становится не лучшим выбором, да и цена его заметно выше.
Достоинства поликарбонатного листа позволяют использовать его в различных отраслях. Прозрачные крыши, оранжереи и теплицы, перегородки, двери и навесы из поликарбоната уже никого не удивляют. Кроме того, активно применяется данный материал в производстве стендов и подставок для рекламы, а также в выставочных залах и галереях.
Можно привести такие примеры использования монолитного поликарбоната:
- остекление различных зданий;
- монтаж перегородок в офисных, торговых или других помещениях;
- обустройство теплиц, мансард и летних террас;
- установка шумопоглощающих ограждений на трассах;
- перекрытие переходов для пешеходов, прозрачных постов охраны;
- создание крытых остановок общественного транспорта и переговорных будок.
Это далеко не все случаи применения материала. С течением времени ему находятся все новые способы использования.
Характеристики монолитного поликарбоната
На рынке представлено два вида поликарбоната: сотовый и монолитный. Первый уже завоевал доверие со стороны потребителей. Его используют как в промышленных целях, так и в хозяйственных. Монолитное изделие, имеющее схожесть с акриловым стеклом, используется не так часто из-за высокой стоимости, которая вполне оправдана уникальными механическими свойствами:
• высокая степень прозрачности;
• термостойкость;
• ударопрочность;
• шумоизоляция.
Эксплуатационные характеристики позволяют применять материал в разных областях народного хозяйства, даже в машино- и авиастроении. Пластиковая заготовка может приобретать любую криволинейную форму в результате воздействия высоких температур. В процессе горячей формовки материал приобретает рёбра жёсткости, что снимает необходимость в создании металлического каркаса. Поликарбонат легко выполняет несущую функцию, выдерживая достаточно серьёзные нагрузки.
Выпускается монолитный поликарбонат в листах, толщина которых варьируется от 1 до 12 мм, а параметры длины и ширины в стандартном варианте составляют 205х305 см.
Особенности поликарбоната для навеса
Навес из поликарбоната — легкая и недорогая конструкция Постройка веранды или террасы в загородном доме позволяет больше времени проводить на свежем воздухе. Среди множества дизайнов пристройки особой популярностью пользуются варианты с крышей из поликарбоната. Такая конструкция пропускает много солнечного цвета, выглядит легкой и стильной. Крыша из поликарбоната для веранды и террасы обойдется недорого и может монтироваться своими руками.
Листовой поликарбонат – это прозрачный пластик, обладающий повышенной прочностью и долговечностью. Для повышения устойчивости к ультрафиолетовому излучению при изготовлении наносится специальный защитный слой. По светопропускной способности материал сопоставим со стеклом, но значительно превосходит его по прочности. Поликарбонат окрашивается в различные цвета, что расширяет дизайнерские возможности применения.
Монолитный поликарбонат в качестве кровли: точный расчет
Из монолитного поликарбоната получаются эффектные и надежные кровли для беседок и террас. Для односкатной и двухскатной крыши монолитный поликарбонат крайне рекомендовано ставить не менее 5 мм, и это при шаге стропил от 50 до 70 см. Если взять параметры поменьше, тогда снег сможет повредить крышу. Конечно, сам лист он не проломит, но рискует вырвать его из профилей и креплений.
Особой усиленной обрешетки под легкий поликарбонат не нужно, но учитывайте, что крыше также необходимо выдерживать снеговую нагрузку вашего региона. При этом стандартный профилированный поликарбонат сможет выдержать до 300 кг на 1 кв.метр.
Мы подготовили для вас специальные таблицы, которые помогут вам точно рассчитать возможную нагрузку на такие листы:
Потому на крышу беседки или террасы ставят все-таки 5-миллиметровый, но при этом регулярно счищают снег и не дают образовываться сосулькам на краях крыши. Ведь рассчитать запас прочности в таком случае не просто.
В принципе, если предпочесть монолитным сотовые листы, в плане нагрузки это ничего не решит. Ведь здесь играет роль не локальная прочность листа, когда снег падает на тот же козырек лавинообразно, а тот момент, что вес снега выдавливает лист из крепежных профилей и повреждает его при этом в тех местах, где находится крепление.
Если же речь идет об арочной крыше, для нее нужен поликарбонат толщиной от 4,6 до 8 мм. А вот в случае с плоской даже поликарбонат в 8-10 мм здесь не выдержит крепкой русской зимы с тоннами снега.
Сразу отговорим вас: если монолитный поликарбонат вам нужен для обустройства небольшой беседки ил навеса, все равно не берите слишком тонкий. От 2 до 5 мм он будет вгибаться и выгибаться от ветра.
