Что это такое - поликарбонат, его преимущества и недостатки. Поликарбонат – что это за материал и где его используют Сотовый поликарбонат из чего делают

Поликарбонат представляет собой бесцветный твердый полимерный пластик. В производстве используется в виде гранул. Он отличается легкостью, высокой прочностью, прозрачностью, пластичностью, морозостойкостью и долговечностью.

Также данный материал является хорошим диэлектриком. Поликарбонаты с химической точки зрения – синтетические полимеры.

Особые свойства поликарбоната достигаются благодаря уникальной структуре его макромолекул. Так как поликарбонат является термопластом (термопластичным полимером) при затвердевании он способен восстанавливать свои свойства.

Стоит отметить, что такой материал, может быть, подвергнут многократной переработке, что делает его экологически привлекательным. Поликарбонат делают изполикарбонатных гранул по принципуэкструзии. Нанесенный УФ-защитный слой оказывает надежную защиту от прямых солнечных лучей.

Поликарбонатные листы пользуются огромной популярностью для устройства , благодаря своим уникальным эксплуатационным свойствам, а также широкому спектру применения. К основным достоинствам поликарбоната можно отнести:

• легкость;
• прозрачность;
• простой монтаж;
• прочность;
• гибкость;
• простоту обработки;
• стойкость к негативным воздействиям окружающей среды и химических элементов;
• звуко- и теплоизоляцию;
• безопасность.

Поликарбонат бываетсотовым и монолитным. Сотовый поликарбонат широко применяется в строительстве, так как это достаточно легкий, но в тоже время прочный материал. Достаточная пластичность и высокая ударопрочность позволяет получать изделия с тонкими стенками, не теряя основных свойств.

Менее распространенным считается монолитный поликарбонат. Он представляет собой сплошную пластину, которая используется при облицовке различных строительных объектов. Изделия получаются достаточно прочными к различным ударам и снимают необходимость использовать металлический каркас.

Поликарбонатные листы благодаря своей гибкости являются идеальным материалом для перекрытия даже самых сложных с геометрической точки зрения сооружений. Монтаж поликарбонатных плит не составит особого труда. Используются удобные поликарбонатные профили, которые имеют ту же цветовую гамму и механические свойства. Листы прекрасно поддаются обработке обыкновенными режущими инструментами.

Гранулы поликарбоната являются главным сырьем для изготовления листового ПК. Листовой полимер широко используется при производстве световой техники, деталей сцепления, деталей машиностроения и электрических деталей.

Также без использования поликарбоната нельзя обойтись в строительстве, производстве мебели, изготовлении оружия, средств защиты и спортивных товаров, носителей информации и т.д. Очень часто поликарбонат используется в качестве заменителя стекла. Дачники используют такой материал для оборудования и парников.

Поликарбонат имеет высокую прочность и может быть разной степени прозрачности и различных цветов. Поликарбонатные изделия характеризируются высокой степенью пожаробезопасности. Во время воздействия огня на полимер, он не горит, а плавится и при этом, не выделяя токсических веществ.

Является полностью экологически чистым материалом. Он создан на основе солей угольной кислоты, которая неспособна наносить вред окружающей среде. При взаимодействии с огнем в воздух не выделяются пары тяжелых металлов и другие вредные вещества. Безопасность полимера объясняется тем, что он используется в таких отраслях как медицина и пищевая промышленность.

Видео:

В индустриальном и частном строительстве полимерные изделия стали применять еще в 70е прошедшего столетия. Полувековая практика доказала и на деле подтвердила многочисленные преимущества использования синтетической продукции. Однако не все еще знакомы с ее вескими приоритетами.

Более того, есть люди, вообще не представляющие, что такое поликарбонат, какими техническими характеристиками и технологическими плюсами он привлекает строителей, как в конструкциях и сооружениях работает совсем не новый, но не всем еще известный материал.

Чтобы получить полноценные ответы на интересующие вопросы, стоит разобраться со спецификой полимерного продукта и особенностями его производства.

Популярность и востребованность поликарбоната в строительстве обоснована рядом приоритетных качеств, свойственных только полимерным материалам. Его необычайная легкость сочетается с достаточно высокой прочностью и с устойчивостью к ряду внешних воздействий.

Полимерный листовой материал активно вытесняет хрупкое и тяжелое силикатное стекло. Его гораздо активнее и охотнее применяют в остеклении строительных конструкций.

Используя поликарбонат, обустраивают террасы и оранжереи, сооружают навесы, козырьки над входными группами и крыши беседок. Служит кровельным покрытием, светопроводящим элементом панорамных окон, облицовкой стен.

Поликарбонат в отличие от стекла может держать довольно внушительную нагрузку без растрескивания и деформаций. Он подходит для перекрытия больших пролетов, не создает рискованных ситуаций, возникающих при разрушении масштабного панорамного остекления.

Материал синтетического происхождения не требует крайне бережного отношения во время транспортировки, доставки к месту работы и производства монтажных работ. Прост в обработке, не создает осложнений в раскрое. Во время работы с ним практически не бывает не пригодных для дальнейшего применения отходов и испорченных кусков.

По структурным показателям листовой поликарбонат делят на два подвида, это:

• Монолитный. Материал с монолитной структурой и равными характеристиками по всей толщине. На срезе лист выглядит как привычное нам стекло, но отличается в 200 раз большей прочностью. Гнется, правда до заданных производителем пределов.
• Сотовый. Материал с характерными «сотами», если смотреть на его срез. По сути, это два тонких листа, между которыми расположены дистанционные продольные перегородки. Они-то и формируют сотовую структуру, а также служат ребрами жесткости.

Обе разновидности подходят для формирования округлых поверхностей, что совершенно невозможно при использовании стекла. Но желающим реализовать интересную идею следует учитывать радиус изгиба, который обязательно указывается изготовителем материала в технической документации.

Получают оба вида материалов в результате поликонденсации двух химических компонентов: хлорангидрита дефинилопропана и угольной кислоты. Создается в итоге вязкая пластичная масса, из которой формируется монолитный или сотовый поликарбонат.

Для того чтобы получить полноценное представление об обеих разновидностях, разберемся со спецификой их производства и особенностями применения.

Монолитные поликарбонатные листы

Исходный материал для производства монолитного термопластического полимера поставляется в формате гранул. Изготовление проводится по экструзионной технологии: загружают гранулы в экструдер, где его перемешивают и расплавляют.

Размягченная равномерная массы продавливается через фильеру экструдера – плоскощелевое устройство, на выходе из которого получается полимерная плита равной толщины во всех точках. Толщина плитного поликарбоната варьирует от 1,5 мм до 15,0 мм. Одновременно с толщиной плите придают требующиеся габариты.

Монолитные полимерные плиты выпускают в обширном ассортименте, они отличаются:

• По светопроводящим качествам. Бывают прозрачными, пропускающими до 90% светового потока, и матовыми, практически не проводящими свет.
• По рельефу. Бывают плоскими и волнистыми. Полимерный прозрачный и не проводящий свет шифер это одна из разновидностей монолитного поликарбоната.
• По цвету. В предложенном покупателям изобилии торговых позиций есть материалы разнообразного колера.

Среди положительных качеств монолитного поликарбоната значится нулевое влагопоглощение. Он совсем не впитывает атмосферную воду и бытовые испарения, потому не гинет и не создает условия для расселения грибковых колоний.

Монолитный вариант не боится низких и высоких температур, отлично работает в широком диапазоне. В жаркую погоду, как и все полимеры, склонен к линейному расширению, что требуется в обязательном порядке учитывать при проектировании и проведении монтажных работ.

Сотовые поликарбонатные панели

Производство сотового полимерного материала отличается от изготовления монолитного собрата только формой фильеры. При продавливании через нее создается многослойный материал с длинными продольными каналами малого сечения.

В сформированных фильерой каналах находится воздух, благодаря чему существенно увеличиваются изоляционные качества полимерного продукта, вместе с тем значительно уменьшается вес.

Позиции из сотового ассортимента различаются:

• По общей толщине панели. В распоряжении архитекторов и дизайнеров сейчас есть сотовый материал толщиной от 4,0 мм до 30,0 мм. Естественно, чем толще лист, тех хуже он гнется и меньше подходит для формирования округлых плоскостей.
• По цвету и светопроводящим качествам. Ввиду особенностей структуры сотовый поликарбонат не может проводить более 82 % световых лучей. Колоритная гамма не уступает монолитной номенклатуре.
• По числу слоев и форме сот. Слоев в сотовой панели может быть от 1го до 7ми. Ребра жесткости, являющиеся одновременно с тем дистанционными элементами и стенками воздушных каналов, могут располагаться строго перпендикулярно к верхней и нижней поверхности листа или быть к ним же под углом.

Созданные ребрами-перемычками каналы можно смело отнести как к плюсам материала, так и к его минусам. Несмотря на совершенную неспособность самого поликарбоната впитывать воду, они как раз наоборот, могут «подсасывать» влагу из расположенных рядом грунтов и растений, запросто пропускают в себя бытовые испарения.

Для того чтобы в каналы не проникала вода, которая, кстати, ощутимо снижает приоритетные изоляционные качества сотового поликарбоната, при выполнении монтажных работ их следует закрывать гибкими профилями – линейными монтажными деталями. Их применяют как для защиты края, так и для соединения смежных листов в одну конструкцию.

Оптимизация качественных характеристик

Поликарбонатные панели – отличный стройматериал, но все же и он не лишен недостатков. Он пропускает ультрафиолет группы А и Б. К минусом отнесем чувствительность к воздействию солнечного света, склонность неравномерно рассеивать лучи и способность поддерживать горение.

Рассмотрим, какими методами производители полимерных листов борются с отрицательными свойствами. Так мы поймем, на что следует обращать внимание, выбирая поликарбонат для частного строительства.

Нанесение защиты от ультрафиолета

Существенным минусом созданных из поликарбоната плит не зря признают способность пропускать ультрафиолетовую составляющую солнечного излучения, вредную для, например, растений в теплице. Далеко не полезна она и для отдыхающих под навесом, и для купающихся в бассейне с полимерным павильоном.

Кроме того УФ негативно действует на сам поликарбонатный лист, который желтеет, мутнеет, в итоге разрушается. С целью защиты материала и обустроенного с его помощью пространства внешняя сторона снабжается слоем, играющего роль надежного барьера от разрушающих лучей.

Раньше защитный слой выполнялся лаковым покрытием, к недостатком которого относилась неравномерность нанесения, способность растрескиваться и быстро мутнеть. Его и сейчас можно встретить на контрафактной продукции, так как у производителей подобных изделий нет ни оборудования, ни составов для выполнения правильной защиты от УФ.

Качественный поликарбонат не покрывается защитной оболочкой, она как бы вплавляется в его верхний слой. Метод подобного нанесения называется коэкструзией. В результате смешивания двух веществ на молекулярном уровне создается щит, непроницаемый для ультрафиолетового излучения.

Толщина созданного путем вплавления слоя всего лишь пара десятков микрон. По сути, он представляет собой тот же поликарбонат, но обогащенный УФ-стабилизатором. В ходе эксплуатации слой не трескается, не крошится и не осыпается, а верой и правдой служит владельцам ровно столько, столько эксплуатируется поликарбонатная панель.

Отметим, что наличие стабилизатора не определяется визуально, его наличие подтверждает только техническая документация от производителя, дорожащего собственной репутацией. Для того чтобы можно было определить эту вещество в поликарбонате, в процессе ее вплавления вносят еще и оптическую добавку.

Рассмотреть оптическую добавку можно под обыкновенной ультрафиолетовой лампой, но сам стабилизатор вы не увидите никогда. Поэтому лучше покупать материал в ответственных магазинах, закупающих поликарбонат у проверенных поставщиков. Только в этом случае «напороться» на контрафакт будет практически невозможно.

Еще запомните, что стабилизатор ультрафиолета не вносится на всю толщину листа. Такая концентрация просто нерациональна, да и цена бы на продукт выросла бы в сотни раз. Поэтому уверения продавца или изготовителя материала в том, что стабилизирующее вещество внесено на всю мощность, можно с полным основанием расценивать как обман и желание продать подделку.

Сторона, с которой вплавлен стабилизатор, обозначается на материале как «верхняя». Устанавливать поликарбонатные листы нужно только так, чтобы она создавала внешнюю поверхность и первой встречала солнечные лучи. Только в этом случае защита от ультрафиолета стопроцентно выполнить возложенные на нее обязанности.

Добавка для рассеивания света

Способность рассеивать свет – свойство, весьма полезное в тепличном хозяйстве. Поэтому обращать на него внимание следует, если поликарбонатные листы покупаются для сооружения теплицы.

Светорассеивание обеспечивает более полный охват освещаемой территории за счет перенаправления солнечных лучей, гарантирует равномерность поставки света ко всем находящимся в закрытом объекте растениям. К тому же, рассеянные лучи внутри теплицы дополнительно отражаются от различных поверхностей, что еще дополнительно усиливает поток света.

Свойство распределять равномерно солнечные лучи у монолитных листов гораздо выше, чем у сотовых панелей. А так как в обустройстве теплиц используется преимущественно сотовый вариант, то о проценте светорассеивания нужно обязательно осведомиться у продавца или найти о нем информацию в паспорте продукта.

Нужно запомнить, что:

• У сотового прозрачного материала данное свойство обычно не превышает 70-82%.
• У непрозрачных цветных модификаций варьирует в пределах от 25 до 42%.

Преломлять и рассеивать свет поликарбонат начинает после введения в состав дифьюзера LD – микроскопических частичек, формирующих указанный эффект.

Эта добавка вносится при производстве прозрачных панелей, благодаря чему способность пропускать свет у монолитных листов повышается до 90% (данные для материала толщиной 1,5 мм). Ее добавляют при изготовлении белого поликарбоната, светопроводящая способность которого варьирует в итоге в диапазоне от 50 до 70%.

Введение ингибитора против горения

Как и все полимерные соединения, поликарбонат без использования специфических добавок будет поддерживать огонь. После внесения ингибиторов это качество ощутимо понижается. Монолитные листы и сотовые панели долго сопротивляются возгоранию и не выделяют отравляющих токсинов во время горения.

Стандартный монолитный поликарбонат относится к Г2 группе по параметрам возгорания, сотовый к Г1. Т.е. монолитные листы являются умеренно горючими, а сотовые панели слабогорючими.

По желанию заказчиков монолитные листы также могут быть изготовлены с соответствием требованиям группы Г1. Покупатель в этом случае должен получить сертификат на продукт с соответствующими характеристиками. По показателям воспламеняемости, способность распространять огонь и токсичности тоже могут быть вариации.

Исключение явления внутреннего дождя

Сотовый поликарбонат весьма популярен в сооружении теплиц, веранд, крытых павильонов для бассейнов, оранжерей, террас. Использование полимерных панелей практически исключает движение воздуха или существенно снижает его скорость. Ситуацию усугубляет специфический крепеж, используемый в строительстве, обеспечивающий герметичность.

Несмотря на наличие вентиляционных компонентов в устраиваемых из поликарбоната конструкциях выпадение конденсата полностью исключить практически невозможно. Естественные испарения и конденсат оседают на внутренней поверхности, снижают светопроводимость.

Конденсат и парообразная вода отрицательно воздействуют на растения, способствуют их загниванию в герметичных теплицах. Негативное влияние оказывается на деревянные детали конструкций, на поверхности которых расселяется разрушительный грибок. В крытых бассейнах формируется нездоровая атмосфера.

Как устранить запотевание? Да нанесением противотуманного покрытия, получившего технический термин Антифог (против тумана). После его нанесения на внутренней поверхности поликарбонатных конструкций испарения и конденсат не задерживаются вследствие изменения натяжения на поверхности капель.

Многокомпонентный состав формирует условия для равномерного распределения воды по полимерной поверхности. Вода вступает во взаимодействие с ним, а не с соседними аналогичными молекулами. Испарения и конденсат в итоге не превращаются в крупные капли, создающие угрозу растениям и людям при выпадении, а быстро испаряются.

Учет термического расширения

Для того чтобы сооруженная с применением поликарбоната конструкция не деформировалась, необходимо учитывать, что в результате термического воздействия листы и панели способны увеличиваться в размерах.

Поликарбонатный стройматериал рассчитан на нормальную работу в температурном интервале от -40º С до +130º С. Естественно, при плюсовых значениях полимер будет изменяться в линейном направлении.

Учет теплового расширения обязателен на стадии разработки проекта, а сведения о линейном размере теплового расширения крайне важен для проектировщика.

Средние значения тепловых расширений для полимерных панелей составляет:

• 2,5 мм на каждый погонный метр для прозрачного, молочного материала для и продукции близких к молочному цвету светлых тонов;
• 4,5 мм для материала темного колорита: синих, серых, бронзовых образцов.

Кроме проектировщиков способность к тепловому расширению должна учитываться монтажниками, т.к. крепеж нужно устанавливать особым способом. Для того чтобы у листов и панелей была возможность двигаться, отверстия для саморезов сверлят больше диаметра их ствола, а также используют метизы с большими шляпками и компенсаторами.

Сотовые панели и монолитные полимерные листы укладывают так, чтобы между ними оставался зазор. Тогда при расширении у полимерных элементов будет резерв, благодаря которому они не станут «выталкивать» друг дружку, упираясь краями. Зазор этот закрывает в конструкциях гибкий профиль.

Если при проектировании и сборке конструкций тепловое расширение учтено, сооружения без проблем прослужат больше, гарантированного производителем срока. Устроенные с помощью поликарбонатных листов и панелей компоненты не будут трескаться и крушиться от натяжения и переизбытка напряжения.

Самостоятельным домашним строителям также следует помнить о склонности полимерных листов и панелей к расширению при термическом воздействии, как прямом, так и косвенном, то есть происходящем в условиях повышения градуса в окружающем пространстве.

Видео № 1 поможет наглядно ознакомиться с видами поликарбоната и понять, в чем из отличия:

Видео №2 представит советы по выбору сотовых поликарбонатных панелей для сооружения теплицы:

Видео № 3 вкратце ознакомит с типоразмерами и сферой применения сотового поликарбоната:

Предложенная нами информация не просто знакомит заинтересованных посетителей с популярным стройматериалом и спецификой его применения.

Мы постарались вам объяснить, как выбрать достойный вашего внимания продукт, который прослужит гарантированный срок и, наверняка, гораздо дольше. Учет приведенных в описании критериев и советов необходим для достижения положительного результата, как в приобретении, так и в сооружении.

Поликарбонатом называют целую группу термопластов, имеющую общую формулу и очень обширную сферу использования. За счет того что поликарбонат имеет хорошую ударную вязкость и обладает высокой степенью прочности, этот материал используют при создании различных конструкций в разных промышленных отраслях. При этом, чтобы улучшить механические свойства поликарбоната, композиции из него обычно наполняют стекловолокном.

Поликарбонат широко используется при изготовлении линз, компакт-дисков, а также при строительстве. Из этого материала изготавливают козырьки и навесы, строят заборы, возводят беседки, делают крыши и т. д.

В сравнении со стеклом, поликарбонат как прозрачный материал имеет массу преимуществ.

Сравнивать поликарбонат и стекло не совсем корректно, но и тот и другой материал часто используется в архитектуре и строительстве именно за счет наличия оптических свойств. Даже в случае, если бы стекло могло бы быть таким же прочным, как поликарбонат, оно все равно бы уступало этому материалу, так как имеет намного больший вес. В то же время поликарбонат проигрывает стеклу в твердости, прозрачности, стойкости к агрессивным воздействиям, долговечности. Однако все недостатки с лихвой компенсируются его прочностью, гибкостью и низкой теплопроводностью.

Способы получения поликарбоната и его состав

В настоящее время, поликарбонаты получают 3-мя способами:

1. Путем переэтерификации дифенилкарбоната в вакууме с добавлением в состав сложных оснований (например, натрия метилата) с повышением температуры ступенчатого характера. Процесс осуществляется в расплаве по периодическому принципу. Полученный вязкий состав удаляют из реактора, охлаждают и гранулируют. Преимущество этого способа заключается в отсутствии растворителя при производстве, а основной недостаток заключается в том, что полученный состав имеет плохое качество, так как в нем присутствуют остатки катализатора. При таком способе невозможно получить состав, который будет иметь молекулярную массу более 5000.
2. Фосгенирование в растворе А-бисфенола в присутствии пиридина при температуре ниже 25° C. В роли растворителя используют состав, содержащий безводные хлорорганические соединения, а в роли регулятора молекулярной массы - состав, содержащий одноатомные фенолы. Преимущество такого метода заключается в том, что все процессы происходят при низких температурах в однородной жидкой фазе, недостаток метода - использование дорогостоящего пиридина.
3. Межфазная поликонденсация фосгена с А-бисфенолом, которая происходит в среде органических растворителей и водных щелочей. Достоинства такого метода заключаются в низкой температурной реакции, в использовании лишь одного органического растворителя, в возможности получить высокий молекулярный вес поликарбоната. Недостатки метода - большие расходы воды при промывке полимера, а значит, и большие объемы сточных вод, загрязняющих окружающую среду.

Состав, который содержит поглотитель УФ лучей и поликарбонат стал настоящим изобретением в промышленности. Такой состав стал успешно применяться для изготовления изделий для остекления, создания автобусных остановок, рекламных щитов, стекол автомобилей, перекрытий, гофрированных плит, табличек, защитных экранов, массивных плит, ячеистых плит и ячеистых профилей.

Вернуться к оглавлению

Виды поликарбоната и его свойства

Поликарбонат является сложным линейным полиэфиром фенолов и угольной кислоты, который относят к классу синтетических полимеров. Производители поликарбонатных плит получают материал, который имеет вид инертных и прозрачных гранул. На рынке представлены в основном 2 вида поликарбонатных листов: сотовые и монолитные листы различной толщины. Лист сотового поликарбоната выпускается с толщиной 4, 6, 8, 10 или 16 мм, шириной 2,1 м и длиной 6 или 12 м. Лист монолитного поликарбоната имеет толщину 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 мм, ширину 2,05 м и длину 3,05 м.

Вернуться к оглавлению

Монолитный поликарбонат

Монолитный поликарбонат по внешнему виду напоминает акриловое стекло. По механическим свойствам этот материал не имеет аналогов среди используемых полимерных материалов. Он сочетает в себе прозрачность, хорошую стойкость к ударам и высокую термостойкость. Монолитные листы этого материала некоторые специалисты называют ударопрочным стеклом.

Благодаря своей высокой прочности в сочетании с отличными оптическими свойствами, монолитный поликарбонат используется для защитного остекления (при изготовлении щитов, ограждений и защитных экранов для служб правопорядка, при остеклении промышленных и жилых зданий, строительстве больниц, крытых автостоянок, магазинов, объектов сельскохозяйственного назначения, спортивных сооружений и т. д.). Из этого материала делают каски и защитные очки, используют при остеклении самолетов, автобусов, поездов и катеров.

Поликарбонат применяют при устройстве зимних садов и веранд, монтаже зенитных фонарей, при изготовлении оборудования для освещения, устройстве защитных барьеров от шума на автострадах, при изготовлении знаков и вывесок.

Монолитный поликарбонат считается идеальным материалом для создания элементов с криволинейной формой, которые моно получить путем горячего формования. Благодаря этому материалу можно создать различные купола с прямоугольным, квадратным или круглым основанием, модульные протяжные световые фонари различной длины, а также отдельные секции больших куполов, которые в диаметре достигают 8-10 м. Многие специалисты считают монолитный поликарбонат уникальным материалом, но для создания горизонтальных перекрытий его используют очень редко. Чаще всего это обусловлено его высокой стоимостью, которая очень сильно превышает стоимость сотового поликарбоната - более популярного материала в строительстве. К тому же сотовый материал обеспечивает большую теплоизоляцию.

Вернуться к оглавлению

Сотовый поликарбонат

Поликарбонатным сотовым пластиком называют многослойные ударопрочные пластины из поликарбоната. Сотовый поликарбонат, который широко используется в частном строительстве, представляет собой полимер, профилированный в панели, которые имеют несколько слоев и внутренние продольные ребра жесткости. Получают его методом экструзии, при котором происходит плавление гранул, а затем выдавливание полученной массы через специальное устройство, форма которого определяет конструкцию и строение листа.

За последние годы сотовый поликарбонат набрал большую популярность. Изначально этот материал был разработан для создания устойчивых к снеговым нагрузкам и градобитию кровельных конструкций - прозрачных, прочных и вместе с тем легких. Сегодня его используют не только для вертикального и кровельного остекления домов и зданий, а для создания парников, теплиц, зимних садов, витрин, различных декоративных и защитных, профильных и плоских перегородок, а также для создания различных элементов, имеющих внутреннюю подсветку. Правильно подобранный цвет материала и фантазия дизайнеров обеспечат разнообразие декораций создаваемых интерьеров.

Сотовый поликарбонат согласно европейской классификации относят к классу В1 - это трудно воспламеняемые материалы. При его применении в строительных конструкциях соблюдают те же строительные правила и нормы, которые соблюдаются при использовании материалов указанной выше степени возгораемости. Листы поликарбоната обладают высокой стойкостью к перепадам температур от -40 до +120 °С и к негативным воздействиям солнечной радиации.

Иногда материал покрывают специальным неотделимым защитным слоем от ультрафиолетового излучения или слоем, который предотвращает образование капель на внутренней поверхности панели (в этом случае влага распределяется тонким слоем по поверхности листа, тем самым не нарушая светопропускную способность материала). Гарантийный срок службы материала - 10-12 лет.

Помимо этого, специалисты особо выделяют важную черту листового поликарбоната, благодаря которой он получил широкую популярность, - экономичность. Использование двухслойных панелей дает к тому же значительную экономию энергии - до 30% (в сравнении с однослойным стеклом).

Сотовый поликарбонат называют еще ячеистым, структурным и канальным. Все эти названия указывают на пустотелость материала. Он состоит из 2-х и более плоскостей, соединенных поперечными ребрами жесткости, разделяющих полости (соты, каналы, ячейки). Ребра жесткости дополнительно выполняют еще функцию запирания воздуха, благодаря которой резко понижается теплопроводность сотового поликарбоната. Материал толщиной 16 мм может вполне заменить стеклопакет.

Вернуться к оглавлению

Основные свойства поликарбоната

1. Как уже говорилось выше, одним из важнейших свойств материала является его очень высокая ударная прочность. Поликарбонат, в отличие от силикатного стекла и других органических стекол, не дает осколков. При достаточно мощном ударе материал может лишь треснуть. Вязкость материала позволяет ему при резких ударах деформироваться. Трещина может появиться лишь при нагрузке, которая превышает его деформационный порог. Крыши из сотового поликарбоната выдерживают град диаметром 20 мм. Материал настолько прочен, что выдерживает даже прямое попадание пули. Существует очень мало материалов, которые по физическим показателям могут сравниться с поликарбонатом. Его смело можно применять для создания прочной кровли у себя дома.
2. Поликарбонат очень легок, при одинаковой толщине, он в 16 раз легче силикатного стекла и в 6 раз - акрилового. Следовательно, опорные конструкции для него строятся менее мощные. Однако такая легкость может быть и недостатком: при неграмотном монтаже навеса, он способен улететь от сильного ветра. На самом деле поликарбонатная панель может выдерживать довольно большие снеговые и ветровые нагрузки. Несущую способность материала определяет его толщина.
3. Поликарбонат является пожаробезопасным материалом. Критические температуры, при которых он начинает терять свою прочность, находится вне пределов эксплуатационных температур. Материал характеризуется низким коэффициентом горючести. Он не воспламеняется в открытом огне и не способствует распространению пламени. При пожаре он плавится и стекает волокнистыми нитками. Процесс горения при этом не поддерживается, а при плавлении не выделяется токсических веществ.
4. Поликарбонат имеет отличные оптические свойства. Его светопроницаемость достигает 93%, однако ячеистая конструкция способна снизить оптические свойства до 85%. Светопроницаемость снижается за счет наличия в конструкции поперечных ребер жесткости. Однако эти же перегородки, отражая свет, компенсируют часть потерянной светопроницаемости и обеспечивают хорошую степень рассеивания. Это свойство делает поликарбонат очень подходящим материалом для строительства теплиц и парников. Благодаря ему в теплицу поступает более мягкий солнечный свет, что очень благотворно влияет на жизнедеятельность тепличных растений.
5. Поликарбонат - износостойкий материал. Его внешняя оболочка отфильтровывает ультрафиолетовый спектр солнечных лучей, тем самым продлевая срок службы самого материала. Он не стареет и не теряет первоначальной прочности на протяжении 30 лет.
6. Поликарбонат имеет высокий коэффициент поглощения шума и не проводит электричество. Конструкции с ячеистой структурой имеют отличные теплоизоляционные свойства.

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ПОЛИКАРБОНАТЫ , сложные полиэфиры угольной кислоты и дигидроксисоединений общей формулы [-ORO-C(O)-] n , где R-ароматические или алифатич. остатоколо Наибольшее пром. значение имеют ароматические ПОЛИКАРБОНАТЫ (макролон, лексан, юпи-лон, пенлайт, синвет, поликарбонат): гомополимер формулы I на основе 2,2-бис-(4-гидроксифенил)пропана (бисфенола А) и смешанные ПОЛИКАРБОНАТЫ на основе бисфенола А и его замещенных-3,3»,5,5»-тетрабром- или 3,3»,5,5»,-тетраметилбисфено-лов А (формула II; R = Br или CH 3 соответственно).

Свойства. ПОЛИКАРБОНАТЫ на основе бисфенола А (гомополикарбо-нат) - аморфный бесцв. полимер; молекулярная масса (20-120) 10 3 ; обладает хорошими оптический свойствами. Светопропускание пластин толщиной 3 мм составляет 88%. Температура начала деструкции 310-320 0 C. растворим в метиленхлориде, 1,1,2,2-тетрахлорэтане, хлороформе, 1,1,2-трихлорэтане, пиридине, ДМФА, цикло-гексаноне, не растворим в алифатич. и циклоалифатич. углеводородах, спиртах, ацетоне, простых эфирах.

Физ.-механические свойства ПОЛИКАРБОНАТЫ зависят от величины молекулярной массы. ПОЛИКАРБОНАТЫ, молекулярная масса которых менее 20 тысяч,-хрупкие полимеры с низкими прочностными свойствами, ПОЛИКАРБОНАТЫ, молекулярная масса которых 25 тысяч, обладают высокой механические прочностью и эластичностью. Для ПОЛИКАРБОНАТЫ характерны высокое разрушающее напряжение при изгибе и прочность при действии ударных нагрузок (образцы ПОЛИКАРБОНАТЫ без надреза не разрушаются), высокая стабильность размеров. При действии растягивающего напряжения 220 кг/см 2 в течение года не обнаружено пластич. деформации образцов ПОЛИКАРБОНАТЫ По диэлектрическая свойствам ПОЛИКАРБОНАТЫ относят к среднечастотным диэлектрикам; диэлектрическая проницаемость практически не зависит от частоты тока. Ниже приведены некоторые свойства ПОЛИКАРБОНАТЫ на основе бисфенола А:

	Плотн. (при 25 0 C), г/см 3
	T. стекл., 0 C
	T. размягч., 0 C
	Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом), кДж/м 2
	КДж/(кг К)
	Теплопроводность, Вт/ (м K)
	Коэф. теплового линейного расширения, 0 C -1	(5-6) 10 -5
	Теплостойкость по Вика, 0 C
	e (при 10-10 8 Гц)
	Электрич. прочность (образец толщиной 1-2 мм) кВ/м
	при 1 МГц
	при 50 Га	0,0007-0,0009
	Равновесное влагосодержание (20 0 C, 50%-ная относит. влажность воздуха), % по массе
	Макс. поглощение воды при 25 0 C, % по массе

ПОЛИКАРБОНАТЫ характеризуются невысокой горючестью. Кислородный индекс гомополикарбоната составляет 24-26%. Полимер биологически инертен. Изделия из него можно эксплуатировать в интервале температур от - 100 до 135 0 C.

Для снижения горючести и получения материала с величиной кислородного индекса 36-38% синтезируют смешанные ПОЛИКАРБОНАТЫ (сополимеры) на основе смеси бисфенола А и 3,3»,5,5»-тетрабромбисфенола А; при содержании последнего в макромолекулах до 15% по массе прочностные и оптический свойства гомополимера не изменяются. Менее горючие сополимеры, имеющие также более низкое дымовыделение при горении, чем у гомополикарбоната, получены из смеси бисфенола А и 2,2-бис-(4-гидроксифенил)-1.1 -дихлорэтилена.

Оптически прозрачные ПОЛИКАРБОНАТЫ, обладающие пониж. горючестью, получены при введений в гомополикарбонат (в кол-ве менее 1%) солей щелочных или щел.-зем. металлов ароматические или алифатич. сульфокислот. Например, при содержании в гомополикарбонате 0,1-0,25% По массе дикалиевой соли дифенилсульфон-3,3»-дисульфокислоты кислородный индекс возрастает до 38-40%.

Температуру стеклования, устойчивость к гидролизу и атмосферо-стойкость ПОЛИКАРБОНАТЫ на основе бисфенола А повышают введением в его макромолекулы эфирных фрагментов; последние образуются при взаимодействии бисфенола А с дикарбоновыми кислотами, например изо- или терефталевой, с их смесями, на стадии синтеза полимера. Полученные таким образом полиэфир-карбонаты имеют т. стекл. до 182 0 C и такие же высокие

оптический свойства и механические прочность, как у гомополикарбоната. Устойчивые к гидролизу ПОЛИКАРБОНАТЫ получают на основе бисфенола А и 3,3»,5,5»-тетраметилбисфенола А.

Прочностные свойства гомополикарбоната возрастают при наполнении стекловолокном (30% по массе): 100 МПа, 160 МПа, модуль упругости при растяжении 8000 МПа.

Получение. В промышленности ПОЛИКАРБОНАТЫ получают тремя методами. 1) Переэтерификация дифенилкарбоната бисфенолом А в вакууме в присутствии оснований (например, метилата Na) при ступенчатом повышении температуры от 150 до 300 0 C и постоянном удалении из зоны реакции выделяющегося фенола:

Процесс проводят в расплаве (см. Поликонденсация в расплаве)по периодической схеме. Получаемый вязкий расплав удаляют из реактора, охлаждают и гранулируют.

Достоинство метода - отсутствие растворителя; основные недостатки - невысокое качество ПОЛИКАРБОНАТЫ вследствие наличия в нем остатков катализатора и продуктов деструкции бисфенола А, а также невозможность получения ПОЛИКАРБОНАТЫ с молекулярная масса более 50000.

2) F осгенирование бисфенола А в растворе в присутствии пиридина при температуре 25 0 C (см. Поликонденсация в растворе). Пиридин, служащий одновременно катализатором и акцептором выделяющегося в реакции HCl, берут в большом избытке (не менее 2 молей на 1 моль фосгена). Растворителями служат безводные хлорорганическое соединения (обычно метиленхло-рид), регуляторами молекулярной массы - одноатомные фенолы.

Из полученного реакционное раствора удаляют гидрохлорид пиридина, оставшийся вязкий раствор ПОЛИКАРБОНАТЫ отмывают от остатков пиридина соляной кислотой. Выделяют ПОЛИКАРБОНАТЫ из раствора с помощью осадителя (например, ацетона) в виде тонкодисперсного белого осадка, который отфильтровывают, а затем сушат, экструди-руют и гранулируют. Достоинство метода - низкая температура процесса, протекающего в гомог. жидкой фазе; недостатки-использование дорогостоящего пиридина и невозможность удаления из ПОЛИКАРБОНАТЫ примесей бисфенола А.

3) Межфазная поликонденсация бисфенола А с фосгеном в среде водной щелочи и органическое растворителя, например метиленхлорида или смеси хлорсодержащих растворителей (см. Межфазная поликонденсация):

Условно процесс можно разделить на две стадии, первая -фосгенирование динатриевой соли бисфенола А с образованием олигомеров, содержащих реакционноспособные хлор-формиатные и гидроксильные концевые группы, вторая -поликонденсация олигомеров (катализатор-триэтиламин или четвертичные аммониевые основания) с образованием полимера. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, загружают водный раствор смеси динатриевой соли бисфенола А и фенола, метиленхлорид и водный раствор NaOH; при непрерывном перемешивании и охлаждении (оптим. температура 20-25 0 C) вводят газообразный фосген. После достижения полной конверсии бисфенола А с образованием олигокарбо-ната, в котором молярное соотношение концевых групп COCl и ОН должно быть больше 1 (иначе поликонденсация не пойдет), подачу фосгена прекращают. В реактор добавляют триэтиламин и водный раствор NaOH и при перемешивании осуществляют поликонденсацию олигокарбоната до исчезновения хлорформиатных групп. Полученную реакционное массу разделяют на две фазы: водный раствор солей, отправляемый на утилизацию, и раствор ПОЛИКАРБОНАТЫ в метиленхлориде. Последний отмывают от органическое и неорганическое примесей (последовательно 1-2%-ным водным раствором NaOH, 1-2%-ным водным раствором H 3 PO 4 и водой), концентрируют, удаляя метиленхлорид, и выделяют ПОЛИКАРБОНАТЫ осаждением или посредством перевода из раствора в расплав с помощью высококипящего растворителя, например хлорбензола.

Достоинства метода - низкая температура реакции, применение одного органическое растворителя, возможность получения ПОЛИКАРБОНАТЫ высокой молекулярной массы; недостатки - большой расход воды для промывки полимера и, следовательно, большой объем сточных вод, применение сложных смесителей.

Метод межфазной поликонденсации получил наиболее широкое распространение в промышленности.

Переработка и применение. П. перерабатывают всеми известными для термопластов способами, однако гл. обр. - экструзией и литьем под давлением (см. Полимерных материалов переработка)при 230-310 0 C. Выбор температуры переработки определяется вязкостью материала, конструкцией изделия и выбранным циклом литья. Давление при литье 100-140 МПа, литьевую форму подогревают до 90-120 0 C. Для предотвращения деструкции при температурах переработки ПОЛИКАРБОНАТЫ предварительно сушат в вакууме при 115 5 0 C до содержания влаги не более 0,02%.

ПОЛИКАРБОНАТЫ широко применяют как конструкц. материалы в автомобилестроении, электронной и электротехн. промышленности, в бытовой и мед. технике, приборо- и самолетостроении, пром. и гражданском стр-ве. Из ПОЛИКАРБОНАТЫ изготовляют прецизионные детали (шестерни, втулки и др.), осветит. арматуру, фары автомобилей, защитные очки, оптический линзы, защитные шлемы и каски, кухонную утварь и т. п. В мед. технике из ПОЛИКАРБОНАТЫ формуют чашки Петри, фильтры для крови, различные хирургич. инструменты, глазные линзы. Листы из ПОЛИКАРБОНАТЫ применяют для остекления зданий и спортивных сооружении, теплиц, для производства высокопрочных многослойных стекол - триплек-сов.

Мировое производство ПОЛИКАРБОНАТЫ в 1980 составило 300 тысяч т/год, производство в СССР-3,5 тысяч т/год (1986).

Литература: Шнелл Г., Химия и физика поликарбонатов, пер. с англ., M., 1967; Смирнова О. В., Ерофеева С. Б., Поликарбонаты, M., 1975; Sharma C. P. [а. о.], "Polymer Plastics", 1984, v. 23, № 2, p. 119 23; Factor A., Or Undo Ch. M., "J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed.", 1980, v. 18, № 2, p. 579-92; Rathmann D., "Kunststoffe", 1987, Bd 77, № 10, S. 1027 31. В. В. Америк.

Химическая энциклопедия. Том 3 >>

Традиционным материалом для создания светопрозрачных конструкций (окон, оранжерей, теплиц, элементов декора) долгое время было силикатное стекло. Оно обладает высокой степенью светопрозрачности, однако, хрупкость и технические характеристики стекла сильно ограничивали возможности применения. Противоположность этого дорогого, но ненадежного материала — поликарбонат. Этот термин объединяет целую группу прозрачных синтетических термопластов, которые обладают высокой прочностью, большой несущей способностью, а также пластичностью. Эта статья расскажет о том, что такое поликарбонат, и как он используется для строительства.

Все виды поликарбоната относятся к группе термопластичных синтетических полимеров. Этот материал не разрабатывался учеными специально, он был открыт в ходе исследований болеутоляющих лекарственных средств, когда химики обратили внимание на прочный, прозрачный побочный продукт реакции. Секрет прочности этого соединения заключается в особом строении молекулы, которую получают следующими способами:

1. Методом переэтерификации дифенилкарбоната в условиях вакуума с введением в состав вещества сложных оснований под воздействием ступенчато повышаемой температуры. Этот метод хорош тем, что в производстве не применяется растворитель, однако, получить таким способом материал хорошего качества не выйдет, так как в составе в любом случае остается небольшое количество катализатора.
2. Методом фосгенирования А-бисфенола в растворе с присутствием пиридина не более температуре ровно 25 градусов. Положительная сторона такого способа заключается что производство происходит при низкой температуре в жидкой фазе. Однако, высокая стоимость пиридина делает этот метод экономически невыгодным для производителя.
3. Методом межфазной поликонденсации А-бисфенола с фосгеном в органических и щелочных растворителях. Описываемая реакция является низкотемпературной, что хорошо для производства. Однако, для промывки полимера затрачивается много воды, которые сбрасывают в водоемы, загрязняя окружающую среду.

Интересно! Имея отличные технические характеристики, низкую стоимость, высокую несущую способность и светопрозрачность, не уступающую силикатному стеклу, некоторые виды поликарбоната долгое время использовались неохотно. Так как воздействие ультрафиолетового излучение приводило к помутнению материалу. Введение в состав вещества поглотитель ультрафиолета вывело поликарбонат на новый уровень, сделав наиболее рациональным решением для создания светопрозрачных конструкций и антивандального остекления.

Виды

Под термином «поликарбонат» объединяется большая группа синтетических линейных полимеров, которые являются производными фенола и угольной кислоты. Молекулярное строение гранул этого материала представляет собой инертную, светопрозрачную, устойчивую гранулу. Различные условия производства (повышенное давление, температура, среда) придают веществу разные технические характеристики, позволяя создавать поликарбонат с разными свойствами. В настоящее время производится 2 основных вида этого строительного материала:

Важно! Производители выпускают прозрачный, полупрозрачный и матовый поликарбонат, который может быть бесцветным или цветным. Бесцветный прозрачный материал, обладающий светопрзрачностью 84-92% используют для сооружения теплиц и оранжерей. А полупрозрачный и матовый цветной подходят для декоративного остекления коммерческих и административных зданий.

Размеры и свойства

Различные виды поликарбонатного пластика имеют разные эксплуатационные и технические характеристики, в том числе ударопрочность, несущую способность, термоизоляционные качества и светопрозрачность. Свойства материала также зависят от структуры и толщины листа. Выбирая поликарбонат стоит учитывать следующие параметры:

1. Ширина сотового поликарбонатного пластика составляет 210 см, а монолитного – 2,05 м.
2. Производители выпускают сотовый поликарбонатный пластик в виде листов длиной до 12 м, что удобно для монтажа теплиц и оранжерей. Монолитный поликарбонат производят с длиной до 6 м.
3. Сотовый поликарбонат выпускают с толщиной листа 4 мм, 6 мм, 8 мм, 10 мм, 16 мм, 20 мм, 25 мм, она зависит от формы ячеек и количества слоев в составе материала. Толщина поликарбоната монолитного типа составляет 6 мм, 8 мм, 10 мм или 16 мм.
4. Монолитный поликарбонат весит больше, чем сотовый аналог, 1 квадратный метр такого покрытия составляет 4,8 кг, однако, это все равно в 2 раза меньше, чем вес стекла такой же площади. Сотовый поликарбонат весит 0,8 кг/м2.
5. Теплостойкость обоих видов материала составляет 145 градусов, несмотря на этом он относится к классу самозатухающих.
6. Ударостойкость монолитного поликарбоната составляет более 400 Дж, что в десятки раз больше ударопрочного стекла. Лист сотового поликарбоната обладает ударостойкостью более 27 Дж.

Обратите внимание! Сотовый и монолитный поликарбонат обладают разными коэффициентами светопроницаемость. Коэффициент светопропускания монолитного поликарбонатного пластика составляет 91%, для сравнения, у стекла этот показатель составляет 87-89%. Сотовый поликарбонат имеет светопрозрачность 80-88%.

Преимущества

Эксплуатационные и технические характеристики поликарбонатного пластика позволяют использовать этот материал во многих сферах строительства. Легкий вес, ударопрочность и прозрачность поликарбоната и низкая стоимостью производства дали ему возможность конкурировать с силикатным стеклом. Неоспоримыми достоинствами этого материала считают:

• Легкий вес. Монолитный пластик в 2 раза легче стекла, а сотовый в 6, что позволяет создавать легкие конструкции, не утяжелённые лишними опорными элементами.
• Прочность. Высокой несущая способность придает поликарбонату устойчивость к интенсивным снеговым, ветровым или весовым нагрузкам.
• Прозрачность. Монолитный вид материала пропускает даже больше света, чем силикатное стекло, а сотовый поликарбонатный пластик пропускает до 88% видимого спектра.
• Изоляционные качества. Поликарбонат, в особенности сотовый, является отличным материалом для звуко- и шумоизоляции.
• Безопасность. При разбивании поликарбоната не образуется острых осколков, которые наносят травму.

Учтите! Все виды этого материала не требует серьезного ухода, они моются водой с добавлением мыла или средства для мытья посуды. Ни в коем случае нельзя применять для очистки аммиак, который разрушает его структуру.

Видео-инструкция