«Элек.ру» — специализированная интернет-площадка, посвященная исключительно вопросам, касающимся электротехнического рынка в целом и отдельных его отраслей в частности.

Свойства монолитного поликарбоната для светотехники

Опубликовано: 3 апреля 2015 г. в 10:00, 119 просмотровКомментировать

Листовой монолитный (сплошной) поликарбонат (ПК) является самым прочным из всех прозрачных материалов, существующих на мировом рынке и производящихся в промышленных масштабах. Уникальность эксплуатационных характеристик обеспечивает востребованность листового ПК в таких областях как автомобилестроение, строительство, военная техника, производство спортивного снаряжения, средств безопасности и антивандальных конструкций и, несомненно, рекламная индустрия.

Сырьевой поликарбонат (в виде гранул) представляет собой продукт поликонденсации дифенилолпропана и хлорангидрида угольной кислоты (фосгена) или диметилового эфира угольной кислоты (ДМУК). Использование ДМУК дает возможность перевести технологический процесс получения ПК из жидкой фазы в расплав, избавиться от экологически опасного фосгена и значительно увеличить объемы производства. Этот передовой метод уже используется на одном из заводов компании «General Electric Plastics» в Испании. Увеличение объема производства гранулированного ПК влечет за собой увеличение объема производства листового материала, что благотворно влияет на конъюнктуру мирового рынка и позволяет удовлетворить все повышающийся спрос (в том числе и в России) на прозрачные, полупрозрачные и цветные пластики.

Основными производителями многочисленных марок ПК являются компании: General Electric Plastics (США, торговая марка LEXAN), Dow Plastics (США, CALIBRE), Bayer (Германия, MAKROLON), Teijin Chemical (Япония, PANLITE), Sam Yang (Южная Корея, TRIREX). Из этих исходных материалов методами экструзии и соэкструзии (нанесение УФ-защитного слоя) изготавливаются все листовые ПК в странах Америки и Европы, а также в России.

В нашей стране листовой ПК представлен следующими популярными марками: Barlo PC, Barlo PC UVP с УФ-защитой (Бельгия), Makrolon (Германия), Lexan (Голландия, Австрия), Politec (Италия), Paltuf и Palsan (Израиль), Axxis-PC и Axxis-Sunlife с УФ-защитой (Бельгия), поликарбонат монолитный (Россия, г.Дзержинск) и другими.

Так как все листовые ПК изготавливаются практически из одинаковых по характеристикам марок сырьевого гранулята (у всех компаний-производителей ПК существует специальные экструзионные марки для производства монолитных и сотовых листов), основные свойства материалов разных производителей мало, чем отличаются друг от друга. В таблице 1 приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики некоторых из них.

Таблица 1. Технические характеристики монолитного листового поликарбоната

Характеристика

Метод

Ед.изм.

Значения

Barlo PC, PC UVP

Paltuf, Palsan

Axxis Sunlife

Плотность

ISO 1183

г/см³

1.2

1.18

1.2

Светопропускание

ТЗ

%

86

89

86

Коэффициент преломления

DIN 5036

ND20

1.585

н/д

1.585

Модуль упругости при изгибе

ISO 178

МПа

н/д

2600

н/д

Предел прочности при изгибе

ISO 178

МПа

> 95

> 90

> 95

Модуль упругости при разрыве

ISO 527

МПа

2200

2000

2200

Предел прочности при разрыве

ISO 527

МПа

60

65

60

Удлинение при разрыве

ISO 527

%

80

90

100

Ударная вязкость по Шарпи образца с надрезом

ISO 179

кДж/м²

> 40

н/д

> 30

Ударная вязкость по Шарпи образца без надреза

ISO 179

кДж/м²

без разр.

без разр.

без разр.

Ударная вязкость по Изоду образца с надрезом

ASTM D 256

Дж/м

н/д

800

600-800

Теплостойкость по методу Vicat

ISO 306

°С

145

150

145

Температура прогиба (А)

ISO R 75

°С

135

130

135-140

Коэфф. линейного термического расширения

DIN 53328

K-1

10-5

6.5

6.5

6.5

Теплопроводность

DIN 52612

Вт/м.К

0.2

н/д

0.21

Удельная теплоемкость

D-2766

Дж/г.К

1.17

1.26

1.17

Температура разложения

°С

> 280

н/д

> 280

Мин.температура использования

°С

-60

-75

-100

Макс.температура использования

°С

+130

+120

+130

Макс.температура длительной тепловой нагрузки

°С

+115

+100

+115

Температура термоформования

°С

180-210

н/д

180-200

Температура формы

°С

55-90

н/д

55-90

Диэлектрич. постоянная, 50 Гц

DIN 53483

3.0

н/д

3.0

Электрическая прочность

DIN 53481

кВ/мм

> 30

н/д

> 30

Объемное сопротивление

DIN 53482

Ом.см

1015

н/д

1015

Поверхностное сопротивление

DIN 53482

Ом

1015

н/д

1015

Тангенс угла диэлектрич.потерь

DIN 53483

Гц

8x10-4

н/д

9.2х10-4

Огнестойкость

UL-94

DIN 4102

Класс

Класс

н/д

н/д

V-1

B1

Анализ данных таблицы 1 позволяет сделать вывод, что листовой ПК обладает уникально высокой ударопрочностью. В графе значений ударной вязкости образца без надреза указано: «без разрушений» - это означает, что образец листового ПК невозможно разрушить лабораторными методами. Если соотнести данные показателя ударной вязкости образца ПК с соответствующими показателями для других листовых материалов, например, для оргстекла 14-17 (без надреза) и 4-5 (с надрезом), для полисторола 5-6 (без надреза) и 1-2 (с надрезом), то можно приблизительно оценить величину этой физической характеристики в 900-1100 кДж/м² (без надреза). Эта величина иллюстрирует экстремальную ударопрочность материала. И действительно, листовой ПК невозможно разбить ни молотом, ни двухпудовой гирей. Даже, если в силу каких-либо внешних обстоятельств ударопрочность уменьшится в 3-5 раз, указанная физическая величина будет иметь настолько большое значение (200-300), что не возникнет ощутимого снижения прочности конструкционного элемента. Поэтому этот материал для использования в антивандальных строительных и рекламных конструкциях, несомненно, предпочтителен.

Еще одна особенность листового ПК - высокая устойчивость к низким и высоким температурам. Диапазон температур уверенного использования очень широк - от —50°С до +150°С. Поэтому поликарбонат безоговорочно может применяться в любых самых сложных климатических условиях. В интерьере этот полимер также находит применение в случае эксплуатации изделий в режиме повышенных температур (например, в световых коробах с установленными в качестве световых источников лампами накаливания с избыточной теплоотдачей).

Для ПК характерны также высокая огнестойкость, чрезвычайно низкий уровень дымообразования при горении в условиях даже развитого пожара и низкая токсичность продуктов разложения, что является очень важными факторами эксплуатационной безопасности строительного объекта. Значение Кислородного индекса (процентное содержание кислорода в окружающей атмосфере, при которой материал начинает поддерживать устойчивое горение) составляет 28-30%. Это значит, что в воздушной среде (21% кислорода) поликарбонат не поддерживает горение и в соответствии с классификацией относится к группе самозатухающих полимеров. Совокупность всех этих качеств ставит листовой ПК в ряд материалов с наилучшими показателями противопожарной безопасности, причем стоит заметить, что эти свойства характерны для ПК без каких бы то ни было специальных антипирирующих добавок.

Поликарбонат обладает высокой стойкостью в отношении многих химически активных сред. Он не подвержен воздействию большинства неорганических и органических кислот, окислительных и восстановительных агентов, кислотных и основных солей, алифатических углеводородов, спиртов, моющих средств, жиров и смазочных масел. Химическая стойкость поликарбоната зависит от концентрации химикатов и от температуры окружающей среды при воздействии. После длительного нахождения в воде при температуре выше 60°С, например, ПК реагирует на контакт с некоторыми растворителями, водными и спиртовыми растворами щелочей, газообразным аммиаком и аминами.

Ниже представлены данные химической устойчивости ПК к некоторым веществам

+ стойкий - не стойкий

Cтойкость

Стойкость

Стойкость

Уксусная кислота +

Ацетон-

Щелочные растворы-

Аммиак -

Бензол-

Борная кислота+

Бутилацетат -

Бутиловый спирт+

Перманганат калия, 10%+

Диэтиловый спирт-

Этиловый спирт+

Гексан+

Соляная к-та концентр.-

Соляная к-та, 20%+

Перекись водорода, 30%+

Метиловый спирт-

Метиловый спирт-

Метиленхлорид-

Поваренная соль+

Пропан+

Бензин+

Как и большинство других прозрачных полимерных материалов, листовой ПК служит прекрасным заменителем силикатного стекла и может использоваться при остеклении, особенно защитном. При этом основные эксплуатационные показатели у листового ПК (вес, тепло- и звукоизоляция) значительно лучше, чем у стекла. В таблице 2 приведены сравнительные данные из расчета 1 м² для разных толщин листового ПК и стекла. Иллюстрируются такие необходимые качества как теплоизоляция, характеризующаяся коэффициентом теплопередачи (К), и звукоизоляция, выраженная значением падения силы звука (в децибелах) при прохождении через остекление.

Таблица 2. Сравнительные характеристики листового ПК и стекла

Толщина

листа, мм

Вес, кг/м²

К, Вт/м²К

Звукоизоляция,

Дб

ПК

Стекло

ПК

Стекло

ПК

Стекло

3

3.6

7.34

5.49

5.87

26

28

4

4.8

9.4

5.35

5.84

27

29

5

6.0

12.24

5.21

5.80

28

30

6

7.2

14.68

5.09

5.77

29

31

8

9.6

19.60

4.89

5.72

31

32

10

12.0

24.48

4.68

5.67

32

33

12

14.4

29.38

4.35

5.58

34

34

Из таблицы видно, что для всех толщин коэффициент теплопередачи К в случае ПК ниже, чем у стекла. Таким образом, потери тепла в помещении и проникновение тепла или холода извне через ограждающие конструкции в зданиях с поликарбонатным остеклением будут меньше, чем при использовании обычного стекла. Применение полимера вместо традиционного прозрачного материала позволяет в значительной степени снизить энергозатраты на отопление зимой и кондиционирование летом. В то же время звукозащитные свойства листового ПК и стекла практически одинаковы.

Существенным фактом, определяющим место размещения листов ПК (в помещении или на открытом воздухе) является защищенность листов от воздействия ультрафиолетового излучения. По своей природе ПК подвержен действию УФ-излучения. С течением времени это проявляется в виде желтизны и мутности, что, соответственно, ухудшает светопропускание, и в некоторой степени потерей прочностных качеств (но как отмечалось выше неощутимых с точки зрения эксплуатационных возможностей материала). Для того чтобы защитить листы ПК от воздействия солнечной радиации существует два принципиально разных технологических метода. Первый — введение уф-стабилизаторов в массу полимера, что позволяет достигать защитного эффекта по всей толщине листа. Второй способ — нанесение методом со-экструзии или лакированием специального защищающего слоя на одну или обе поверхности листа. Во втором случае при монтаже конструкции из листов ПК очень важно обращать к солнечной стороне именно УФ-защищенную поверхность. Производители листового поликарбоната при соблюдении технологических правил гарантируют уменьшение коэффициента светопропускания не более чем на 6% за 10 лет (DIN 5036).

Сравнительные данные по изменению коэффициента светопропускания и индекса желтизны для обычных и УФ-защищенных листов ПК были получены в результате экспериментов, в ходе которых материал облучался в течение ста часов светом ксеноновой лампы с интенсивностью аналогичной годовому солнечному воздействию в таких климатических зонах как Израиль или штат Аризона (США). Снижение значения коэффициента светопропускания при длительности облучения 2000 часов составляет для обычного ПК — до 91% — 87,7% и УФ-защищенного — до 89,5%. Увеличение индекса желтизны при тех же условиях составляет 0 — 9 для обычного ПК и 2,5 для листов с УФ-защитой. Эти данные подтверждают, что листовой ПК с УФ-защитой может длительное время использоваться вне помещений без видимых изменений.

ООО «Аксиома Cвета»

Информация о компании

Философия качества — лидерство технологий. ООО «Аксиома Электрика» — это электротехнический бренд, объединяющий высокое качество оказания услуг и поставок надежной продукции. Бренд, который стремится сделать доступными для каждого человека самые современные изделия в освещении и электрике. Надежность оборудования и эффективность от его внедрения — девиз бренда. Мы рекомендуем только проверенные и эффективные решения в области энергосберегающего освещения. География реализованных проектов…

Контакты:

Ф.И.О. Иванов Олег  нет отзывов
Должность: Генеральный директор
Компания: ООО "Аксиома Электрика"
Страна:  Россия
Телефон: +7 495 504 73 82
Сообщите, что нашли информацию на сайте «Элек.ру»
Web: http://www.axiomaelectrika.ru/
Зарегистрирован: 18 апреля 2014 г.
Последний раз был на сайте 21 день назад
  Отправить сообщение

Рекомендуем почитать

18 декабря 2015 г. в 13:02
Ванны, т.е. ёмкости, содержащие рабочие растворы, в которых выполняются подготовительные, основные (процессы покрытия) и заключительные операции химической или гальванической (электрохимической) обработки поверхности деталей, являются основным видом оборудования гальванических цехов и участков.
20 ноября 2008 г. в 12:10
LOVATO Electric — один из ведущих итальянских производителей электротехнического оборудования и электроизмерительных приборов — вот уже на протяжении 85 лет растет, развивается и укрепляет свои позиции на рынке электромеханических и электронных компонентов для электрооборудования. Автоматические выключатели защиты двигателей, контакторы и тепловые реле, кнопки, концевые выключатели, устройства плавного пуска, реле времени, цифровые мультиметры, различные анализаторы параметров электрической сети, регуляторы коэффициента мощности и другие устройства управления и сигнализации — вот далеко не полный перечень продукции, разработанной и выпускаемой компанией.
20 мая 2015 г. в 13:18
В процессе эксплуатации осветительной установки возможен спад создаваемой ею освещенности. Для компенсации этого спада при проектировании ОУ вводится коэффициент запаса (КЗ). Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего времени эксплуатации осветительной установки.
29 октября 2015 г. в 10:05
Распределительные шкафы обеспечивают защиту не только находящемуся в них электрическому оборудованию. Они защищают и людей, которые работают с распределительными или управляющими системами или находятся поблизости от них, от опасностей, источником которых может стать электрический ток. Требования к защите и задачи, касающиеся обеспечения безопасности, определяются различными нормами, правилами или условиями.
22 декабря 2015 г. в 08:45
Распределительные шкафы обеспечивают защиту не только находящемуся в них электрическому оборудованию.

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.