Прозрачные поликарбонатные листы ПК
Молекулярная структура и основные свойства
Сверхвысокая ударопрочность: бензольные кольца в молекулярной цепи ПК обеспечивают жесткую поддержку, а эфирные связи (-O-) и карбонатные группы (-C(=O)-O-) придают гибкость сегментам цепи, образуя молекулярную сеть, сочетающую в себе жесткость и гибкость. Его ударная вязкость с надрезом по Шарпи достигает 800–1200 Дж/м (стандарт ISO 179), в 15–20 раз выше, чем у обычного стекла (приблизительно 50 Дж/м) и в 5–8 раз выше, чем у ПММА (приблизительно 100–150 Дж/м). Даже при -40°C он сохраняет ударную вязкость ≥500 Дж/м (обычные пластмассы, такие как PS, имеют ударную вязкость, которая резко падает до <50 Дж/м при -20°C).
Превосходная оптическая прозрачность: лист ПК имеет светопропускание ≥89% (около 92% для стекла), матовость ≤1% (по сравнению с 2%-3% для обычного акрила), блеск поверхности ≥110 GU (высокий блеск, визуальная прозрачность), бесцветен и прозрачен (по сравнению со стеклом оптического класса). Он подходит для применений, требующих чрезвычайно высокого светопропускания, таких как освещение теплиц и окон дисплеев.
Высокая температура стеклования (Tg): Tg составляет примерно 145–150°C (обычный ПК составляет 140–150°C, а некоторые жаростойкие марки достигают 160°C). Это означает, что материал сохраняет жесткость (стойкость к размягчению и деформации) ниже 145°C и может выдерживать кратковременные температуры 180-200°C (обычные пластики, такие как ПВХ, имеют Tg всего 70-80°C и склонны к деформации при высоких температурах).
Превосходная технологическая текучесть: скорость течения расплава (ТРП при 260°C/2,16 кг) обычно составляет 5-30 г/10 мин (это можно регулировать с помощью рецептуры: более низкая ПТР используется для повышения жесткости толстых панелей, а более высокая ПТР используется для сложного литья под давлением тонких панелей). Это немного ниже, чем у ABS (5-30 г/10 мин), но позволяет выполнять сложную структурную обработку посредством процессов термоформования, таких как вакуумное формование и горячая гибка.
Отличная общая производительность
Высокая прочность и легкий вес: прочность на растяжение ≥60–70 МПа (обычный ПК: 60–80 МПа, акрил: 70–80 МПа, но с плохой ударопрочностью), прочность на изгиб ≥90–110 МПа и модуль упругости ≥2200–2400 МПа. При этом его плотность составляет всего 1,20-1,22 г/см³ (примерно вдвое меньше, чем у стекла и на одну треть от алюминия), что позволяет добиться как прочности конструкции, так и легких свойств (например, уменьшение веса больших световых люков снижает стоимость несущих конструкций).
Устойчивость к погодным условиям и ультрафиолетовому излучению. Немодифицированный ПК подвержен разрыву молекулярных цепей (вызывая пожелтение и охрупчивание) при длительном воздействии ультрафиолета (УФ). Однако, добавляя светостабилизаторы на основе затрудненных аминов (HALS) и поглотители УФ-излучения (такие как бензотриазолы), в листах ПК можно получить защитный от УФ-излучения слой (толщиной 0,1–0,3 мм), который не желтеет в течение десяти лет. (Обычный необработанный ПК демонстрирует заметное пожелтение уже через один-два года использования на открытом воздухе.) Например, двухслойный коэкструдированный лист ПК (с внешним слоем, защищающим от УФ-излучения, и внутренней прозрачной подложкой) демонстрирует изменение цвета ΔE ≤ 1,5 (почти незаметно для человеческого глаза) после 5000 часов воздействия на открытом воздухе, сохраняя при этом ударную вязкость ≥90%.
Огнестойкость и огнестойкость: Кислородный индекс (OI) обычного ПК составляет примерно 26-28 (классифицируется как огнестойкий материал, но не соответствует строгим стандартам пожарной безопасности). Путем добавления бромированных эпоксидных смол и антипиренов на основе фосфора (таких как TPP) показатель OI можно увеличить до ≥32. Он соответствует стандартам UL94 V-0 (самозатухание в течение 10 секунд после удаления из пламени, без возгорания из-за капель) или V-2 (капание, но без устойчивого горения), что делает его пригодным для применений, требующих высокой противопожарной защиты (например, корпуса электронного и электрического оборудования и перегородки общественных зданий).
Самозатухающий и низкая дымовая токсичность: во время горения он образует мало дыма (более чем на 60% меньше, чем ПВХ) и не выделяет токсичные галогенные газы (экологически чистый ПК использует безгалогенную огнезащитную систему). Он соответствует классу огнестойкости B1 (огнестойкий) для строительных материалов или стандарту GB 8624-2012.
Прецизионная обработка и стабильность размеров
Технологичность: листы ПК можно обрабатывать с помощью различных процессов, включая экструзию (диапазон толщины 1–20 мм, ширина ≤ 3000 мм), термоформование (например, вакуумное формование сложных изогнутых поверхностей), резку с ЧПУ (прецизионная штамповка/фрезерование) и горячую гибку (формование с локализованным нагревом), что отвечает разнообразным потребностям в архитектуре, промышленности, бытовой электронике и других областях. Например, допуск по толщине экструдированных листов составляет ±0,2 мм (обычных пластиковых листов ±0,3 мм), а минимальная толщина стенок термоформованных деталей может достигать 0,8 мм (сложные конструкции можно формовать за один проход).
Стабильность размеров: коэффициент линейного теплового расширения составляет 6,5 × 10⁻⁵/°C (обычное стекло — 8,5 × 10⁻⁶/°C, но ПК должен учитывать температурные колебания). Скорость изменения размеров составляет ≤ 0,3% в диапазоне от -40°C до 120°C (обычный акрил составляет от 0,5% до 0,7%), что делает его пригодным для применений, требующих строгих допусков, таких как прецизионные инструментальные окна.
Степень водопоглощения: Степень водопоглощения ≤ 0,2% (обычный PA6 составляет 1,5–2%, что подвержено изменениям размеров из-за водопоглощения). Для использования в обычных условиях предварительная сушка не требуется (производительность практически стабильна после кратковременного хранения во влажной среде).