Сотовый поликарбонат¶

Сотовый поликарбонат — это листовой строительный материал, представляющий собой многослойную структуру из поликарбоната с внутренними продольными перегородками (ребрами жесткости), образующими полые ячейки (соты). Относится к классу термопластичных полимеров и широко применяется в качестве светопрозрачного ограждения, кровельного и фасадного материала.

¶История

Поликарбонат как полимер был впервые синтезирован в 1953 году немецким химиком Германом Шнеллем, работавшим в компании Bayer. Промышленное производство листового поликарбоната началось в конце 1950-х годов. Сотовый поликарбонат, как разновидность, был разработан позже — в 1970-х годах, когда возникла потребность в легком, прочном и теплоизолирующем материале для теплиц и оранжерей. Первые коммерческие образцы сотового поликарбоната появились на рынке в середине 1970-х годов. В СССР и России производство сотового поликарбоната началось в 1990-е годы, после открытия рынка для зарубежных технологий.

¶Производство

Производство сотового поликарбоната осуществляется методом экструзии. Гранулы поликарбоната расплавляются при высокой температуре (около 280–300 °C) и подаются через экструдер в формующую головку, которая придает расплаву форму листа с заданной сотовой структурой. После выхода из головки лист охлаждается, калибруется по толщине и нарезается на стандартные размеры. В процессе производства могут добавляться стабилизаторы (например, для защиты от ультрафиолетового излучения), красители и антипирены.

¶Структура и типы

Сотовый поликарбонат состоит из двух или более параллельных листов (стенок), соединенных между собой вертикальными перегородками. Количество слоев (стенок) и форма ячеек определяют его механические и теплоизоляционные свойства.

¶По количеству слоев

Двухкамерный (2-стенный) — состоит из двух листов и одного ряда ячеек. Наиболее распространенный тип.
Трехкамерный (3-стенный) — имеет три листа и два ряда ячеек. Обладает повышенной прочностью и теплоизоляцией.
Четырехкамерный — четыре листа и три ряда ячеек. Используется для ответственных конструкций.
Пятикамерный — пять листов и четыре ряда ячеек. Максимальная прочность и теплоизоляция.

¶По форме ячеек

Прямоугольные — классическая форма, обеспечивающая хорошее соотношение прочности и веса.
Треугольные — повышенная жесткость, реже встречается.
Ромбовидные — улучшенная светопропускаемость и прочность.
X-образные — ячейки в форме буквы X, обеспечивающие дополнительную жесткость.

¶По цвету

Прозрачный (бесцветный) — светопропускание до 80–85%.
Матовый (молочный) — рассеивает свет, снижает светопропускание до 50–60%.
Цветной (бронза, синий, зеленый, красный и др.) — декоративные варианты, часто с пониженным светопропусканием.

¶Характеристики

Основные технические характеристики сотового поликарбоната зависят от толщины листа, количества слоев и плотности материала.

¶Физико-механические свойства

Плотность: 1,2 г/см³ (чистый поликарбонат).
Предел прочности при растяжении: 60–70 МПа.
Модуль упругости: 2000–2300 МПа.
Ударная вязкость: высокая (не менее 200 Дж/м по Шарпи).
Температурный диапазон эксплуатации: от -40 °C до +120 °C (кратковременно до +140 °C).
Температура размягчения по Вика: около 150 °C.
Температура плавления: около 260 °C.

¶Теплоизоляционные свойства

Коэффициент теплопередачи (U-value): для 4-мм листа — около 3,8 Вт/(м²·К), для 16-мм — около 2,4 Вт/(м²·К). С увеличением толщины теплоизоляция улучшается.
Сопротивление теплопередаче (R-value): от 0,26 м²·К/Вт (4 мм) до 0,42 м²·К/Вт (16 мм).

¶Светопропускание

Прозрачный: 80–85% (для 4-мм), 70–75% (для 16-мм).
Матовый: 50–60%.
Цветной: 30–60% в зависимости от цвета.

¶Вес

Вес 1 м² сотового поликарбоната зависит от толщины и плотности:

4 мм: 0,8–1,0 кг/м².
6 мм: 1,2–1,4 кг/м².
8 мм: 1,5–1,7 кг/м².
10 мм: 1,7–2,0 кг/м².
16 мм: 2,5–3,0 кг/м².

¶Преимущества и недостатки

¶Преимущества

Малый вес — в 6–10 раз легче стекла и в 2–3 раза легче акрилового стекла (оргстекла) той же толщины.
Высокая ударопрочность — в 200–250 раз прочнее стекла, не бьется при падении, выдерживает град.
Теплоизоляция — благодаря воздушным ячейкам обеспечивает лучшую теплоизоляцию, чем стекло или монолитный поликарбонат.
Гибкость — может изгибаться (минимальный радиус изгиба — 175–200 толщин листа), что позволяет создавать арочные конструкции.
Светопропускание — пропускает до 85% видимого света, при этом рассеивает его, снижая яркость и ультрафиолетовое излучение.
Химическая стойкость — устойчив к большинству кислот, щелочей, масел и растворителей (кроме ароматических углеводородов и хлорированных углеводородов).
Устойчивость к ультрафиолету — большинство листов имеют защитный слой от УФ-излучения (обычно на одной стороне), что предотвращает пожелтение и потерю прочности.
Пожароопасность — относится к группе горючести Г2 (умеренно горючие) или Г1 (слабогорючие) в зависимости от модификации; самозатухающий.

¶Недостатки

Низкая абразивная стойкость — легко царапается, требует аккуратного обращения и чистки мягкими материалами.
Термическое расширение — коэффициент линейного расширения (около 0,065 мм/м·°C) требует компенсационных зазоров при монтаже.
Чувствительность к некоторым химическим веществам — разрушается при контакте с ацетоном, бензолом, толуолом, эфирами.
Склонность к пожелтению — при отсутствии УФ-защиты или при повреждении защитного слоя со временем желтеет.
Сложность утилизации — поликарбонат не разлагается в природе, требует специальной переработки.

¶Применение

Сотовый поликарбонат используется в различных отраслях благодаря сочетанию легкости, прочности и светопрозрачности.

¶Сельское хозяйство

Теплицы и парники — наиболее массовое применение. Материал обеспечивает хорошее светопропускание, теплоизоляцию и защиту от града.
Оранжереи и зимние сады — создание светопрозрачных ограждений.

¶Строительство

Кровли — навесы, козырьки, беседки, террасы, автостоянки. Арочные и плоские конструкции.
Фасады — облицовка зданий, светопрозрачные вставки.
Перегородки — внутренние и наружные ограждения, офисные перегородки.
Зенитные фонари — световые купола и фонари для естественного освещения.
Бассейны — купола и навесы над бассейнами.

¶Промышленность

Шумозащитные экраны — вдоль автомобильных и железных дорог.
Ограждения — для строительных площадок, складов, производственных цехов.
Световые короба — рекламные конструкции, вывески.

¶Другие области

Спортивные сооружения — крытые стадионы, теннисные корты, хоккейные коробки.
Транспорт — остановки общественного транспорта, павильоны.
Дизайн интерьера — декоративные панели, перегородки, мебель.

¶Монтаж

Монтаж сотового поликарбоната требует соблюдения ряда правил для обеспечения долговечности и герметичности конструкции.

Ориентация листов — защитный УФ-слой (обычно маркируется на упаковке) должен быть обращен наружу. Ячейки должны располагаться вертикально (или под углом) для стока конденсата.
Крепление — используются саморезы с термошайбами (поликарбонатные или резиновые шайбы, предотвращающие протечки и деформацию). Отверстия под крепеж должны быть на 2–3 мм больше диаметра самореза для компенсации термического расширения.
Герметизация — торцы листов закрываются перфорированной лентой (для нижнего торца — для отвода конденсата) и герметизирующей лентой (для верхнего торца — для защиты от пыли и влаги).
Компенсационные зазоры — при монтаже в каркас оставляют зазоры 3–5 мм на каждый метр длины листа для учета теплового расширения.
Радиус изгиба — минимальный радиус изгиба для арочных конструкций должен быть не менее 175–200 толщин листа.

¶Уход и эксплуатация

Для сохранения светопропускания и внешнего вида сотовый поликарбонат рекомендуется регулярно очищать от пыли и грязи. Допускается мытье мягкой тканью или губкой с использованием нейтральных моющих средств (без абразивов, растворителей и щелочей). Запрещается использовать скребки, металлические щетки и абразивные порошки, так как это приводит к царапинам. При появлении царапин или потертостей возможно их удаление с помощью специальных полиролей для поликарбоната.

¶Экологические аспекты

Сотовый поликарбонат подлежит вторичной переработке. Измельченные отходы могут использоваться для производства новых полимерных изделий (например, строительных панелей, поддонов, деталей автомобилей). Однако в России система сбора и переработки поликарбоната развита слабо, и значительная часть отходов попадает на полигоны. При сжигании поликарбоната выделяются токсичные вещества (в том числе бисфенол А), поэтому утилизация путем сжигания не рекомендуется.

¶Источники

ГОСТ Р 56712-2015 «Плиты поликарбонатные сотовые. Технические условия».
Справочник по полимерным материалам / под ред. В. А. Белого. — М.: Химия, 1988.
Техническая документация производителей сотового поликарбоната (Bayer, Sabic, Polygal, Plazit Polygal).
Энциклопедия полимеров / под ред. В. А. Кабанова. — М.: Советская энциклопедия, 1972–1977.
Материалы сайта «Поликарбонат.ру» (раздел «Технические характеристики»).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →