Caurspīdīga termoplastika ir būtiski mainījusi mūsdienu ražošanas, arhitektūras un patēriņa preču ainavu. Starp šiem materiāliem polimetilmetakrilāts (PMMA){1}}komerciāli pazīstams kāakrils, Plexiglass vai Lucite{0}}un polikarbonāts (bieži zīmols Lexan vai Makrolon) ir divas dominējošās tradicionālā silikāta stikla alternatīvas. Abi polimēri radās 20. gadsimta vidū ķīmijas inženierijas sasniegumos, un tagad tie apvieno pasaules tirgu, kas pārsniedz 27 miljardus USD. Galvenais jautājums, ar ko saskaras inženieri, izgatavotāji un DIY entuziasti, joprojām ir maldinoši vienkāršs: kurš materiāls darbojas labāk? Atbilde, paredzams, ir pretrunā vienkāršībai.
Ātra ķīmijas stunda (savā veidā)
Lūk, par šīm divām plastmasām{0}}tie ir polimēri, kas būtībā nozīmē garas molekulu ķēdes, kas ir savienotas kopā. Bet īstā ķīmija? Pilnīgi dažādi dzīvnieki.
Akrils nāk no metakrilskābes un metanola. Ražošanas process ietver monomēra un katalizatora ielejšanu sakarsētās veidnēs, pēc tam gaidīšanu. Dažreiz dienām. Biezām akrila loksnēm ir nepieciešamas vairākas dienas, lai tās pareizi sacietētu. Lietais akrils pastāv līdzās ekstrudētajām versijām, katrai no tām ir smalkas veiktspējas variācijas.
Polikarbonāts tiek sintezēts reakcijās starp bisfenolu A un karbonilhlorīdu. Iegūtais materiāls satur karbonātu grupas,{1}}tātad arī nosaukums. Šīs karbonāta saites piešķir polikarbonātam raksturīgo stingrību, gandrīz gumijas noturību, ko pamanāt, kad kaut kas no tā atlec, nevis plaisā.
Triecienizturība: kur lietas kļūst interesantas
Šeit minētie skaitļi ir pietiekami dramatiski, lai jūs tos{0}}pārbaudītu. Standarta stikls saplīst salīdzinoši neliela trieciena ietekmē. Akrils? Aptuveni 17 reizes triecienizturīgāks- nekā stikls. Cienījami, noteikti.
Šajā kategorijā absolūti dominē polikarbonāts. Mēs runājam par 250 reižu lielāku triecienizturību nekā standarta stikls. Daži avoti atsaucas uz 200 reizēm, citi — augstāk,-bet būtība paliek spēkā. Tas nav pakāpenisks uzlabojums; tas ir pavisam cits ballparks.
Motociklu vējstiklu ražošanas uzņēmuma -pārbaudes videoklips parāda, kas notiek, ja uzbrūk abiem materiāliem ar arvien agresīvākiem ieročiem. Slingshots. Beisbola bumbas. Āmuri. Beisbola nūjas. Galu galā šaujamieroči. Akrila vējstikls saplaisā, saplīst un galu galā padodas. Polikarbonāts stipri liecas, deformējas, skrāpējas,{8}}bet atsakās lūzt. Vērot, kā tas absorbē bises granulas, saglabājot tehniski neskartu, ir kas cits.
Tas izskaidro, kāpēc ložu necaurlaidīgais "stikls" parasti ir polikarbonāts (vai slāņaini kompozītmateriāli, kuros tas ir iekļauts). Banku logi. Nemieru vairogi. Sacīkšu auto vējstikli. Visur, kur izturība pret iznīcināšanu ir svarīgāka par senatnīgu optisko skaidrību.
Optiskā skaidrība un gaismas caurlaidība
Šeit uzvar akrils, lai gan ne tik daudz, kā jūs varētu gaidīt.
92% gaismas caurlaidība akrilam. 88% polikarbonātam. Standarta logu stikls ir aptuveni 83-90%. Visi trīs ir pietiekami tuvu, lai līdzās{6}}salīdzinājumi normālos apstākļos atklātu minimālu praktisko atšķirību.
Bet akrila patiesās priekšrocības parādās laika gaitā. Polikarbonāta dzeltenās krāsas. Ievērojami. Atstājiet to ārā dažus gadus, un šo dzeltenīgo nokrāsu vairs nav iespējams ignorēt. UV noārdīšanās uzbrūk polimēru ķēdēm, pakāpeniski pasliktinot sākotnējo skaidrību.
Akrils rausta plecus no UV starojuma, it kā tas nebūtu nekas. Desmit gadu laikapstākļi ārpus telpām var izraisīt 3% degradāciju. Varbūt. Daži preparāti bloķē līdz pat 98% UV staru, vienlaikus saglabājot kristāldzidru. Ir iemesls, kāpēc lidmašīnu logos bieži tiek izmantots akrils-pastāvīgi liela{7}}augstuma UV starojuma iedarbība to nefāzē.
Viena lieta, ko vērts pieminēt: polikarbonāts var saņemt UV{0}}aizsargpārklājumus uz abām virsmām. Mūsdienu "nodilumizturīgie" polikarbonāta preparāti lielā mērā ir atrisinājuši dzeltēšanas problēmu. Bet tas prasa papildu apstrādi, papildu izmaksas.
Scratch problēma
Ironiski, ka polikarbonāta lielākā stiprība kļūst par tā Ahileja papēdi attiecībā uz virsmas bojājumiem. Šī elastība, gatavība saliekt, nevis lauzt, padara polikarbonātu ievērojami vieglāk saskrāpējamu nekā akrilu.
Akrils saglabā cietāku virsmu. Skrāpējumi rodas retāk. Ja tie rodas, jūs bieži varat tos nopulēt-, izmantojot mehānisko pulēšanu, pulēšanu ar liesmu, specializētus akrila pulēšanas savienojumus. Materiāls sadarbojas.
Polikarbonāta skrāpējumi netiks nopulēti. Periods. Šīs zīmes ir pastāvīgas ierīces. Lietojumprogrammām, kur virsmas izskatam ir nozīme ilgtermiņā- Jūsu ložu necaurlaidīgais logs var lieliski izturēt uzbrukumu un pēc tam izskatīties briesmīgi no tīrīšanas skrāpējumiem, kas uzkrājušies nākamo mēnešu laikā.
Pastāv pret-skrāpējumu pārklājumi, kas ievērojami palīdz. Bet tas ir vēl viens solis, citas izmaksas, vēl viens iespējamais neveiksmes punkts.
Darbs ar šiem materiāliem
Vai esat kādreiz mēģinājis urbt akrilu? Ir iemesls, kāpēc ražotāji tam pieiet uzmanīgi. Materiāla stingrība-tā pati cietība, kas iztur skrāpējumus-, padara to pakļautu plaisāšanai apstrādes laikā. Urbjiet pārāk ātri, izdariet pārāk lielu spiedienu, izmantojiet nepareizu uzgaļa ģeometriju, un pēkšņi no katra cauruma izplūst stresa lūzumi.
Polikarbonāts nevarētu rūpēties mazāk. Izurbiet, izfrēbējiet, salokiet to auksti. Šī elastība nozīmē, ka materiāls absorbē mehānisko spriegumu ražošanas laikā, nevis plaisāšanu. Jūs varat burtiski saliekt polikarbonāta loksnes istabas temperatūrā -nav nepieciešama termiskā formēšana-, tās nesalaužot.
Akrilam ir nepieciešams siltums locīšanai. Kontrolēta siltuma pielietošana, pareizas temperatūras līknes, rūpīgi dzesēšanas protokoli. Vairāk iesaistīts, vairāk aprīkojuma, vairāk procesa kontroles. Bet gatavais izliektais akrila gabals pastāvīgi saglabā savu formu un saglabā izcilas optiskās īpašības.
Griešanas stāsts notiek līdzīgi. Akrils griež tīrītāju ar standarta kokapstrādes zāģiem, lieliski pieņem lāzergriešanu, veido malas, kuras var nopulēt ar liesmu{1}} līdz optiskai skaidrībai. Polikarbonāts saspiež zāģa asmeņus, nedaudz kūst lāzergriešanas laikā un atstāj malas, kas paliek nedaudz miglainas neatkarīgi no pēcapstrādes.
Siltuma tolerance
Akrils sāk mīkstt aptuveni 180 °F (82 grādos), un tā maksimālā darba temperatūra ir aptuveni 212 °F (100 grādi). Lieliski piemērots lielākajai daļai lietojumu, problemātisks citiem.
Polikarbonāts iztur ievērojami augstākas temperatūras -saglabājas stabils līdz aptuveni 295 °F (146 grādiem), pirms sākas mīkstināšana. Virtuves piederumi. Elektroniskie korpusi. Apgaismes ķermeņi, kas darbojas paaugstinātā temperatūrā. Medicīniskās ierīces, kurām nepieciešama sterilizācija autoklāvā. Temperatūras pielaide atver pielietojuma durvis, kurās akrils vienkārši nevar iekļūt.
Arī ugunsizturība ievērojami atšķiras. Polikarbonātam ir zema uzliesmojamība, un tam ir tendence pašam{1}}nodziest, ja tiek noņemti liesmas avoti. Akrils deg lēni, izdala oglekļa monoksīdu, un to noteikti nevajadzētu izmantot vietās, kur ir iespējama uguns iedarbība. Daudzu jurisdikciju būvnormatīvi īpaši attiecas uz šo atšķirību.
Ķīmiskā izturība
Polikarbonāts parasti labāk tiek galā ar ķimikālijām. Skābes, sārmi, benzīns, spirti-tā pacieš iedarbību, kas var sabojāt akrilu. Varat tīrīt polikarbonātu ar produktiem, kuru pamatā ir amonjaks,{3}}kas padarītu akrila virsmas duļķainu vai traku.
Akrilam ir sava ķīmiskā jutība. Daži šķīdinātāji, īpaši aromātiskie ogļūdeņraži un hlorētie savienojumi, agresīvi uzbrūk polimēram. Izopropilspirts lielā koncentrācijā izraisa spriegumu plaisāšanu. Pat daži komerciāli stikla tīrīšanas līdzekļi satur sastāvdaļas, kas pakāpeniski noārda akrilu.
Neviens materiāls labi neiztur koncentrētus šķīdinātājus. Taču ikdienas ķīmiskai iedarbībai -tīrīšanas šķīdumi, vieglas skābes, naftas produkti-polikarbonāts piedāvā vairāk piedošanas.
Izmaksu apsvērumi
Akrils maksā mazāk. Parasti par 35% mazāk nekā līdzvērtīga polikarbonāta loksne, dažreiz vairāk atkarībā no pakāpēm un specifikācijām.
Bet, lai aprēķinātu patiesās izmaksas, ir jāņem vērā lietojumprogrammas dzīves cikls. Šī lētākā akrila loksne uzstādīšanas laikā var saplaisāt. Vai saplīst lietošanas laikā. Nomaiņas izmaksas, dīkstāves izmaksas, atbildības izmaksas, kas saistītas ar bojātu materiālu-vienādojums ātri kļūst sarežģīts.
Polikarbonāta augstākās sākotnējās izmaksas bieži vien nodrošina labāku ilgtermiņa vērtību{0}}prasīgos lietojumos. Dažreiz sākotnēji ir jēga maksāt vairāk.
Dekoratīviem lietojumiem, displeja darbiem, izkārtnēm, mēbeļu sastāvdaļām? Akrila cenas priekšrocība saglabā reālo svaru. Drošības stiklojumam, mašīnu aizsargiem, jebkur triecienam ir nozīme? Polikarbonāta piemaksa parasti sevi attaisno.
Real{0}}Pasaules lietojumprogrammas
Kur šie materiāli patiesībā nonāk?
Akrils dominē:
Mazumtirdzniecības displeji un{0}}iegādāšanās-piederumi
Muzeju futrāļi un mākslas ierāmēšana
Akvāriji (jā, lielākā daļa lielo akvārija paneļu ir akrila)
Lidmašīnu logi un nojumes
Ārējās izkārtnes
Vannas istabas un dušas kabīnes
Gaismas difūzijas paneļi
Mēbeļu sastāvdaļas
Polikarbonāts parādās:
Ložu necaurlaidīgas barjeras un drošības stiklojums
Nemieru vairogi un aizsargaprīkojums
Aizsargbrilles un briļļu lēcas
Elektronisko ierīču maciņi (telefoni, datori)
Automobiļu priekšējo lukturu vāki
Siltumnīcu paneļi
Mašīnu aizsargi un aprīkojuma korpusi
Sporta ķiveres un sejas aizsargi
Vai ievērojat modeli? Visur, kur estētika un izmaksas ir vissvarīgākās, akrils uzvar. Visur, kur triecienizturība un izturība ir vissvarīgākā, pārņem polikarbonāts.
Siltumnīcas jautājums
Siltumnīcu celtnieki pastāvīgi saskaras ar šo izvēli. Abi materiāli darbojas. Abiem ir aizstāvji. Pareizā atbilde ir atkarīga no prioritātēm.
Akrils nodrošina labāku gaismas caurlaidību, ilgāk saglabā skaidrību un maksā mazāk. Viena slāņa-akrils ir piemērots maigam klimatam.
Polikarbonāta-īpaši vairāku-sienu konfigurācijas, piemēram, dubultsienu-vai trīssienu-sienu-nodrošina izcili izcilu izolāciju. Šī strukturētā gaisa telpa starp slāņiem efektīvi aiztur siltumu. Aukstā klimatā būtībā ir nepieciešams vairāku-sienu polikarbonāts, ja vien apkures izmaksām nav nozīmes. Triecienizturība palīdz arī krusas vētras laikā.
Lielākā daļa komerciālo siltumnīcu mūsdienās izmanto polikarbonātu. Lielākā daļa hobiju siltumnīcu varētu darboties abos virzienos atkarībā no atrašanās vietas un budžeta.
Zvana veikšana
Tātad, kurš materiāls ir "labāks"?
Nepareizs jautājums, godīgi. Abi materiāli pastāv, jo abi aizpilda patiesas vajadzības, kuras otrs nevar tik efektīvi risināt.
Nepieciešama optiskā pilnība, UV stabilitāte un izmaksu efektivitāte? Akrilam ir jēga.
Vai nepieciešama tolerance pret ļaunprātīgu izmantošanu, karstumizturība un nesalaužama izturība? Polikarbonāts ir jūsu materiāls.
Nepieciešami abi vienlaicīgi? Jūs skatāties uz kompozītmateriālu konstrukcijām, pārklājumiem vai kompromisiem. Dažreiz atbilde ietver abu materiālu izmantošanu viena un tā paša projekta dažādās komponentēs.
Ražotāji saprot šo dualitāti. Tāpēc uzņēmumi piedāvā abas produktu līnijas. Tāpēc specifikāciju ceļvežos ir izklāstītas lietojumprogrammu prasības, nevis tiek pasludināti universālie uzvarētāji.
Tas, kas šķiet vienkārša materiāla izvēle, parasti atklāj patiesus inženiertehniskos kompromisus, jo tālāk jūs meklējat. Caurspīdīga plastmasa nav izņēmums.
Norādot kādu no materiāliem, pieprasiet paraugus paredzētajam lietojumam. Fiziskā pārbaude reālos apstākļos atklāj veiktspējas raksturlielumus, kurus specifikāciju lapas nevar pilnībā uztvert. Gan akrila, gan polikarbonāta piegādātāji vērtēšanas nolūkos parasti nodrošina materiālu paraugus par nominālu vai bez maksas.