Zakázkový technický plastový polyamid
Polykarbonát je dostatečně pevný, aby nahradil sklo a při nárazu překonal většinu tuhých plastů
Polykarbonát dokáže absorbovat energii nárazu zhruba 250krát lépe než standardní sklo a asi 30krát lépe než akrylát stejné tloušťky, a proto je materiálem pro štíty proti nepokojům, ochranné kryty strojů a neprůstřelné zasklívací vrstvy. Jako an inženýrský plast jeho pevnost v tahu se obvykle pohybuje mezi 55 a 75 MPa, jeho pevnost v ohybu se pohybuje blízko 90 až 100 MPa a jeho vrubová rázová houževnatost Izod může v nemodifikovaných jakostech překročit 800 J/m. Tato kombinace tuhosti a houževnatosti je neobvyklá: většina tuhých plastů musí vyměnit jeden za druhý, ale polykarbonát drží obojí najednou.
To, co dělá tento materiál hodný hlubšího technického pohledu, nejsou jen hrubá čísla, ale také to, jak konzistentně obstojí při výkyvech teplot, venkovní expozici a opakovaných nárazových událostech. Jediný druh nemodifikovaného polykarbonátu může sloužit ve dveřích mrazničky, ochranném krytu stroje v tovární hale a panelu světlíků a v každém případě se pevnostní profil sotva posune. Velmi málo plastů a jen málo materiálů jakéhokoli druhu nabízí tento druh sortimentu, aniž by bylo potřeba pro každou práci jiné složení. Níže uvedené části přesně rozebírají, odkud tato čísla pocházejí, jak se polykarbonát staví proti sobě polyamid , ABS, akryl a sklo, jak výrobní volby mění konečnou pevnost lisovaného nebo extrudovaného dílu a jaké konstrukční detaily oddělují polykarbonátový komponent, který přežije roky zneužívání, od komponentu, který praskne v první sezóně.
Proč se polykarbonát chová tak, jak se chová na molekulární úrovni
Polykarbonát získává svou houževnatost z dlouhých amorfních polymerních řetězců spojených karbonátovými skupinami, mezi nimiž sedí objemné bisfenolové kruhy. Tyto kroužky omezují rotaci podél páteře, takže místo toho, aby řetěz při náhlém zatížení čistě praskl, materiál povolí a lokálně se natáhne, čímž se energie nárazu rozšíří do širší zóny, než se může vytvořit jakákoliv trhlina. Inženýři to popisují jako vysoký stupeň tažnosti spojený s vysokou teplotou skelného přechodu, zhruba 147 stupňů Celsia, což je důvod, proč polykarbonát zůstává houževnatý v širokém rozsahu okolních podmínek, spíše než aby se za chladného počasí stal křehkým, jak to dělá mnoho komoditních plastů.
Amorfní povaha polymeru také vysvětluje jeho optickou čirost. Protože se řetězce neshlukují do uspořádaných krystalických oblastí, světlo prochází skrz s velmi malým rozptylem, což dává polykarbonátu hodnotu propustnosti světla blízkou 90 procentům, podobně jako sklo. Toto je vzácný případ, kdy strukturální vlastnost, tuhost řetězce a optická vlastnost, transparentnost, vysledují stejnou molekulární příčinu.
Jak se to liší od krystalických plastů, jako je polyamid
Polyamid , běžně známý jako nylon, je spíše částečně krystalický než zcela amorfní. Jeho uspořádané oblasti mu dávají vynikající odolnost proti opotřebení, nízké tření a silný únavový výkon při opakovaném ohýbání, ale stejná krystalická struktura ho činí citlivějším na zářezy a náhlé nárazové zatížení, zejména za sucha, než absorbuje okolní vlhkost. Polykarbonát se nespoléhá na obsah vlhkosti, aby zůstal odolný, díky čemuž je jeho chování při nárazu mnohem předvídatelnější a konzistentnější od jedné šarže k druhé.
Role molekulové hmotnosti
V rámci samotného polykarbonátu má molekulová hmotnost přímý vliv na pevnost. Druhy s vyšší molekulovou hmotností lépe odolávají šíření trhlin a déle vydrží při opakovaném namáhání, ale jsou také viskóznější během zpracování a vyžadují vyšší teploty taveniny. Výrobci to vyvažují výběrem rozsahu molekulové hmotnosti vhodného pro daný díl: tenké, složité díly často používají třídy s nižší molekulovou hmotností pro snadnější tekutost, zatímco tlusté konstrukční díly upřednostňují vyšší molekulovou hmotnost pro maximální tuhost.
Rázová houževnatost ve srovnání s jinými běžnými materiály
Nejjasnější způsob, jak odpovědět na to, jak silný polykarbonát skutečně je, pochází z údajů o nárazu vedle sebe. Níže uvedená tabulka uvádí typickou vrubovou rázovou houževnatost Izod, standardní laboratorní test, při kterém kyvadlo naráží na vrubový vzorek a měří, kolik energie absorbuje, než se zlomí.
| Materiál | Vrubový dopad Izod (J/m) | Relativní houževnatost |
|---|---|---|
| Polykarbonát (neupravený) | 640 až 960 | Velmi vysoká |
| Polyamid 6 (dry) | 50 až 110 | Mírný |
| ABS | 200 až 400 | Vysoká |
| Akryl (PMMA) | 16 až 32 | Nízká |
| Žíhané sklo | 2 až 4 | Velmi nízké |
Akryl je často prodáván jako lehká alternativa k polykarbonátu, protože je levnější a snadněji se leští, ale tabulka ukazuje, proč tato náhrada selhává v jakékoli aplikaci zahrnující rázové zatížení, nárazy nebo opakované namáhání. Polykarbonát vítězí v tomto srovnání s velkým náskokem, což je přesně důvod, proč dominuje kategoriím, jako jsou čočky bezpečnostních brýlí, kryty světlometů vozidel a vybavení pro zvládání nepokojů. Dokonce i proti ABS, plastu, který je již známý svou houževnatostí, si polykarbonát drží jasné prvenství, jakmile díl musí přežít skutečný náraz, nikoli rutinní manipulaci.
Stojí za zmínku, že tato čísla popisují jediný ostrý náraz v laboratorních podmínkách. Skutečné díly často čelí opakovaným nízkoenergetickým nárazům spíše než jedné dramatické události, a zde únavové chování polykarbonátu, i když je dobré, není neomezené. Opakované ohýbání v blízkosti napěťového bodu může nakonec vyvolat trhlinu i v takto houževnatém materiálu, a proto na geometrii součásti záleží stejně jako na základní pryskyřici, což je bod podrobněji popsaný dále v tomto článku.
Hodnoty pevnosti v tahu, ohybu a tlaku, které byste měli znát
Odolnost proti nárazu vypráví jen část příběhu. Materiál také musí držet svůj tvar při stálém zatížení, odolávat ohýbání a stlačovat se bez drcení. Zde je místo, kde polykarbonát přistane na třech vlastnostech, které inženýři kontrolují nejčastěji.
| Majetek | Typický rozsah | Základ testu |
|---|---|---|
| Pevnost v tahu | 55 až 75 MPa | Vytaženo do selhání, metoda ASTM D638 |
| Pevnost v ohybu | 90 až 100 MPa | Tříbodový ohybový test, metoda ASTM D790 |
| Pevnost v tlaku | 80 až 86 MPa | Axiální zatížení na průtažnost, metoda ASTM D695 |
| Prodloužení při přetržení | 80 až 150 procent | Stejný tah jako výše |
| Modul pružnosti v ohybu | 2300 až 2400 MPa | Tuhost při ohybovém zatížení |
| Rockwellova tvrdost | M70 až M75 | Odolnost proti vtlačení povrchu |
Tato hodnota prodloužení je důležitější, než lidé očekávají. Pevný plast, který se může natáhnout o 80 až 150 procent, než se zlomí, není podle žádné definice křehký; to je důvod, proč se polykarbonátové díly při přetížení ohýbají a deformují, než aby se roztříštily na ostré úlomky, což je skutečná bezpečnostní výhoda při ochraně strojů a ochranných bariérách. Porovnejte toto číslo prodloužení s akrylem, který se po natažení obvykle zlomí pouze o 2 až 5 procent, a praktický rozdíl ve scénáři pádu nebo nárazu bude zřejmý i bez provedení laboratorního testu.
Také údaj o modulu pružnosti v ohybu stojí za pozorné přečtení. Nižší modul než něco jako nylon vyztužený skleněnými vlákny znamená, že se polykarbonát při daném zatížení snadněji ohne, než odolává dalšímu ohýbání. Tato flexibilita je obvykle výhodou ve scénářích nárazu, protože část, která se může ohýbat, absorbuje energii, které by tužší, křehčí část musela odolávat zcela vnitřním napětím, ale stává se problémem u částí, které potřebují zůstat dokonale ploché nebo tuhé při konstantním zatížení, jako jsou určité konstrukční držáky.
Jak tloušťka stěny a geometrie součásti mění efektivní pevnost
Čísla datových listů pocházejí ze standardizované zkušební tyče, obvykle o tloušťce několika milimetrů. Skutečné součásti zřídka odpovídají této geometrii přesně a tloušťka mění sílu způsobem, který není vždy intuitivní. Silnější část není automaticky odolnější proti nárazu; záleží na tom, jak je zatížení aplikováno a kde se napětí koncentruje.
| Tloušťka plechu | Typický případ použití | Chování při dopadu |
|---|---|---|
| 1,5 až 3 mm | Okna pro ochranu strojů, značení | Při zatížení se ohýbá, odolává praskání |
| 3 až 6 mm | Celkové zasklení, přístřešky | Vyvážená tuhost a tlumení nárazů |
| 9 až 12 mm | Bezpečnostní zasklení, detenční okna | Vysoká resistance to forced entry attempts |
| 20 mm a více, laminované | Balistické zasklívací systémy | Více vrstev absorbuje nárazy s vysokou energií |
Kromě plochého plechu představují lisované díly další proměnnou: ostrý vnitřní roh. Vrub, náhlá změna tloušťky stěny nebo ostrý vnitřní roh působí jako koncentrátor napětí, což znamená, že místní napětí v tomto bodě může být několikrát vyšší než průměrné napětí na součásti. To je důvod, proč polykarbonátový držák s ostrým vnitřním rohem 90 stupňů může prasknout při zatížení, které by identický držák s velkým poloměrem bez problémů přežil. Návrháři obvykle specifikují vnitřní poloměr alespoň 0,5násobek tloušťky stěny a ideálně blíže 0,75násobku, aby udrželi koncentraci napětí v bezpečném rozsahu.
Šest faktorů, které mění skutečnou pevnost polykarbonátu na hotovém dílu
Čísla datových listů popisují laboratorní vzorek, ne nutně součást, která sedí na vaší lavici. Tyto proměnné posouvají skutečnou sílu výrazně nahoru nebo dolů, někdy s velkým náskokem.
- Tloušťka stěny a zářezy: Ostrý vnitřní roh koncentruje napětí a může snížit účinnou rázovou pevnost na polovinu nebo více, takže lisované díly potřebují velké poloměry.
- UV expozice: Nechráněný polykarbonát po delším vystavení slunci žloutne a ztrácí houževnatost povrchu; Třídy s UV stabilizací nebo povlakem si udržují své vlastnosti ve venkovním prostředí déle.
- teplota: Pevnost se drží dobře od cca minus 40 do 120 stupňů Celsia, ale výkon prudce klesá, jakmile se teploty přiblíží bodu skelného přechodu blízko 147 stupňům Celsia.
- Chemická expozice: Některá rozpouštědla, silné alkálie a některé čisticí prostředky způsobují v polykarbonátu praskání pod napětím hluboko pod jeho jmenovitými mechanickými limity.
- Kvalita zpracování: Špatné sušení před lisováním zachycuje vlhkost, která během zpracování degraduje polymerní řetězce a tiše snižuje rázovou houževnatost hotového dílu.
- Zbytkové napětí z lisování: Rychlé ochlazení nebo nerovnoměrná tloušťka stěny může zablokovat napětí v dílu během výroby, takže je náchylnější k pozdějšímu praskání i bez vnějšího vrubu.
Jak způsob výroby mění pevnost finálního dílu
Polykarbonát dosáhne svého konečného tvaru pomocí několika běžných procesů a každý z nich zanechá jiný otisk prstu na pevnosti součásti.
Vstřikování
Vstřikování je standardní cestou pro složité, trojrozměrné díly, jako jsou pouzdra a držáky. Teplota taveniny, teplota formy a rychlost ochlazování ovlivňují, kolik zbytkového napětí nakonec zůstane uzamčeno v součásti. Forma, která je příliš studená vzhledem k tavenině, způsobuje nerovnoměrné zamrzání polymeru, což vytváří vnitřní pnutí, které může snížit odolnost proti nárazu v oblastech vtoku a svaru, i když je sypký materiál testován jako jemný na laboratorní tyči.
Extruze pro plech a profil
Ploché plechy, vícestěnné panely a konstrukční profily se typicky vytlačují, což je kontinuální proces, který táhne roztavený polykarbonát skrz tvarovanou matrici. Extrudovaná fólie má tendenci mít rovnoměrnější molekulární orientaci po délce fólie než přes ni, což je důvod, proč některé výrobky z fólie vykazují mírně odlišné chování při nárazu v závislosti na tom, kterým směrem působí zatížení vzhledem ke směru vytlačování.
Tvarování za tepla
Plech lze také znovu zahřát a tvarovat do zakřivených tvarů, jako jsou kryty strojů nebo přístřešky vozidel. Tento cyklus opětovného ohřevu může mírně snížit molekulovou hmotnost, pokud jsou teploty příliš vysoké nebo příliš dlouhé, což je důvod, proč řízení teploty tepelného tváření má přímý, měřitelný vliv na konečnou rázovou houževnatost tvarovaného dílu ve srovnání s plochým plechem, kterým začínal.
Aditiva, která posouvají výkon polykarbonátu za základní pryskyřici
Neupravený polykarbonát se málokdy dostane ke koncovému zákazníkovi bez nějakého aditivního balíčku. Níže uvedená tabulka obsahuje nejběžnější kategorie a to, co každá z nich mění.
| Typ aditiva | Primární přínos | Vyrovnání síly |
|---|---|---|
| UV stabilizátor | Zpomaluje žloutnutí a degradaci povrchu venku | Minimální vliv na objemové mechanické vlastnosti |
| Obal zpomalující hoření | Zlepšuje požární vlastnosti elektrických krytů | Může mírně snížit rázovou pevnost |
| Výztuha ze skelných vláken | Prudce zvyšuje pevnost v tahu a tuhost | Snižuje rázovou houževnatost a odstraňuje průzračnost |
| Modifikátor dopadu | Zvyšuje výkon při nárazu při nízkých teplotách | Může mírně snížit tepelnou odolnost |
| Prostředek pro uvolnění plísní | Zlepšuje vyhazování dílů během lisování | Při správném dávkování zanedbatelné |
Obecný vzorec v této tabulce je známý technický kompromis: přísady, které řeší jeden problém, ať už je to požární odolnost, UV stabilita nebo tuhost, téměř vždy stojí malé množství rázové houževnatosti někde jinde. Výběr správného balíčku aditiv znamená přizpůsobení kompromisu skutečnému režimu selhání součásti, nikoli pouze hledání vlastnosti jednoho nadpisu.
Polykarbonát versus polyamid: Výběr správného technického plastu
Polykarbonát a polyamid neustále se srovnávat, protože oba patří mezi střední až vysoce výkonné technické plasty, přesto řeší různé problémy. V tabulce níže jsou uvedeny vlastnosti, které obvykle rozhodují o tom, která z nich bude specifikována.
| Majetek | Polykarbonát | Polyamid (Nylon 6/6) |
|---|---|---|
| Odolnost proti nárazu | Vynikající, vysoká tažnost | Dobré, závislé na vlhkosti |
| Opotřebení a tření | Průměrný | Vynikající povrch s nízkým třením |
| Optická jasnost | Přirozeně transparentní | Neprůhledné |
| Citlivost na vlhkost | Nízká | Vysoká, absorbs up to 8 percent by weight |
| Odolnost proti únavě | Dobré při mírném cyklickém zatížení | Vynikající při nepřetržitém ohýbání |
| Nejlépe sedí | Zasklení, čočky, ochranné kryty | Ozubená kola, pouzdra, kluzné komponenty |
Pokud součást potřebuje zůstat čistá, tvrdě zaklepat a odolat rozbití, polykarbonát je silnější volbou. Pokud součást klouže po jiném povrchu, točí se na hřídeli nebo potřebuje nízké tření pod zatížením, polyamid obvykle vyhraje, i když jeho hrubá čísla nárazu jsou nižší. Některé návrhy ve skutečnosti používají obojí: polykarbonátové pouzdro spárované s polyamidovými pouzdry nebo ozubenými koly uvnitř, což umožňuje každému materiálu vykonávat práci, pro kterou je přirozeně vhodný, místo aby musel každý funkci pokrývat jeden plast.
Zesílené a upravené třídy posouvají čísla síly výš
Vyztužení skleněnými vlákny
Přidání 10 až 30 procent skleněných vláken do polykarbonátu zvyšuje pevnost v tahu na 100 až 140 MPa a výrazně zvyšuje tuhost, i když snižuje rázovou houževnatost a odstraňuje optickou čistotu. Tento obchod je běžný u konstrukčních držáků, elektrických krytů a automobilových součástek, které vyžadují tuhost více než tlumení nárazů. Vyšší zatížení vláken, až o 30 nebo 40 procent, zvyšuje pevnost v tahu, ale také činí součást křehčí a náchylnější k deformaci, pokud není chlazení během lisování pečlivě kontrolováno.
Polykarbonát a Polyamide Alloys
Míchání polykarbonátu s polyamidem nebo ABS kombinuje rázovou houževnatost polykarbonátu s chemickou odolností nebo tokovými charakteristikami druhého polymeru. Směsi PC/ABS jsou například široce používány v automobilových interiérových panelech a krytech elektroniky, protože se tvarují snadněji než čistý polykarbonát, přičemž si zachovávají většinu své houževnatosti. PC/polyamidové slitiny jdou ještě o krok dále a jejich cílem je spojit rázovou houževnatost polykarbonátu s chemickou odolností polyamidu a odolností vůči palivům pro automobilové komponenty pod kapotou.
Vícevrstvé a laminované desky
Pro zasklení a střešní aplikace zadržuje vícevrstvá polykarbonátová deska vzduch mezi žebrovanými vrstvami, což zvyšuje izolační hodnotu a rozděluje nárazové zatížení na širší plochu, čímž účinně zvyšuje praktickou pevnost panelu bez změny základní pryskyřice. Laminovaný plech, kde je spojeno více pevných vrstev, to posouvá dále tím, že umožňuje každé vrstvě absorbovat část nárazu nezávisle, což je základní princip zasklení s vyšší bezpečností a balistickým hodnocením.
Nehořlavé třídy
Kryty elektrických zařízení a spotřebičů často specifikují třídy polykarbonátu zpomalující hoření. Tyto formulace splňují přísné cíle požární odolnosti při zachování většiny rázové houževnatosti základní pryskyřice, ačkoli přesné mechanické hodnoty se mírně mění v závislosti na tom, jakou chemii zpomalující hoření dodavatel používá.
Odolnost vůči chemikáliím a prostředí: Tam, kde síla může brzy selhat
Čísla mechanické pevnosti předpokládají část bez chemického napadení. Polykarbonát je obecně odolný vůči zředěným kyselinám, mnoha solím a každodenní čisticí vodě, ale má dobře známá slabá místa, která mohou způsobit selhání pevnosti hluboko pod stanovenými mechanickými limity.
- Aromatická a chlorovaná rozpouštědla: Kontakt s určitými rozpouštědly používanými v některých čisticích prostředcích nebo barvách může během několika hodin způsobit praskání napětím, a to i bez vnějšího zatížení.
- Silné alkálie: Dlouhodobé vystavení silně alkalickým roztokům postupně rozkládá uhličitanové vazby v polymeru a časem snižuje pevnost.
- Čisticí prostředky na bázi amoniaku: Ty jsou častou příčinou neočekávaných prasklin v polykarbonátových krytech strojů čištěných nesprávnými produkty.
- Horká voda a pára: Opakované vystavení teplotám nad zhruba 60 stupňů Celsia urychluje hydrolýzu, pomalý chemický rozklad polymerního řetězce, který snižuje houževnatost v průběhu měsíců nebo let.
- Kombinovaný stres a chemická expozice: Mechanicky namáhaný díl je mnohem zranitelnější vůči chemickému napadení než stejný díl v klidu, a proto namáhané montážní body často praskají jako první.
Toto je bod, který stojí za to pamatovat pro každého, kdo specifikuje postupy čištění polykarbonátových dílů ve výrobním prostředí: nesprávný čisticí prostředek může zrušit roky jinak vynikajícího mechanického výkonu během několika týdnů.
Praktické konstrukční pokyny pro maximalizaci pevnosti polykarbonátu
Na žádném z výše uvedených hodnot pevnosti moc nezáleží, pokud návrh součásti pracuje proti nim. Tyto pokyny odrážejí běžnou praxi mezi inženýry, kteří navrhují polykarbonátové díly pro náročná prostředí.
- Udržujte tloušťku stěny co nejrovnoměrnější; náhlé změny tloušťky vytvářejí vnitřní napětí během ochlazování, které oslabuje součást dříve, než vůbec zaznamená skutečné zatížení.
- Použijte velkorysé vnitřní poloměry, ideálně alespoň 0,5násobek tloušťky stěny, v každém vnitřním rohu, abyste zabránili koncentraci napětí.
- Umístěte závory a svařovací linky mimo vysoce namáhané oblasti, protože tyto oblasti jsou přirozeně slabší než okolní materiál.
- Vyvarujte se ostrých závitů řezaných přímo do polykarbonátu; místo toho použijte zalisované nálitky nebo vložky k rozložení zatížení upevnění na větší plochu.
- Určete třídy stabilizované proti UV záření pro jakoukoli součást se smysluplným venkovním vystavením, protože ztráta pevnosti v důsledku degradace UV zářením je jednou z nejčastějších poruch na poli.
- Před provedením návrhu ověřte chemickou kompatibilitu s jakýmikoli čisticími prostředky, lepidly nebo nátěry, které se budou dotýkat součásti.
Kde se skutečně využívá síla polykarbonátu
Výše uvedené vlastnosti nejsou abstraktní laboratorní kuriozity; mapují přímo na konkrétní průmyslová odvětví, která závisí na zvláštní rovnováze polykarbonátu, pokud jde o houževnatost, čirost a zpracovatelnost.
- Ochrana strojů a bezpečnostní kryty na průmyslových zařízeních, kde náhlá porucha nástroje nesmí poslat úlomky ven.
- Protipožární štíty a zasklení oken pro bezpečnostní vozidla, zvolené pro rovnováhu transparentnosti a absorpce nárazu.
- Čočky automobilových světlometů, které musí přežít nárazy kamenů při dálniční rychlosti a přitom zůstat opticky čisté.
- Kryty elektrického nářadí a elektronické skříně, kde je základním požadavkem odolnost proti pádu při každodenní manipulaci.
- Skleníkové a světlíkové panely, využívající vícestěnnou desku, která odolá krupobití a úlomkům navátým větrem po dlouhou venkovní životnost.
- Kryty zdravotnických prostředků, u kterých nelze připustit, aby náhodné kapky v klinickém prostředí praskly pouzdro.
- Sportovní vybavení, jako jsou štíty přilby a ochrana očí, kde se energie nárazu musí spíše rozptýlit, než přenést na nositele.
- Výstavní svítidla v místě prodeje a maloobchodu, která musí přežít opakovanou manipulaci ve veřejných prostředích s vysokým provozem.
Vyvážení síly a nákladů při výběru materiálu
Síla je zřídka jedinou proměnnou při skutečném rozhodování o nákupu. Polykarbonát obvykle stojí více za kilogram než komoditní plasty, jako je ABS nebo polystyren, a vyztužené nebo speciální druhy stojí opět více. Praktickou otázkou pro většinu kupujících není, který materiál je nejpevnější v izolaci, ale který materiál dodává sílu, kterou aplikace skutečně potřebuje, při nejnižších celkových nákladech, včetně zpracování a konečné úpravy.
Pro aplikace, kde je rozhodujícím faktorem odolnost proti nárazu, jako je kryt stroje, který občas zasáhne zbloudilým nástrojem, lze snadno ospravedlnit placení prémie za polykarbonát oproti akrylátu nebo sklu, protože selhání na jednom poli, výměna dílu a prostoj často stojí více než rozdíl v ceně materiálu během celé výrobní série. Pro aplikace, kde místo toho dominuje odolnost proti opotřebení nebo vystavení chemikáliím, jsou výdaje navíc za polykarbonát, když by polyamid fungoval stejně dobře nebo lépe, zbytečnou prémií. Přizpůsobení materiálu skutečnému režimu selhání, kterému díl pravděpodobně bude čelit, je rozdíl mezi dobře navrženým rozhodnutím a jednoduchým výchozím nastavením podle nejobtížněji znějícího materiálu v technickém listu.
Často kladené otázky o pevnosti polykarbonátu
Je polykarbonát pevnější než ocel?
Ne. Ocel má mnohem vyšší pevnost v tahu a mez kluzu podle hmotnosti materiálu použitého v konstrukčních profilech. Výhodou polykarbonátu je rázová houževnatost vzhledem k jeho nízké hmotnosti a průhlednosti, nikoli hrubá strukturální pevnost, a proto v nosných rámech nahrazuje sklo a akrylát spíše než kov.
Může polykarbonát zastavit kulku?
Laminovaná polykarbonátová deska, často vytvořená ve více silných vrstvách, se používá v neprůstřelném zasklení pro určité klasifikace s nižší hrozbou, ale jediná deska standardního polykarbonátu není sama o sobě odolná proti průstřelu. Výrobky s balistickým hodnocením procházejí samostatnými specifikacemi laminace a tloušťky odlišnými od běžných plechů.
Slábne polykarbonát časem venku?
Ano, nechráněný polykarbonát postupně žloutne a ztrácí určitou povrchovou houževnatost při trvalém vystavení UV záření. Plechové výrobky určené pro venkovní použití mají obvykle na jedné straně povlak odolný proti UV záření, který prodlužuje životnost na desetiletí nebo více v závislosti na klimatu a kvalitě povlaku.
Proč se polykarbonát poškrábe snadněji než sklo?
Jeho povrchová tvrdost je nižší než u skla, i když jeho rázová houževnatost je dramaticky vyšší. Výrobci to řeší úpravou tvrdých povlaků na čočkách, brýlích a optických částech, přičemž malé množství hrubé houževnatosti vyměňují za odolnost proti poškrábání tam, kde na vizuální čistotě záleží nejvíce.
Je polyamid někdy lepší náhradou za polykarbonát?
V dílech, které potřebují klouzat, otáčet se nebo odolávat opotřebení spíše než absorbovat nárazy, má polyamid obvykle lepší výkon než polykarbonát navzdory nižším počtům nárazů. Správná volba závisí na tom, zda je hlavní úlohou součásti houževnatost při nárazu nebo odolnost při tření a opakovaném pohybu.
Jak silná musí být polykarbonátová deska pro ochranu proti nárazu?
Obecné aplikace zasklení běžně používají plech o tloušťce 3 až 6 milimetrů, bezpečnostní aplikace se pohybují až do 9 až 12 milimetrů a laminované konstrukce s balistickým hodnocením mohou přesáhnout kombinovanou tloušťku 20 milimetrů. Tloušťka vyžaduje měřítko přímo s nárazovou energií, kterou má aplikace odolat.
Dělá přidání skleněných vláken vždy polykarbonát pevnější?
Záleží na tom, na jaké síle záleží. Vyztužení skleněnými vlákny podstatně zvyšuje pevnost v tahu a tuhost, ale snižuje rázovou houževnatost a odstraňuje průhlednost, takže zpevňuje součást proti stálému zatížení a zároveň ji činí křehčí proti náhlému nárazu.
Může polykarbonát prasknout bez viditelného dopadu?
Ano, k tomu obvykle dochází praskáním způsobeným působením chemikálií v kombinaci s existujícím mechanickým namáháním součásti nebo pomalou hydrolýzou z opakovaného vystavení horké vodě nebo páře. Oba mechanismy oslabují materiál spíše postupně než prostřednictvím jediné dramatické události.
Jaký je praktický teplotní rozsah pro pevnost polykarbonátu?
Polykarbonát si zachovává dobré mechanické vlastnosti od cca minus 40 stupňů Celsia do zhruba 120 stupňů Celsia pro nepřetržité používání. Krátkodobá expozice nad tímto rozsahem je možná, ale trvalé používání v blízkosti bodu skelného přechodu asi 147 stupňů Celsia způsobuje prudký pokles tuhosti a pevnosti.
Mob: +86-15867822829
Tel: +86-0574-62538663
Fax: +86-0574-62530664
E-mail: 
Sledujte nás
Domov
