Поликарбонат предел прочности при растяжении

Поликарбонат предел прочности при растяжении thumbnail

Технические характеристики монолитного поликарбоната

Монолитный поликарбонат — сплошной лист из полимера без внутренних пустот, по характеристикам заменяющий обычное силикатное стекло. Имеет хорошую ударопрочность 20-21 кг. на м2, а также хорошо поглощает ультрафиолетовые лучи.Монолитный поликарбонат обладает гибкостью, прозрачностью и относительно низкой горючестью. Листовой монолитный поликарбонат является самым прочным из всех существующих на мировом рынке и производящихся в промышленных масштабах прозрачных материалов, что обеспечивает востребованность литого поликарбоната в большинстве производственных сфер деятельности. Фактический срок службы монолитного поликарбоната составляет 15 лет. Монолитный поликарбонат широко применяется в строительстве, автомобилестроении, производстве мебели, медицине, в производстве оружия, пищевой индустрии, производстве спортивных товаров и средств защиты, в компьютерной сфере: носители информации и множестве других сфер.
Поликарбонатные плиты имеют защитные свойства, предохраняющие их от воздействия солнечной радиации.

Цена на монолитный поликарбонат здесь.

Преимущества монолитного поликарбоната:

  • самая высокая прочность из промышленных прозрачных материалов (в 250 раз прочнее стекла)
  • относительно небольшой вес (в 10 раз легче стекла)
  • высокая степень прозрачности (до 88%)
  • защитные свойства: стойкость к воздействиям окружающей среды и  воздействию химических препаратов
  • легкость в обработке, гибкость, пластичность, легкость очистки.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА  

 Свойства

 Единица  измерения

 величина

 Величины

 Плотность

 кг/м3

1,180

 Влагопоглощение

 %

0,15

 Предел прочности при растяжении

 МПа

65

 Предел текучести при растяжении

 МПа

60

 Удлинение в текучей стадии

 %

6

 Максимальное удлинение при разрыве

 %

 >90

 Модуль упругости при растяжении

 МПа

 2000

 Модуль упругости при изгибе

 МПа

 2600

 Предел текучести при изгибе

 МПа

 100

 Ударная прочность

 Дж

 800

 Твёрдость по Роквеллу

 125

 Диапазон температуры при длительном  воздействии

 оС

 -75 до +100

 Диапазон температуры при кратковременном  воздействии

 оС

  -75 до +120

 Температура теплового прогиба

 оС

 130

 Температура теплового размягчения

 оС

 150

 Коэффициент линейного термического расширения

 10-5/оС

 6,5

 Теплопроводность

 Вт/м*оК

 1,26

 Светопроницаемость

 %

 89

СВЕТОПРОНИЦАЕМОСТЬ

Листы монолитного поликарбоната полностью отражают вредное ультрафиолетовое и большую часть инфракрасного излучения. При этом пропускается около 90% видимого спектра.

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ

Монолитный поликарбонат не реагирует со строительными материалами, неорганическими солями, метиловым спиртом и минеральными кислотами.

СТОЙКОСТЬ К КЛИМАТИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

Листы монолитного поликарбоната выдерживают температурные режимы любых климатических зон.

ТЕРМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Диапазон температур, в пределах которого монолитного поликарбоната сохраняет свои свойства: от -75 до 100 0С. Кроме того, материал может выдерживать кратковременный нагрев до 120 0С. Температурное расширение монолитного поликарбоната больше чем у стекла. Это следует учитывать при установке листов.

Способы обработки монолитного поликарбоната

РЕЗКА. В большинстве случаев используется дисковая пила для прямых разрезов и ленточная пила или лобзик для резки по кривой линии. Возможна лазерная резка. Для резки с помощью высокоскоростных циркулярных пил, рекомендуемая скорость вращения диска — 4000 об./мин. Для резки необходимо использовать диски, изготовленные из быстрорежущей стали или армированные твердым сплавом.

СВЕРЛЕНИЕ производителя при помощи стационарного или мобильного сверлильного станка с использованием специальных сверл для легких металлов из быстрорежущей стали повышенной производительности. Необходимо следить, за гладкостью краев просверленного отверстия во избежание образования трещин. В случае глубокого сверления рекомендуется часто поднимать сверло с целью извлечения стружки и ограничения нагрева материала.

При ФРЕЗЕРОВАНИИ наилучшие результаты достигаются применением машин с фрезами небольшого диаметра и высокой скоростью вращения. Скорость вращения зависит от диаметра и количества канавок, при этом целесообразно применять охлаждение струёй воздуха. Необходимо предусмотреть удаление стружки. Фрезерование позволяет произвести следующие операции: 

разрез; фрезерование выемок; гравировка; выравнивание кромки.

ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ. Срезанные края и матовую поверхность можно качественно отполировать с помощью полировального круга и полировочной пасты. Очистка поверхности материала производится теплой водой с применением мягкого моющего средства, не содержащего растворителей. Использование абразивных веществ не допускается.

ФОРМОВАНИЕ. Перед формованием лист необходимо просушить во избежание образования пузырей. Как правило, при большом содержании влаги достаточно 24 часов сушки. Охлаждение отформованных изделии производится равномерно и не слишком быстро во избежание внутренних напряжении изделия. Изделие необходимо оставить на матрице до его охлаждения до температуры 60-70 0С. Отформованные и изделия перед их взаимодействием с растворителями, краской, липкой лентой должны быть подвергнуты термическому кондиционированию с целью снижения напряжений. Следует избегать перегрева и переохлаждения изделия и формы, большой скорости растяжения, превышения давления воздуха, соприкосновения формуемого листа с формой перед формованием при высокой температуре. 

Источник

1. Минимальный радиус изгиба, м:

R мин. = (150¸175)∙t,

где t – толщина листа.

2. Коэффициент линейного термического расширения

 6,5¸7,2х10-5 1/К, т.е. при изменении температуры на 1ºС каждый линейный метр листа уменьшается или увеличивается во всех направлениях на 0,065¸0,072 мм. При этом коэффициент линейного термического расширения листов бронзового, синего и бирюзового цветов вдвое выше, чем у прозрачных и опаловых листов.

Минимальный допуск на тепловое расширение (как по длине, так и по ширине листа) проводится исходя из разницы температур в течение года.

Пример расчета: при монтаже листа в жесткую конструкцию длиной 1м и при разнице температур в течение года 70°С (от -25°С до +45°С) зазор между листом и конструкцией равен 4,55мм (0,065х1х70 = 4,55 мм).

3. Химическая стойкость

Поликарбонатный лист  успешно используется в сочетании с различными строительными материалами и составами для остекления. Принимая во внимание сложность химической совместимости, все дополнительно применяемые материалы, вступающие в контакт с поликарбонатом, должны быть предварительно испытаны.

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 ПК 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. Следует избегать составов для чистки стекла, содержащих аммиак, так как они разрушают поликарбонат. Поликарбонат растворим в технических растворителях: этиленхлориде, тетрахлорэтане, метакрезоле и пиридине. 

Читайте также:  Растяжение связок стопы народными средствами

В таблице 1 представлены данные химической устойчивости ПК к некоторым веществам.

1. Хорошая стойкость поликарбоната к химическим веществам (см. таблицу 1),  не влияет на его свойства независимо от длительности воздействия, температуры и нагрузки.

2. Очистка деталей из поликарбоната производится метиловым или изопропиловым спиртом, мягкими мыльными растворами, гептаном или гексаном. Очистка не должна производиться с помощью частично гидрированных углеводородов, кетонами, такими как ацетон и метилэтилкетон, сильными кислотами или алкалинами, такими как гидроокись натрия. 3. Для очистки поликарбонатного листа от краски (граффити) используйте растворитель уайт-спирит без содержания ароматических углеводородов, изопропанол.

3. Не рекомендуется тереть поверхность листа  при помощи щеток, металлизированной ткани или другими абразивными материалами.

4. Оптические свойства поликарбонатных листов

Поликарбонат  обладает высокой  светопроницаемостью, так, для сотового поликарбоната этот показатель в зависимости от толщины листа достигает 90%, что зачастую превышает светопроницаемость стандартных акриловых стекол.

5. Звукоизоляционные свойства

Шум образуется в результате давления воздушных волн и измеряется длиной волны и её частотой. Единицей измерения шума является децибел, причем, до 60 дБ шум считается негромким, от 65 до 90 дБ — значительным, а свыше 90 дБ — разрушительным. Известно, что эффект снижения шума достигается за счет увеличения массы задерживающего шум сооружения, либо за счет увеличения воздушной прослойки между такого рода сооружениями. Уровень снижения шума структурными поликарбонатными листами различных толщин от 4 до 16 мм составляет от 18 до 23 дБ.

Сравнение звукоизоляции одинарного остекления монолитным листом  Stronex и стеклом

      При применении вместе с обычным стеклом на расстоянии > 50 мм, монолитные листы значительно снижают звукопропускание, особенно низкочастотное, например городской шум.

6. Теплоизоляционные свойства

Как и большинство других прозрачных полимерных материалов, листовой поликарбонат служит прекрасным заменителем силикатного стекла и может использоваться при остеклении, особенно защитном. При этом основным эксплуатационным показателем служит теплоизоляция, характеризующаяся  коэффициентом теплопередачи (К).

Многостеночная структура листов поликарбоната  предоставляет значительные преимущества там, где теплоизоляция является основным требованием. Поликарбонатные листы дают существенную экономию энергии (до 50%), затрачиваемой на отопление или кондиционирование, по сравнению со стеклами аналогичной толщины, так как поликарбонат обладает меньшей по сравнению с этими материалами теплопроводностью,  а воздух, содержащийся в пространстве  между ребрами жесткости (стенками), является прекрасным теплоизолятором, обеспечивающим сохранение температурного режима в помещении.

      Даже самые тонкие листы структурного поликарбоната (4 мм) почти в 2 раза превосходят по степени теплоизоляции простое остекление. Листы толщиной 8 ммсопоставимы со стеклопакетом, листы 16-25 мм превосходят показатели термоизоляции стеклопакетов с тройным остеклением.

Сравнительный коэффициент теплопередачи  структурных поликарбонатных листов   и  стекла

Сравнительная масса материалов для остекления со структурными поликарбонатными листами

Сравнительный коэффициент теплопередачи монолитных  поликарбонатных листов  и  стекла

Из таблицы видно, что для всех толщин коэффициент теплопередачи К в случае монолитного поликарбоната 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.

Зависимость коэффициента теплопередачи от толщины стекла и монолитного поликарбоната  при двойном остеклении

Зависимость коэффициента теплопередачи от толщины стекла и монолитного поликарбонатаStronex при тройном остеклении

7. Изменение технических характеристик ПК в зависимости от используемого сырья, температуры окружающей среды

Технические характеристики поликарбонатных листов не изменяются в зависимости от применяемого сырья и соответствуют данным, приведенным в ТУ на продукцию.

Поликарбонат сохраняет эксплуатационные характеристики в диапазоне температур от  – 400С  до 1200С.

 Сравнительные характеристики, преимущества и недостатки поликарбоната и аналогичных материалов

Источник

    Поликарбонат — относится к классу синтетических полимеров, линейный полиэфир угольной кислоты и двухатомных фенолов. Они образуются из соответствующего фенола и фосгена в присутствии оснований или при нагревании диалкилкарбоната с двухатомным фенолом при 180-300°С.

    Монолитный поликарбонат (листовой) часто называют самым прочным из всех прозрачных строительных материалов. Известно также другое его название — металлическое стекло. Полностью прозрачный материал с исключительной механической прочностью и отличными электроизоляционными характеристиками.

    Обладает высокой жесткостью и прочностью в сочетании с очень высокой стойкостью к ударным воздействиям, в том числе при повышенной и пониженной температурах. Даже при температуре 190°С сохраняет пластичность. Выдерживает кратковременный нагрев до 153°С. Детали из этого материала отличаются стабильностью размера, не деформируются при длительном нагревании. Интервал температур эксплуатации от -50°С до +120°С. Не стоек к щелочам, концентрированным кислотам, органическим растворителям. Детали с высокими остаточными напряжениями могут растрескиваться при действии бензина, масел. Выдерживает циклические перепады температур от -253°С до +100°С. Базовые
марки имеют высокий коэффициент трения.

    Термостойкие марки (PC-HT), представляющие собой сополимеры, выдерживают температуру до +160…+205°С.

    Общие характеристики:

— прозрачность — аналогичная силикатному стеклу (88-89%);

— крайне высокая ударная вязкость (до -50°С)

— легкий вес — в 2 раза легче стекла;

— прочность — в 250 раз прочнее стекла, в 8 раз прочнее акрила (оргстекла);

— теплоизоляция — на 9% лучше, чем у стекла;

— шумоизоляция — на 4% лучше, чем у стекла;

— огнеупорность — монолитный поликарбонат относится к разряду трудновоспламеняемых материалов. При воздействии открытого огня он не возгорается, только начинает плавиться.

Читайте также:  Лучшая мазь от растяжения и боли

    Область применения:

— защитное остекление (витрины, оконные группы, хоккейные коробки);

— строительство (входные группы, прозрачная кровля, акустические экраны);

— реклама (наружные конструкции, торговое оборудование, выставочные стенды);

— упаковка пищи при повышенных температурах;

— пакеты, стерилизуемые в автоклавах и упаковки для микроволновых печей, упаковка медицинских изделий.

    Промышленное производство поликарбоната монолитного осуществляется в соответствии с ТУ 6-19-113-87.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИКАРБОНАТА

Наименование показателяВеличина
Плотность, г/cм&sup31,2
Предел текучести при растяжении, МПа40-67
Модуль упругости при растяжении, МПа2000-2600
Предел прочности при изгибе, МПа90-110
Предел прочности при сжатии, МПа80-100
Ударная прочность, кДж/м&sup2 более900
Длительно допустимая рабочая температура, °С-50…+120
Температура плавления, °С от156
Водопоглощение, %0,2
Твердость по Шору, МПа82
Фактор диэлектрических потерь0,001
Удельное объёмное сопротивление, Ом·см1015

    Примеры внешнего вида поликарбоната и изделий из него. Наряду с прозрачными листами поликарбоната, современный рынок предлагает огромный выбор колорированных.

виды поликарбоната

    Плиты поликарбоната выпускаются толщиной до 60 мм размером до 620х3000 мм, и толщиной до 100 мм размером до 620х2000 мм, стержни диаметром до 200 мм, длиной до 3000 мм.

    Так же широкое распространение получил сотовый поликарбонат толщиной до 32 мм.

виды поликарбоната

    Сотовый поликарбонат имеет высокие тепло- и шумоизоляционные характеристики, пожаростойкость, ударопрочность, высокая устойчивость к воздействию неблагоприятных погодных условий, большинства химических веществ, ветровым и снеговым нагрузкам, возможность использования при температурах от -40°C до +120°C, с сохранением эксплуатационных качеств в течение длительного времени.

    У поликарбоната, как и у полимеров, есть один серьезный недостаток — это подверженность к разрушению под действием ультрафиолетового излучения. При воздействием прямых солнечных лучей, он теряет свои уникальные способности, мутнеет и становится очень хрупким. Подверженный длительному излучению материал может разрушаться градом, ветром и даже крупным дождем.

    Для того, что бы избежать подобных проблем, используются защитные стабилизаторы для создания специального покрытия, которое наносится мелким слоем на поликарбонат. УФ-покрытие может наноситься с одной или двух сторон или входить в состав материала. Для упрощения контроля наличия и толщины защитного слоя применяется т.н. «оптический отбеливатель» добавляемый в уф-стабилизатор. Эта добавка придает защитному слою легкий голубоватый флюорисцентный оттенок и позволяет различить наличие защиты даже невооруженным глазом и легко определить сторону, имеющую защитный слой. Поэтому при выборе поликарбоната стоит обращать внимание имеет ли он УФ-покрытие и какого типа. От этого во многом зависит срок его эксплуатации.

РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ
ДЛЯ МОНОЛИТНОГО ПОЛИКАРБОНАТА

    Для подбора необходимых размеров приведена таблица, по которой в зависимости от снегового региона, толщины листа и заданному размеру шага продольной обрешетки по одной стороне можно определить длину другой, т.е. мы задаем ширину, а длину определяем по таблице.

    Приведенные данные были получены на основании практических измерений на испытательных стендах. Размеры 70 см и 102 см приведены для удобства деления ширины листа 205 см (2,05 м) на 2 или 3 равных части. Все значения поддаются интерполяции.

Снеговой
регион,
кг/м&sup2
I
(80)
II
(120)
III
(180)
IV
(240)
V
(320)
VI
(400)
толщина
листа,
мм
шаг продольной обрешетки, см
205102702051027020510270205102702051027020510270
шаг поперечной обрешетки, см
2454642414138383835343431283129303028
3778089697173646665585957565452515148
4911022008288105768087687171646564606160
510413094,11084008796138798495737780697173
61171781061349811689981508289107788592
813060011717810914398116911022458694125
10156140130550116172108141102124
12184163150134125275118178
    Примечание: символ ∞ означает отсутствие поперечной обрешетки

    Ветровая нагрузка для Московского региона составляет 23 кг/м&sup2. Все виды нагрузок по регионам можно найти в СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.

    Пример расчета:

    Предположим мы хотим смонтировать в Московской области (III снеговой регион) монолитный поликарбонат для кровли навеса для автомобиля. Строители уже сделали металлическую обрешетку. Длина ската 5 метров. При чем шаг направляющих (идущих вдоль ската) составляет 110 см. Необходимо подобрать материал так, чтобы не пришлось ставить поперечные направляющие.

    Решение: Для III снегового региона берем центральную колонку (102 см) и видим, что для 10 мм листа шаг поперечных направляющих составляет 550 см, что превышает длину ската кровли. Составляем пропорцию и получаем, что можем использовать данный лист для остекления.

Читайте также:  Нкт 73 на растяжение

    Так как на монолитный поликарбонат цены достаточно высокие нам стоит подобрать недорогой, но в тоже время надежный лист. В таком случае нам подойдет лист толщиной 6 мм. Тогда при шаге продольных направляющих 110 см, шаг поперечных направляющих будет составлять около 100 см (определяется с помощью пропорции).

МИНИМАЛЬНЫЙ РАДИУС ИЗГИБА
МОНОЛИТНОГО ПОЛИКАРБОНАТА

    Монолитный поликарбонат во многом является универсальным материалом. Так данный полимерный пластик поддается холодному формованию, то есть его можно изгибать по дуге без нагрева, не нарушая технических характеристик. Но у любого изгиба есть предел и для этого необходимо знать, какой минимальный радиус изгиба у монолитного поликарбоната.

    Минимальный радиус изгиба — это показатель, который отражает, на какую величину, возможно, минимально изгибать монолитный поликарбонат не используя нагрев на длительный период эксплуатации без нарушения характеристик литого поликарбоната. Эту величину необходимо знать, что бы в листе не создавать критическое напряжение, которое может привести к разрушению листа. При транспортировке, возможно толщины от 2 мм до 5 мм скручивать на краткосрочный период чуть больше, чем минимальный диаметр. После же транспортировки, необходимо незамедлительно уложить раскрученный лист в горизонтальном положении.

    Наиболее простой формулой для определения минимального радиуса изгиба для прозрачного и цветного монолитного поликарбоната является:

Rmin = 150 х h,

где,

h — величина соответствующая толщине листа в миллиметрах.

    Так, например, минимальный радиус изгиба монолитного поликарбоната толщиной 8 мм равен

Rmin = 150 х 8 = 1200 мм.

Толщина МПК,
мм
Минимальный радиус изгиба Rmin,
мм
Минимальный диаметр для краткосрочной транспортировки,
мм
1,0 150 350
1,5 225 500
2300650
3450950
46001250
57501500
6900не сворачивается
81200не сворачивается
101500не сворачивается
121800не сворачивается
152250не сворачивается

    Нельзя хранить листы в свернутом состоянии. Их надо обязательно распускать. В противном случае они могут лопнуть.

РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ
ДЛЯ СОТОВОГО ПОЛИКАРБОНАТА

(для арочных конструкций)

Поликарбонат предел прочности при растяжении

    Приведены рекомендуемые расстояния между опорными дугами в соответствии со снеговыми и ветровыми нагрузками и в зависимости от толщины сотового поликарбоната и радиуса изгиба (для арочных конструкций).

Толщина сотового поликарбоната, ммРадиус изгиба,
м
Расстояние между дугообразными опорами в соответствии с ветровой и снеговой нагрузкой, м
50 кг/м&sup280 кг/м&sup2100 кг/м&sup2120 кг/м&sup2
61,052,01,731,421,02
1,51,471,090,890,66
1,81,140,860,690,58
2,20,810,69
2,80,50,35
4,00,50,35
86,00,50,35
1,41,651,451,321,17
1,81,421,271,070,89
2,21,090,890,710,60
2,80,840,620,45
4,00,600,50
106,00,570,48
1,751,631,421,171,02
2,21,320,960,810,66
2,80,890,650,600,55
4,00,750,550,500,45
6,00,700,520,500,42
163,01,751,61,51,4
5,01,351,21,11,0
204,51,651,451,41,35
5,51,551,351,31,25
255,01,651,451,41,35
6,01,551,351,31,25

РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ
ДЛЯ СОТОВОГО ПОЛИКАРБОНАТА

(для плоской кровли)

Поликарбонат предел прочности при растяжении

    Приведены рекомендуемые расстояния между опорными дугами в соответствии со снеговыми и ветровыми нагрузками и в зависимости от толщины сотового поликарбоната для плоской кровли.

Толщина сотового поликарбоната,
мм
Ветровая/снеговая нагрузка,
кг/м&sup2
Расстояние между стропилами в зависимости от отношения длины к ширине, мм
1 : 11,5 : 1>1,5 : 1
650900700500
80700500350
100500400
120400300
8501150900600
801000800480
100900650450
120750600
105012501000750
801200900550
100110800500
120950700450
1650155012501150
80135011501050
10012401080950
1201130980900
2050175015501450
80155014501350
100135013801250
120125012801200
2550210017001400
80195016001350
100180015001300
120165014001250

    Наиболее полную и внятную информацию по расчетам поликарбоната представила компания Polygal, прошедшая не просто сертификацию в России, но и испытание образцов в ГУП «ЦНИИСК им. Кучеренко» (Сертификат Госстроя № 00018368).

    Виды композиционных поликарбонатов:

ДАК-12-3BN ОСТ 6-05-5018-73 — композиция на основе поликарбоната и фторопласта-4. Детали конструкционного назначения, уплотнения, антифрикционные изделия.

ДАК-8 ОСТ 6-05-5018-73 — композиция на основе поликарбоната и фторопласта-4. Детали конструкционного назначения, уплотнения, антифрикционные изделия.

ПК-1 — ПК-6 ТУ 6-05-1668-80.

Дифлон МФ-42 ТУ 6-05-211-985-75 — наполненный фторопластом-42 и двуокисью титана. Отличается высокой температурой плавления.

Дифлон ТУ 6-05-1668-80 — детали конструкционного назначения, оптические детали, электротехнические изделия.

ПК-НКС (стеклонаполненный) ТУ 6-05-211-1080-80/

Похожие документы:

— расчет точечных креплений поликарбоната.

— расчет поликарбоната
на прочность и прогиб.

Источник