Оптические характеристики прозрачного и цветного поликарбоната
Поликарбонат выпускается в прозрачном и окрашенном исполнениях. Оптическое поведение листа зависит от химического состава полимера, наличия светостабилизаторов и толщины. Для оценки условий эксплуатации используются значения светопропускания, цветовой температуры и коэффициента рассеивания. Подробные параметры для конкретных оттенков приведены в технической документации на материал. Подобрать поликарбонат для конкретных задач можно Здесь.
Светопропускание и цветопередача
Прозрачный монолитный поликарбонат пропускает до 89–90% видимого света. Сотовый лист с прозрачными стенками имеет светопропускание около 82–85% из-за многократного отражения на внутренних перегородках. Цветной поликарбонат снижает прямое светопропускание: для светлых оттенков показатель составляет 45–60%, для тёмных — 10–25%. Цветовая температура проходящего света смещается в зависимости от пигмента: бронзовые и серые тона делают свет более тёплым, синие — более холодным. При равной толщине прозрачный лист обеспечивает меньшую цветовую деформацию объектов, чем окрашенный.
Влияние оттенка на рассеивание и прозрачность
Оттенок изменяет характер прохождения света. Опаловые и матовые листы рассеивают излучение, снижая контрастность теней и уменьшая блики. Глянцевые цветные поверхности сохраняют направленное пропускание, но снижают его интенсивность. Тёмные пигменты поглощают больше энергии в видимом и инфракрасном диапазоне, что повышает нагрев листа. Светлые тона отражают часть излучения, поэтому температура поверхности растёт медленнее. Степень рассеивания у цветных листов обычно выше, чем у прозрачных, из-за микрочастиц красителя.
Механические и температурные параметры
Ударная прочность и толщина листа
Поликарбонат сохраняет ударную вязкость в широком интервале температур. Ударная вязкость монолитного листа без надреза находится на уровне 600–750 кДж/м², что превышает аналогичный показатель акрилового стекла. Сопротивление удару возрастает с увеличением толщины: лист 4 мм выдерживает удар без разрушения при энергии, значительно превышающей возможности листа 2 мм. Сотовый поликарбонат распределяет удар по ячеистой структуре, однако локальное повреждение стенки при точечной нагрузке может приводить к вмятине. При отрицательных температурах материал не становится хрупким до значений ниже −40 °C. Град диаметром до 20 мм при скорости падения около 20 м/с обычно не пробивает лист толщиной 6 мм.
Тепловое расширение и допустимый диапазон температур
Коэффициент линейного теплового расширения поликарбоната составляет около 0,065 мм/(м·°C). Это значение учитывают при расчёте зазоров: для листа длиной 1 м при перепаде температур 60 °C изменение длины достигает примерно 3,9 мм. Монтажный зазор по краю листа должен быть не менее 2–3 мм на погонный метр в зависимости от ожидаемого перепада. Рабочий диапазон для монолитного поликарбоната составляет от −40 до +120 °C при отсутствии длительных механических нагрузок. Для сотовых листов верхний предел обычно ограничивают 100–110 °C из-за возможного слипания внутренних рёбер.
Поведение под воздействием ультрафиолета и химии
Ультрафиолетовая защита и изменение цвета
Поликарбонат без стабилизации разрушается под действием ультрафиолета: на поверхности появляются микротрещины, прозрачность падает, лист желтеет. Для защиты на одну из сторон листа наносится коэкструзионный слой с УФ-абсорбером. При монтаже эта сторона должна быть обращена к солнцу. Защитный слой замедляет фотохимическое разрушение; срок службы при правильной установке обычно составляет 10–15 лет без заметного пожелтения. Окрашенные листы, особенно с пигментами, поглощающими ультрафиолет, выгорают медленнее, чем поверхностное тонирование. Наибольшую стойкость к изменению оттенка показывают серые, бронзовые и зелёные цвета, наименьшую — яркие красные и оранжевые.
Химическая стойкость и уход за поверхностью
Поликарбонат устойчив к водным растворам нейтральных солей, разбавленным кислотам и многим спиртам. Контакт с ацетоном, бензолом, хлорированными углеводородами и концентрированными щелочами вызывает помутнение, размягчение и растрескивание. Для очистки применяют мягкие губки, тёплую воду и нейтральные моющие средства. Использование абразивных порошков, металлических щёток и растворителей запрещено. Наличие защитного УФ-слоя не отменяет ограничений по химической совместимости.
Конструкционные ограничения и монтажные особенности
Отличия сотового и монолитного листа
Монолитный лист представляет собой сплошную плиту, сохраняющую чёткость видимости. Сотовый лист состоит из двух внешних стенок и внутренних рёбер, образующих каналы. Прозрачный монолитный поликарбонат пропускает свет без вторичных отражений, поэтому применяется там, где важна оптическая прозрачность. Сотовый лист снижает прямое пропускание на 20–30% относительно монолитного той же толщины, но обеспечивает лучшую теплоизоляцию за счёт воздушных полостей. Звукоизоляция сотового листа выше, чем у монолитного с той же массой, из-за многослойной структуры.
Радиус изгиба и компенсационные зазоры
Поликарбонат допускает холодную гибку без нагрева. Минимальный радиус изгиба для монолитного листа составляет 150-кратную толщину, для сотового — 175-кратную толщину. Например, лист монолитного поликарбоната толщиной 4 мм можно изгибать с радиусом не менее 600 мм. При меньшем радиусе возможны остаточные деформации или появление микротрещин. Тепловое расширение компенсируют зазорами: при ширине панели 1000 мм и перепаде температур 80 °C зазор должен быть не менее 5–6 мм. Крепёжные отверстия делают на 2–3 мм больше диаметра самореза, чтобы не возникало напряжений при циклическом изменении температуры.