Polykarbonát a akrylát jsou jedny z nejoblíbenějších materiálů pro průhledné aplikace, protože oba mají určité jedinečné výhody. Oba se používají ve stavebnictví, automobilovém, elektronickém a bezpečnostním průmyslu, kde je nutná odolnost, průhlednost a všestrannost. Nicméně díky svým fyzikálním vlastnostem jsou vhodnější pro jiné aplikace. Polykarbonát je pevný termoplast s vysokou odolností proti nárazu, který se dobře osvědčuje tam, kde záleží na pevnosti a bezpečnosti. Těžko se dá rozbít, a proto bude vhodný mimo jiné jako okna odolná vůči karoserii, štíty proti nepokojům, ochranné kryty. Akrylát, běžně nazývaný plexisklo, je naproti tomu čirý termoplast s velmi dobrou optickou průhledností, odolný proti poškrábání a snadno se vyrábí.
Akrylát se běžně používá v nápisech, akváriích a vitrínách a v akváriích (kde se mu obecně dává přednost před sklem): Akrylát je mnohem odolnější proti rozbití a má lepší odolnost proti UV záření) a má i další dekorativní a estetické využití. Ačkoli je akrylát odolný, ve srovnání s polykarbonátem se snadno rozbije.
V tomto článku se budeme zabývat srovnáním akrylátového skla a polykarbonátu a zjistíme hlavní rozdíly v příbuznosti z hlediska odolnosti proti nárazu, optických vlastností, citlivosti na poškrábání a odolnosti vůči UV záření. Seznámíte-li se s výhodami a nedostatky jednotlivých materiálů, měli byste provést informovaný výběr v závislosti na konkrétním projektu.
Co je akryl?
Akrylát (někdy nazývaný plexisklo) je umělý polymer vyrobený z polymetylmetakrylátu (PMMA). Jedná se o čirý termoplast, který je lehký, vysoce odolný proti nárazům (ne tak jako polykarbonát) a má velkou průhlednost. Akryl je obvykle označován jako alternativa skla a lze jej snadno tvarovat nebo řezat do tvarů. Je také odolný vůči UV záření, a proto jej lze používat i ve venkovním prostředí. Mezi další využití patří nápisy, okna a displeje, protože jsou průhledné a lze je snadno tvarovat.
Co je polykarbonát?
Polykarbonát je pevný, pružný termoplast, který je ve srovnání s akrylátem výjimečně průhledný a má lepší rázovou pevnost. Skládá se z polymeru, který ve své chemické struktuře obsahuje karbonátové skupiny, a proto je mnohem pevnější a pružnější. Jednou z odlišností polykarbonátu je, že vydrží vysokou nárazovou sílu a nepraskne ani se neroztříští, takže je velmi vhodný v případě potřeby velké odolnosti. Přestože polykarbonát postrádá odolnost proti poškrábání, jakou má akrylát, běžně se používá v předmětech s vysokou pevností, včetně bezpečnostních skel, neprůstřelných skel a výrobků pro automobily.
Rozdíly mezi akrylátem a polykarbonátem
1. Odolnost proti nárazu
Organický polykarbonát je v porovnání s akrylátem velmi houževnatý a má 250krát větší rázovou houževnatost. Je téměř nezničitelný, a proto je velmi vhodný tam, kde je zapotřebí extrémní pevnost, jako jsou bezpečnostní zábrany, štíty proti nepokojům a v automobilech.
Ačkoli je akrylát pevný, může při nárazu do něčeho prasknout nebo se roztříštit. Ačkoli má delší životnost než sklo, nelze jej používat v prostředí s vysokou mírou nárazu se stejnou úrovní ochrany jako polykarbonát.
2. Jasnost a optická kvalita
Akrylát má vysokou optickou průhlednost s přibližně 92% propustností světla, proto se obvykle používá u čirých oken, vývěsních štítů a displejů. Je oblíbený zejména v případech, kdy je vyžadována vysoká průhlednost, aby dobře vypadal.
Polykarbonát je také poněkud méně průhledný, jeho průměrná propustnost světla je 88%, nicméně jeho průhlednost je velmi vysoká. Obvykle je vynikajícím optickým materiálem a často se používá jako materiál čoček nebo průhledných krytů, je však odolnější vůči deformaci než ostatní.
3. Odolnost proti poškrábání
Jeho odolnost proti poškrábání je v porovnání s polykarbonátem velmi přirozená, proto se používá v místech, kde se povrch setkává s třením nebo oděrem. Akrylátové vitríny, okna nebo jakýkoli jiný výrobek, který skončí potřebou téměř čistého povrchu, by měl využívat akrylát.
Polykarbonát je obtížnější, ale také náchylnější k poškrábání. Přesto lze na polykarbonát použít nátěry odolné proti poškrábání, které zvýší jeho odolnost na povrchu.
4. Odolnost proti UV záření
Akryl poskytuje vynikající odolnost proti UV záření, která také zabraňuje žloutnutí tohoto materiálu v průběhu času na slunci. To jej opravňuje k použití jako venkovní nápisy, akvarijní nádrže a světlíky.
Polykarbonát je také do určité míry odolný vůči UV záření a při vystavení slunečnímu záření žloutne a degraduje, dokud není ošetřen ochrannou vrstvou proti UV záření. Přesto se polykarbonát používá ve venkovním prostředí v mnoha dalších aplikacích (zejména tam, kde je důležitější dlouhá životnost než UV stabilita).
5. Hmotnost
Akrylát má ve srovnání s polykarbonátem menší hustotu, což se může hodit v aplikacích, kde je jedním z hlavních hledisek hmotnost. Pro ilustraci, displeje, značení nebo dokonce akvarijní nádrže mají obvykle výhody díky lehkosti akrylátu.
Polykarbonát je pevnější, protože má zvýšenou odolnost proti nárazu, a proto je těžší; volí se v případech, kdy má být výrobek odolnější.
6. Teplotní odolnost
Polykarbonát je při vysokých teplotách pevná látka, která odolává namáhání a působení vysokých teplot, aniž by se rozbila nebo rozpadla. Díky tomu má dokonalé vlastnosti pro použití v automobilovém a leteckém průmyslu, kde jsou vysoké teploty problémem.
Akryl snáší mírné teploty, avšak při vystavení teplotám vyšším než 80 oC se může deformovat a dokonce měknout. V důsledku toho není v pořádku, pokud se jedná o vysoké teploty.
7. Náklady
Akrylát je také obvykle levnější než polykarbonát a je ekonomickou volbou pro většinu běžných použití, která se vyznačují průměrnou odolností. Z akrylátu lze například vytvářet dekorativní akcenty, nápisy a kryty, a to často bez toho, že by se tím rozbila banka.
Výrobky z polykarbonátu jsou dražší než výrobky z polypropylenu, protože tento materiál je pevnější a má lepší užitné vlastnosti, zejména pokud jde o odolnost proti nárazu. Vyšší náklady jsou však v mnoha případech opodstatněné v oblastech, kde je nejdůležitější bezpečnost, jako jsou okna a strojní zařízení odolná proti balistickým nárazům.
Požadavky na materiál pro vstřikování polykarbonátu a akrylátu
Požadavky na polykarbonátové materiály
Polykarbonát je velmi odolný, průhledný termoplast, který vyžaduje určitý soubor podmínek, aby mohl být úspěšně vstřikován. Důležité požadavky na materiál jsou popsány níže:
- Polykarbonátová pryskyřice Stupeň: Polykarbonát je k dispozici v mnoha druzích a v optických druzích v případě průhlednosti a v nárazuvzdorných druzích v případě trvanlivosti. Použití ve správné třídě je velmi důležité v závislosti na aplikaci (např. automobilový průmysl, elektronika, bezpečnostní výrobky).
- Přísady a modifikátory: Do polykarbonátu lze přidávat UV stabilizátory a zpomalovače hoření, modifikátory nárazu a další přísady pro zlepšení vlastností. Jeho pevnost zvyšují modifikátory rázu a UV stabilizátory zabraňují žloutnutí.
- Vlhkost: Polykarbonát je hygroskopický, což znamená, že přijímá vodu ze vzduchu. Povrchové vady, jako jsou bubliny a dutiny, mohou být způsobeny přílišnou vlhkostí. Před lisováním by se měly řádně vysušit, aby se zachovala celistvost materiálu.
- Teplota zpracování: Polykarbonát se zpracovává při teplotě 250-320 °C, aby se podpořila dobrá tekutost ve formě bez rizika ztráty pevnosti.
- Viskozita: Při lisování je třeba manipulovat s viskozitou polykarbonátu. Nadměrná viskozita může způsobit problém špatného plnění odlitků složitých tvarů a příliš nízká viskozita může mít za následek vadné kusy.
Akryl Požadavky na materiál
Akryl (PMMA) je běžný termoplast, který je známý tím, že je velmi čirý a snadno se s ním pracuje. Požadavky na materiál akrylátu jsou:
- Třída akrylové pryskyřice: Akryl se vyrábí v desítkách tříd podle použití. Akrylát optické kvality se používá na čiré díly a univerzální třídy různých typů akrylátu se používají na méně kritické díly.
- Příměsi a přísady: Do akrylátu mohou být přidány UV stabilizátory, které zvyšují jeho odolnost vůči slunečnímu záření a zabraňují žloutnutí. Někdy obsahují modifikátory nárazu, které jim dodávají houževnatost; tím se však stávají méně opticky průhlednými.
- Kontrola vlhkosti: Akrylát neabsorbuje vlhkost tak snadno jako polykarbonát, a proto může nadměrná vlhkost způsobit i povrchové vady. Před použitím musí být suchý, skladovaný.
- Teplota zpracování: Teplota zpracování se u akrylu zvyšuje na 180 až 250 stupňů Celsia. V porovnání s polykarbonátem má nižší teplotu lisování, a proto se snižuje pravděpodobnost degradace.
- Viskozita: Akryl má poměrně vysokou průtočnost, která umožňuje snadnější lití formy. Přesto je třeba jej zpracovávat v kontrolovaném prostředí, aby se předešlo jeho vadám, jako je sondování nebo značení.
Vstřikování polykarbonátu krok za krokem
- Příprava materiálu: Polykarbonátové pelety procházejí přísným kontrolním procesem a jsou vkládány do násypky vstřikovacího stroje.
- Sušení polykarbonátu: Jedná se o pryskyřici, která se musí před vstřikováním vysušit. Je žádoucí snížit obsah vlhkosti na méně než 0,02 % tím, že se pelety nechají projít vysoušecí sušičkou regulovanou na teplotu 120 až 150 o C a několik hodin.
- Vstřikování a tavení: Výsledný vysušený polykarbonát se taví v hlavni vstřikovacího stroje při teplotě 250 až 320 °C. Polykarbonát se nalije do formy jako tavenina a pod vysokým tlakem se vstřikuje do dutiny formy, aby se důkladně vyplnily složité formy a detaily.
- Chlazení a tuhnutí: Po vstříknutí do formy se polykarbonát ochladí, aby ztuhl. Je důležité, aby chlazení zabránilo deformaci a pokřivení dílu. Tloušťka dílu a jeho složitost určují dobu chlazení.
- Vyhazování: Po ochlazení a ztuhnutí je díl z formy vyhozen mechanickými vyhazovači. Na dílu se kontrolují vady a kontrola kvality.
- Následné zpracování: Poté může být provedeno volitelné následné zpracování, které zlepší povrchovou úpravu a funkčnost dílu, například ořezání, leštění nebo potažení.
Vstřikování akrylových kroků
- Příprava materiálu: Akrylové pelety se dávkují do násypky stroje. vstřikování plastů stroj. Na rozdíl od polykarbonátu se akrylát nemusí nechávat příliš schnout, ale je třeba dbát na to, aby byl ponechán na suchém místě.
- Tavení a vstřikování: Akrylové pelety se taví v hlavni vstřikovacího stroje, obvykle při teplotě 180 až 250 C. Poté se hmota lisuje do formy pod vysokým tlakem.
- Naplnění formy: Akryl také rychle teče, což umožňuje pohodlné plnění složitých forem. Neúplným výplním a vadám způsobeným zachycením vzduchu je třeba předcházet tím, že se zajistí, aby byl materiál vstřikován pod správným tlakem.
- Chlazení a tuhnutí: Polykarbonát se během cyklu chladí déle, protože jeho tepelná vodivost je nižší než u akrylátu, a proto se zkracuje doba cyklu.
- Vyhazování: Když akrylátová část vychladne, je vysunuta. Stejně jako u polykarbonátu se díl kontroluje z hlediska kvality a vad.
- Následné zpracování: Akrylátové součásti lze ošetřit leštěním nebo ořezáním, aby byly hladší a bez vad. Při aplikaci UV nátěrů ve venkovním prostředí a prodlužování životnosti může také docházet k degradaci nátěru.
Hlavní rozdíly v procesech
- Sušení: Polykarbonát je třeba kontrolovat, aby měl suchý povrch, aby nedocházelo k defektům, zatímco akrylát není tak citlivý na vlhkost.
- Teplota zpracování: Polykarbonát má vyšší teplotu zpracování (250-320 °C) než akrylát (180 až 250 °C).
- Doba chlazení: Doba chlazení polykarbonátu je delší kvůli jeho vysoké tepelné hmotnosti a doba chlazení akrylátu je rychlejší.
- Odolnost proti nárazu: Polykarbonát je odolnější proti nárazu, takže je vhodný pro aplikace s kritickým bezpečnostním rizikem, a akrylát je vhodný tam, kde je důležitá optická čistota a odolnost proti poškrábání.
Použití akrylu
Akryl se široce používá v textilu, domácích potřebách a nábytku, automobilech, průmyslových výrobcích a také v nesmáčivých kapalinách.
Akrylát je také běžným materiálem v různých průmyslových odvětvích, protože je esteticky atraktivní, snadno se vyrábí a dobře stárne v přítomnosti UV záření. To jsou některé z hlavních způsobů použití akrylátu:
- Označení a displeje: Akrylát je tvrdý a má dobrou optickou kvalitu, díky čemuž se hojně používá při výrobě nápisů, reklam, výloh a trofejí, protože se dá vyrábět v různých tvarech. Je také odolný vůči žloutnutí v průběhu času, čímž je zajištěno, že si zachová svůj vzhled i při vystavení rozsáhlému slunečnímu záření.
- Okna a střešní okna: Okna, střešní okna a náhradní skla v obytných a komerčních budovách se obvykle vyrábějí z akrylátu. Je čirý, a protože se při přímém vystavení povětrnostním vlivům nerozbije, je dokonalou náhradou skla.
- Akvarijní nádrže: Akvarijní nádrže mohou být vyrobeny z akrylátu díky jeho nízké hmotnosti, průhlednosti a odolnosti proti praskání. Nádrže velkých rozměrů se obvykle staví z akrylového materiálu, protože snadno pojme hmotnost vody, aniž by způsoboval průsvitnost.
- Automobilový průmysl: Akrylát se používá v čočkách automobilových světlometů a reflektorech, protože je vysoce průhledný a kromě toho je lehký.
Použití polykarbonátu
Polykarbonátový plast je extrémně pevný a odolný a lze jej použít v situacích, které vyžadují extrémní pevnost materiálu, nemluvě o odolnosti proti nárazu a tepelné odolnosti. Níže jsou uvedena některá důležitá použití polykarbonátu:
- Čočky brýlí: Brýle a sluneční brýle, stejně jako ochranné brýle, jsou obvykle vyrobeny z polykarbonátu, protože je odolný vůči nárazům a gramům hmotnosti. Poskytuje lepší bezpečnost očí s vysokou úrovní trvanlivosti, je odolný vůči všem podmínkám ve srovnání s tradičními skleněnými čočkami.
- Automobilový průmysl: Polykarbonát nachází uplatnění v automobilovém průmyslu ve spojení s nátěry světlometů, střešními okny, okny automobilů a interiéry automobilů. Díky své odolnosti proti nárazu může být použit v dílech, které jsou vystaveny poškození způsobenému úlomky nebo nehodami.
- Bezpečnostní a ochranné produkty: Polykarbonát je oblíbeným materiálem používaným mimo jiné k výrobě neprůstřelných oken a štítů proti nepokojům. Je to důležitý materiál v bezpečnostním sektoru, protože jeho vysoká nárazuvzdornost a odolnost vůči silám jsou předmětem zájmu.
- Elektronika: Polykarbonát nachází díky své vysoké pevnosti v tahu a průhlednosti široké uplatnění v pouzdrech mobilních telefonů, obrazovkách televizorů a monitorech počítačů.
Závěr
Akrylátové sklo má oproti polykarbonátu jedinečnou vlastnost, díky níž se hodí pro specifické použití. Akrylát může být odpovědí na požadavky lehkého, proti poškrábání odolného a extrémně průhledného materiálu (světelné displeje, nápisy nebo akvarijní nádrže). Pokud však potřebujete vysokou odolnost proti nárazu a teplu a pevnost výrobku, jako jsou brýle, automobilový průmysl nebo bezpečnostní bariéry, je volbou polykarbonát.
Mezi polykarbonátem a akrylátem je rozdíl, pokud jde o výkon: Zatímco polykarbonát se výborně osvědčuje v aplikacích s vysokou pevností a odolností, akrylát poskytuje vyšší úroveň průhlednosti a odolnosti proti poškrábání za nižší cenu. Abyste mohli určit nejlepší materiál při výběru plexiskla, akrylátu a polykarbonátu, vezměte na vědomí, k čemu přesně potřebujete, aby váš materiál sloužil. Je to akrylát nebo polykarbonát, co potřebujete, na základě průhlednosti, pevnosti, odolnosti vůči UV záření nebo schopnosti dodržet rozpočet?
Často kladené otázky
1. Jaký je celkový rozdíl mezi polykarbonátem a akrylátem, pokud jde o odolnost proti nárazu?
V porovnání s akrylátem je polykarbonát velmi odolný proti nárazu. Je výrazně pevnější a v podstatě nerozbitný, a proto je velmi užitečný v aplikacích, kde by byly uvedené vlastnosti potřeba (tj. použití jako součást bezpečnostní bariéry nebo neprůstřelného skla). Ve srovnání s akrylátem, který je stejně odolný, má tendenci při nárazu praskat nebo prasknout.
2. Lze akrylát a polykarbonát použít ve venkovním prostředí?
Oba materiály jsou použitelné ve venkovním prostředí, ale mají odlišné vlastnosti. Akrylát vydrží venku, protože nedochází k absorpci UV záření, a lze jej použít na nápisy, okna a světlíky. Působení UV záření způsobuje žloutnutí a degradaci polykarbonátu; k úpravě polykarbonátu však lze použít UV povlaky, které zvýší jeho výkonnost v prostředí s vysokou zátěží, jako jsou bezpečnostní skla a zemědělské výrobky.
3. Jaký materiál je levnější vstřikovat?
Akryl je obvykle levnější než polykarbonát. Je levnější z hlediska výroby a proces vstřikování je rychlejší, protože jeho teplota zpracování je nižší. Nicméně v případě potřeby vysoké odolnosti proti nárazu a trvanlivosti může být polykarbonát při vyšších nákladech vhodnější volbou v aplikacích, které jsou kritické z hlediska bezpečnosti nebo náročnosti.




































