Policarbonato frente a acrílico: Una comparación detallada

El policarbonato y el acrílico son algunos de los materiales más populares cuando se trata de aplicaciones transparentes, ya que ambos poseen ciertas ventajas únicas. Ambos se utilizan en los sectores de la construcción, la automoción, la electrónica y la seguridad, donde la durabilidad, la claridad y la versatilidad son imprescindibles. Sin embargo, son más adecuados para otras aplicaciones debido a sus características físicas. El policarbonato es un termoplástico fuerte, muy resistente a los impactos, que funciona bien allí donde la resistencia y la seguridad son importantes. Difícilmente puede romperse, por lo que será apropiado como ventanas antichoque, escudos antidisturbios, cubiertas protectoras, entre otros. El acrílico, comúnmente llamado plexiglás, por su parte, es un termoplástico transparente con muy buena claridad óptica, resistente a los arañazos y fácil de fabricar. 

El acrílico se utiliza habitualmente en señalización, acuarios y vitrinas, y acuarios (donde suele preferirse al vidrio: El acrílico es mucho más resistente a la rotura y tiene mejor resistencia a los rayos UV), entre otros usos decorativos o estéticos. Aunque es resistente, el acrílico se rompe con facilidad en comparación con el policarbonato. 

En este artículo, vamos a profundizar en la comparación entre el cristal acrílico y el policarbonato y establecer las principales diferencias en cuanto a resistencia a los impactos, cualidades ópticas, sensibilidad al rayado y tolerancia a los rayos UV. Al familiarizarse con las ventajas e inconvenientes de cada material, podrá elegir con conocimiento de causa en función de un proyecto concreto.

¿Qué es el acrílico?

El acrílico (a veces llamado plexiglás) es un polímero artificial hecho de polimetacrilato de metilo (PMMA). Es un termoplástico transparente ligero, muy resistente a los impactos (no tanto como el policarbonato) y de gran claridad. El acrílico suele considerarse una alternativa al vidrio, y se puede moldear o cortar fácilmente. También es resistente a los rayos UV, por lo que puede utilizarse en exteriores. Otros usos son la señalización, las ventanas y los expositores, por su transparencia y la facilidad con que puede moldearse.

¿Qué es el policarbonato?

El policarbonato es un termoplástico fuerte y flexible, excepcionalmente transparente y más resistente a los impactos que el acrílico. Consiste en un polímero que contiene grupos carbonato en su estructura química, por lo que es mucho más fuerte y resistente. Una de las diferencias del policarbonato es que puede soportar una gran fuerza de impacto y no agrietarse ni romperse, por lo que es muy adecuado cuando se necesita una gran durabilidad. Aunque carece de la resistencia al rayado del acrílico, el policarbonato se aplica habitualmente en artículos de gran resistencia, como gafas de seguridad, ventanas antibalas y productos para automóviles.

Diferencias entre acrílico y policarbonato 

1. Resistencia al impacto

Policarbonato orgánico es muy resistente en comparación con el acrílico, con una fuerza de impacto 250 veces mayor. Es casi indestructible, por lo que resulta muy adecuado cuando se necesita una resistencia extrema, como barreras de seguridad, escudos antidisturbios y en automóviles.

Aunque es resistente, el acrílico puede agrietarse o hacerse añicos al chocar contra algo. Aunque es más duradero que el vidrio, no puede utilizarse en entornos de alto impacto con el mismo nivel de protección que el policarbonato.

2. Claridad y calidad óptica

El acrílico tiene una gran claridad óptica, con un 92% de transmisión de la luz, por lo que suele utilizarse en ventanas transparentes, rótulos y expositores. Es especialmente popular en los casos en los que se requiere un alto nivel de transparencia para que se vea bien.

El policarbonato también es algo menos transparente, con una transmisión media de la luz de 88%; no obstante, su transparencia es muy alta. Por lo general, es un excelente material óptico, y se utiliza a menudo como lente o material de cerramientos transparentes, pero es más resistente a la deformación que otros.

3. Resistencia a los arañazos

Su propiedad de resistencia a los arañazos es muy natural en comparación con el policarbonato; por lo tanto, se utilizaría en lugares donde la superficie se encontrará con cierta fricción o abrasión. Las vitrinas acrílicas, los escaparates o cualquier otro producto que necesite una superficie casi inmaculada deberían utilizar acrílico.

El policarbonato es más difícil, pero también más propenso a rayarse. No obstante, se pueden utilizar revestimientos resistentes a los arañazos en el policarbonato para mejorar su durabilidad en la superficie.

4. Resistencia a los rayos UV

El acrílico proporciona una resistencia superior a los rayos UV que también evita el amarilleamiento de este material con el tiempo bajo el sol. Esto lo cualifica para ser utilizado como señalización exterior, tanques de acuario y claraboyas.

Hasta cierto punto, el policarbonato también es resistente a los rayos UV y se amarillea y degrada intrínsecamente cuando se expone a la luz solar hasta que se trata con un revestimiento protector contra los rayos UV. No obstante, el policarbonato se utiliza en el exterior en muchas otras aplicaciones (sobre todo cuando la larga vida útil es más importante que la estabilidad a los rayos UV).

5. Peso

El acrílico es menos denso que el policarbonato, lo que puede resultar útil en aplicaciones en las que el peso es una de las principales consideraciones. A modo de ejemplo, los expositores, la señalización o incluso los tanques de acuario suelen presentar ventajas gracias a la ligereza del acrílico.

El policarbonato está más reforzado porque tiene una mayor resistencia a los impactos y, por tanto, es más pesado; es el producto elegido en los casos en que el producto debe ser más duradero.

6. Resistencia a la temperatura

El policarbonato es una sustancia resistente a altas temperaturas, que soporta la tensión y la exposición a altas temperaturas sin romperse ni desmoronarse. Esto le confiere unas características perfectas para su uso en la industria automovilística y aeroespacial, donde las altas temperaturas son un problema de cuello de botella.

El acrílico es capaz de tolerar temperaturas moderadas, aunque cuando se expone a temperaturas superiores a 80 o C, puede deformarse e incluso reblandecerse. En consecuencia, no está bien cuando se trata de altas temperaturas.

7. Coste

El acrílico también suele ser más barato que el policarbonato y es una opción económica cuando se trata de la mayoría de los usos comunes que se caracterizan por niveles medios de durabilidad. Por ejemplo, se pueden crear acentos decorativos, rótulos y cubiertas con acrílico, a menudo sin arruinarse.

Los productos de policarbonato son más caros que los de polipropileno, ya que ese material es más fuerte y tiene mejores características de rendimiento, sobre todo en cuanto a resistencia al impacto. Pero el mayor gasto se justifica, en muchos casos, en ámbitos en los que la seguridad es primordial, como las ventanas y la maquinaria con resistencia balística.

Requisitos del material de moldeo por inyección de policarbonato y acrílico

Requisitos del material de policarbonato

El policarbonato es un termoplástico muy robusto y transparente que exige una serie de condiciones para poder moldearse por inyección con éxito. A continuación se comentan las necesidades importantes del material:

• Grado de resina de policarbonato: El policarbonato está disponible en numerosos grados y en grados ópticos en caso de claridad y grados resistentes a los impactos en caso de durabilidad. Utilizarlo en el grado adecuado es muy importante, dependiendo de la aplicación (por ejemplo, automoción, electrónica, productos de seguridad).
• Aditivos y modificadores: Al policarbonato se le pueden añadir estabilizadores UV y retardantes de llama, modificadores de impacto y otros aditivos para mejorar su rendimiento. Su resistencia aumenta con los modificadores de impacto, y los estabilizadores UV evitan el amarilleamiento.
• Humedad: El policarbonato es higroscópico, lo que significa que absorbe el contenido de agua del aire. Los defectos superficiales, como burbujas y huecos, pueden deberse a un exceso de humedad. Deben secarse adecuadamente antes de moldearlos para preservar la integridad del material.
• Temperatura de procesado: El policarbonato tiene una temperatura de procesamiento de 250-320 °C para favorecer una buena fluidez en el molde sin riesgo de pérdida de resistencia.
• Viscosidad: La viscosidad del policarbonato debe manipularse cuando tiene lugar un proceso de moldeo. Una viscosidad excesiva puede dar lugar al problema de un llenado deficiente en piezas moldeadas de contornos complejos, y una viscosidad excesivamente baja puede dar lugar a piezas defectuosas.

Requisitos del material acrílico

El acrílico (PMMA) es un termoplástico común, conocido por ser muy transparente y fácil de trabajar. Los requisitos del material acrílico son:

• Resina acrílica Grado: El acrílico está disponible en docenas de grados según la aplicación. El acrílico de grado óptico se utiliza en piezas transparentes, y los grados de uso general de diversos tipos de acrílico se utilizan en piezas menos críticas.
• Aditivos y aditivos: Al acrílico se le pueden añadir estabilizadores UV para hacerlo más resistente a la luz solar y evitar que amarillee. A veces incluyen modificadores de impacto para añadir dureza; sin embargo, esto los hace menos transparentes ópticamente.
• Control de la humedad: El acrílico no absorbe tan fácilmente la humedad como el policarbonato, por lo que un exceso de humedad también puede provocar defectos en la superficie. Debe almacenarse seco antes de su uso.
• Temperatura de procesado: La temperatura de procesado aumenta hasta 180 a 250 grados Celsius en el acrílico. Su temperatura de moldeo es inferior a la del policarbonato, por lo que disminuye la probabilidad de degradación.
• Viscosidad: El acrílico tiene un índice de fluidez bastante alto que le permite verter el molde con mayor facilidad. Aun así, debe procesarse en un entorno controlado para evitar sus defectos, como sondeos o marcas.

Moldeo por inyección de policarbonato paso a paso

• Preparación del material: El material granulado de policarbonato pasa por un riguroso proceso de control y se carga en la tolva de la máquina de moldeo por inyección.
• Secado de policarbonato: Se trata de una resina que debe secarse antes de la inyección. Conviene reducir el contenido de humedad a menos del 0,02% haciendo pasar los gránulos por un secador deshumidificador regulado a una temperatura de entre 120 o C y 150 o C y durante varias horas.
• Inyección y fusión: El policarbonato seco resultante se funde en el barril de la máquina de moldeo por inyección entre 250 y 320 °C. El policarbonato se vierte en un molde como fundido y se inyecta a alta presión en la cavidad del molde para rellenar a fondo los moldes y detalles complejos.
• Enfriamiento y solidificación: Tras ser inyectado en un molde, el policarbonato se enfría para solidificarse. Es esencial que el enfriamiento evite la deformación y el alabeo de la pieza. El grosor de una pieza y su complejidad determinarán su tiempo de enfriamiento.
• Expulsión: A continuación, la pieza se expulsa del molde con el proceso de eyectores mecánicos tras enfriarse y solidificarse. Se comprueban los defectos y el control de calidad de la pieza.
• Tratamiento posterior: A continuación, puede realizarse un postprocesado opcional para mejorar el acabado y la funcionalidad de la pieza, como el recorte, el pulido o el revestimiento.

Moldeo por inyección de escalones acrílicos

• Preparación del material: Los gránulos acrílicos se introducen en la tolva de la moldeo por inyección máquina. A diferencia del policarbonato, el acrílico no tiene que dejarse secar mucho, pero hay que procurar dejarlo en un lugar seco.
• Fusión e inyección: Los gránulos acrílicos se funden en el barril de la máquina de moldeo por inyección, normalmente entre 180 C y 250 C. Después, la sustancia se prensa en un molde a alta presión.
• Llenar el molde: Además, el acrílico fluye con rapidez, por lo que resulta cómodo para rellenar moldes complejos. Hay que evitar los rellenos incompletos y los defectos por atrapamiento de aire asegurándose de que el material se inyecta con la presión adecuada.
• Enfriamiento y solidificación: El acrílico se enfría en el molde El policarbonato tarda más en enfriarse durante el ciclo porque su conductividad térmica es menor que la del acrílico; por lo tanto, reduce la duración del ciclo.
• Expulsión: La pieza acrílica se expulsa cuando se enfría. Al igual que en el policarbonato, la pieza se inspecciona en cuanto a su calidad y defectos.
• Post-procesamiento: Los componentes acrílicos pueden tratarse puliéndolos o recortándolos para que queden más lisos y sin defectos. Al aplicar revestimientos UV en el exterior y prolongar la vida útil, también puede producirse una degradación del revestimiento.

Principales diferencias de proceso

• Secado: Hay que controlar que el policarbonato tenga una superficie seca para evitar defectos, mientras que el acrílico no es tan sensible a la humedad.
• Temperatura de procesado: El policarbonato tiene una temperatura de transformación más elevada (250-320 °C) que el acrílico (180 a 250 °C).
• Tiempo de enfriamiento: El tiempo de enfriamiento del policarbonato es más largo debido a su elevada masa térmica, y el del acrílico es más rápido.
• Resistencia al impacto: El policarbonato es más resistente a los impactos, por lo que es adecuado para aplicaciones críticas de seguridad, y el acrílico es adecuado cuando la claridad óptica y la resistencia a los arañazos son importantes.

Uso del acrílico 

Las aplicaciones del acrílico están muy extendidas en textiles, artículos del hogar y mobiliario, automóviles, productos industriales y fluidos no humectantes.

El acrílico también es un material habitual en diversas industrias porque es estéticamente atractivo, se fabrica fácilmente y envejece bien en presencia de rayos UV. Estos son algunos de los principales usos del acrílico:

• Cartelería y expositores: El acrílico es duro y tiene una buena calidad óptica, por lo que se utiliza mucho para hacer carteles, anuncios, escaparates y trofeos, ya que se puede fabricar con distintas formas. También es resistente al amarilleamiento con el paso del tiempo, lo que garantiza que conserve su aspecto cuando se expone a una luz solar intensa.
• Ventanas y claraboyas: Las ventanas, claraboyas y sustitutos del cristal en edificios residenciales y comerciales suelen estar hechos de acrílico. Es transparente y, como no se rompe cuando se expone directamente a la intemperie, es un sustituto perfecto del vidrio.
• Tanques de acuario: Los acuarios pueden fabricarse con material acrílico por su ligereza, claridad y resistencia a las grietas. Los tanques de gran tamaño suelen construirse con material acrílico porque es fácil acomodar el peso del agua sin provocar translucidez.
• Automóvil: El acrílico se ha aplicado en lentes y reflectores de faros de automóviles porque es muy transparente y, además, es ligero.

Usos del policarbonato

El plástico policarbonato es extremadamente fuerte y duradero, y puede utilizarse en situaciones que exigen una resistencia extrema del material, por no mencionar la resistencia a los impactos y la tolerancia al calor. A continuación se indican algunos usos importantes del policarbonato:

• Lentes para gafas: Las gafas de vista y de sol, junto con las gafas de seguridad, suelen ser de policarbonato, ya que es resistente a los impactos y a los gramos de peso. Proporciona una mayor seguridad ocular con un alto nivel de durabilidad, siendo resistente a todas las condiciones en comparación con las lentes de cristal tradicionales.
• Automóvil: El policarbonato encuentra aplicaciones en el sector de la fabricación de automóviles en relación con revestimientos de faros, techos solares, ventanas de automóviles e interiores de automóviles. Su resistencia a los impactos permite utilizarlo en piezas sujetas a daños causados por escombros o accidentes.
• Productos de seguridad y protección: El policarbonato ha sido el material preferido para fabricar ventanas antibalas y escudos antidisturbios, entre otras barreras de seguridad. Es un material vital en el sector de la seguridad, ya que su alto impacto y la resistencia de sus fuerzas son motivo de preocupación.
• Electrónica: El policarbonato tiene una amplia aplicación en las carcasas de los teléfonos móviles, las pantallas de los televisores y los monitores de los ordenadores debido a su gran resistencia a la tracción y transparencia.

Conclusión

Hay una propiedad única del vidrio acrílico frente al policarbonato, que hace que se adapten a usos específicos. El acrílico puede ser la respuesta a las necesidades de un material ligero, resistente a los arañazos y extremadamente transparente (pantallas de iluminación, señales o tanques de acuario). Pero cuando se necesita una gran resistencia al impacto y al calor, y solidez en el producto, como gafas, automoción o barreras de seguridad, el policarbonato es la elección.

Existe una diferencia entre el policarbonato y el acrílico en cuanto a rendimiento: Mientras que el policarbonato es conocido por su excelente rendimiento en aplicaciones de alta resistencia, el acrílico proporciona niveles superiores de claridad y resistencia a los arañazos a un coste más barato. Para determinar cuál es el mejor material a la hora de elegir plexiglás, acrílico o policarbonato, tenga en cuenta para qué necesita exactamente el material. ¿Es acrílico o policarbonato lo que necesita, basándose en la claridad, la resistencia, la resistencia a los rayos UV o la capacidad de adherirse al presupuesto?

Preguntas frecuentes 

1. ¿Cuál es la diferencia general entre el policarbonato y el acrílico en cuanto a resistencia al impacto?

Comparado con el acrílico, el policarbonato es muy resistente a los impactos. Es significativamente más fuerte y esencialmente irrompible, por lo que resulta muy útil en aplicaciones en las que se necesitarían las propiedades especificadas (es decir, su uso como parte de la barrera de seguridad, o vidrio a prueba de balas). En comparación con el acrílico, que es igualmente duradero, tiende a agrietarse o estallar cuando recibe un golpe.

2. ¿Pueden utilizarse el acrílico y el policarbonato en el exterior?

Ambos materiales son aplicables en aplicaciones exteriores, aunque poseen propiedades diferentes. El acrílico puede durar a la intemperie porque no produce absorción de rayos UV y puede aplicarse en señalización, ventanas y claraboyas. La exposición a los rayos UV hace que el policarbonato amarillee y se degrade; sin embargo, se pueden utilizar revestimientos UV para tratar el policarbonato y aumentar su rendimiento en entornos sometidos a grandes esfuerzos, como los cristales de seguridad y los productos agrícolas.

3. ¿Qué material es más barato inyectar?

El acrílico suele ser más barato que el policarbonato. Es más barato en términos de producción, y el proceso de moldeo por inyección es más rápido, ya que su temperatura de procesamiento es más baja. No obstante, cuando se necesita una gran resistencia a los impactos y durabilidad, el policarbonato, con un coste más elevado, puede ser la opción más adecuada en aplicaciones críticas para la seguridad o de uso intensivo.