Polycarbonate vs Acrylique : Comparaison détaillée

Le polycarbonate et l'acrylique comptent parmi les matériaux les plus populaires pour les applications transparentes, car ils présentent tous deux des avantages uniques. Ils sont tous deux utilisés dans les secteurs de la construction, de l'automobile, de l'électronique et de la sécurité, où la durabilité, la clarté et la polyvalence sont indispensables. Néanmoins, ils conviennent mieux à d'autres applications en raison de leurs caractéristiques physiques. Le polycarbonate est un thermoplastique solide, très résistant aux chocs, qui donne de bons résultats dans les domaines où la solidité et la sécurité sont importantes. Il peut difficilement être cassé et convient donc pour les fenêtres résistantes à la carrosserie, les boucliers anti-émeutes, les couvercles de protection, entre autres. L'acrylique, communément appelé plexiglas, est quant à lui un thermoplastique transparent d'une très bonne clarté optique, résistant aux rayures et facile à fabriquer. 

L'acrylique est couramment utilisé dans la signalisation, les aquariums et les vitrines, ainsi que dans les aquariums (où il est généralement préféré au verre) : L'acrylique est beaucoup plus résistant aux chocs et a une meilleure résistance aux UV), parmi d'autres utilisations décoratives ou esthétiques. Bien que résistant, l'acrylique se brise facilement par rapport au polycarbonate. 

Dans cet article, nous allons développer la comparaison entre le verre acrylique et le polycarbonate et établir les principales différences de parenté en termes de résistance aux chocs, de qualités optiques, de sensibilité aux rayures et de tolérance aux UV. En vous familiarisant avec les avantages et les inconvénients de chaque matériau, vous pourrez faire un choix éclairé en fonction d'un projet particulier.

Qu'est-ce que l'acrylique ?

L'acrylique (parfois appelé plexiglas) est un polymère artificiel composé de polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Il s'agit d'un thermoplastique transparent, léger, très résistant aux chocs (pas autant que le polycarbonate) et d'une grande clarté. L'acrylique est généralement considéré comme un substitut du verre et peut être facilement moulé ou découpé. Il est également résistant aux UV et peut donc être utilisé à l'extérieur. L'acrylique est également utilisé pour la signalisation, les fenêtres et les présentoirs en raison de sa transparence et de la facilité avec laquelle il peut être façonné.

Qu'est-ce que le polycarbonate ?

Le polycarbonate est un thermoplastique solide et flexible, exceptionnellement transparent et plus résistant aux chocs que l'acrylique. Il s'agit d'un polymère dont la structure chimique contient des groupes carbonates, ce qui le rend beaucoup plus solide et résistant. L'une des particularités du polycarbonate est qu'il peut résister à des chocs importants sans se fissurer ni se briser, ce qui en fait un matériau très adapté lorsqu'il est nécessaire d'avoir une grande durabilité. Bien qu'il n'ait pas la résistance aux rayures de l'acrylique, le polycarbonate est couramment utilisé dans les articles très résistants, notamment les lunettes de sécurité, les vitres pare-balles et les produits automobiles.

Différences entre l'acrylique et le polycarbonate 

1. Résistance aux chocs

Polycarbonate organique est très résistant par rapport à l'acrylique, avec une résistance aux chocs 250 fois supérieure. Il est pratiquement indestructible et convient donc parfaitement aux situations nécessitant une résistance extrême, comme les barrières de sécurité, les boucliers anti-émeutes et les voitures.

Bien que solide, l'acrylique peut se fissurer ou se briser en cas de choc. Bien que plus durable que le verre, il ne peut être utilisé dans un environnement à fort impact avec le même niveau de protection que le polycarbonate.

2. Clarté et qualité optique

L'acrylique possède une grande clarté optique, avec une transmission de la lumière d'environ 92 %, ce qui explique qu'il soit normalement utilisé pour les fenêtres, les panneaux de signalisation et les présentoirs transparents. Il est particulièrement apprécié dans les cas où un haut niveau de transparence est requis pour une bonne présentation.

Le polycarbonate est également un peu moins transparent, avec une transmission lumineuse moyenne de 88% ; il est néanmoins très transparent. Il constitue généralement un excellent matériau optique et est souvent utilisé pour les lentilles ou les boîtiers transparents, mais il est plus résistant à la déformation que d'autres matériaux.

3. Résistance aux rayures

Sa propriété de résistance aux rayures est très naturelle par rapport au polycarbonate ; il sera donc utilisé dans les endroits où la surface rencontrera des frottements ou de l'abrasion. Les vitrines en acrylique, les fenêtres ou tout autre produit nécessitant une surface quasi intacte devraient utiliser l'acrylique.

Le polycarbonate est plus difficile, mais aussi plus sujet aux rayures. Néanmoins, des revêtements anti-rayures peuvent être utilisés sur le polycarbonate pour améliorer sa durabilité en surface.

4. Résistance aux UV

L'acrylique offre une résistance supérieure aux UV qui empêche également le jaunissement de ce matériau avec le temps sous le soleil. Il peut donc être utilisé pour les enseignes extérieures, les réservoirs d'aquarium et les puits de lumière.

Dans une certaine mesure, le polycarbonate est également résistant aux UV et jaunit et se dégrade intrinsèquement lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil, à moins qu'il ne soit traité avec un revêtement de protection contre les UV. Néanmoins, le polycarbonate est utilisé à l'extérieur dans de nombreuses autres applications (en particulier lorsque la durée de vie est plus importante que la stabilité aux UV).

5. Poids

L'acrylique est moins dense que le polycarbonate, ce qui peut s'avérer utile dans les applications où le poids est l'une des principales considérations. À titre d'illustration, les présentoirs, la signalisation ou même les réservoirs d'aquarium bénéficient généralement d'avantages liés à la légèreté de l'acrylique.

Le polycarbonate est plus solide car il présente une résistance accrue aux chocs et est donc plus lourd ; c'est le produit choisi dans les cas où le produit doit être plus durable.

6. Résistance à la température

Le polycarbonate est une substance solide à haute température, qui résiste au stress et à l'exposition à des températures élevées sans se briser ni s'effriter. Cela lui confère les caractéristiques idéales pour être utilisé dans les industries automobile et aérospatiale, où les températures élevées constituent un goulot d'étranglement.

L'acrylique est capable de supporter des températures modérées, mais lorsqu'il est exposé à des températures supérieures à 80°C, il peut se déformer et même se ramollir. Par conséquent, il ne convient pas lorsque les températures sont élevées.

7. Coût

L'acrylique est aussi généralement moins cher que le polycarbonate et constitue une option économique pour la plupart des utilisations courantes caractérisées par des niveaux de durabilité moyens. Par exemple, des accents décoratifs, des enseignes et des couvercles peuvent être créés en acrylique, souvent sans se ruiner.

Les produits en polycarbonate sont plus coûteux que les produits en polypropylène, car ce matériau est plus solide et présente de meilleures caractéristiques de performance, notamment en termes de résistance aux chocs. Mais ce surcoût est souvent justifié dans les domaines où la sécurité est primordiale, comme les fenêtres et les machines à résistance balistique.

Exigences relatives aux matériaux de moulage par injection du polycarbonate et de l'acrylique

Exigences relatives aux matériaux en polycarbonate

Le polycarbonate est un thermoplastique transparent très robuste qui exige un certain nombre de conditions pour pouvoir être moulé par injection avec succès. Les besoins importants du matériau sont examinés ci-dessous :

• Polycarbonate Qualité de la résine : Le polycarbonate est disponible dans de nombreuses qualités : qualités optiques pour la clarté et qualités résistantes aux chocs pour la durabilité. Il est très important de l'utiliser dans la bonne qualité, en fonction de l'application (par exemple, automobile, électronique, produits de sécurité).
• Additifs et modificateurs : Des stabilisateurs UV et des retardateurs de flamme, des modificateurs d'impact et d'autres additifs peuvent être ajoutés au polycarbonate pour en améliorer les performances. Sa résistance est renforcée par les modificateurs d'impact et les stabilisateurs UV empêchent le jaunissement.
• Humidité : Le polycarbonate est hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'eau contenue dans l'air. Les défauts de surface tels que les bulles et les vides peuvent être causés par un excès d'humidité. Ils doivent être correctement séchés avant d'être moulés afin de préserver l'intégrité du matériau.
• Température de traitement : La température de traitement du polycarbonate est comprise entre 250 et 320 °C afin de favoriser un bon écoulement dans le moule sans risquer une perte de résistance.
• Viscosité : La viscosité du polycarbonate doit être manipulée lors du processus de moulage. Une viscosité excessive peut entraîner un mauvais remplissage des pièces moulées aux contours complexes, tandis qu'une viscosité trop faible peut entraîner des pièces défectueuses.

Exigences relatives aux matériaux acryliques

L'acrylique (PMMA) est un thermoplastique courant qui est bien connu pour être très transparent et facile à travailler. Les exigences matérielles de l'acrylique sont les suivantes

• Résine acrylique Qualité : L'acrylique se décline en dizaines de qualités en fonction de l'application. L'acrylique de qualité optique est utilisé dans les pièces transparentes, et les qualités générales de divers types d'acrylique sont utilisées dans les pièces moins critiques.
• Adjuvants et additifs : Des stabilisateurs UV peuvent être ajoutés à l'acrylique pour le rendre plus résistant à la lumière du soleil et empêcher son jaunissement. Ils comprennent parfois des modificateurs d'impact pour ajouter de la solidité ; cependant, cela les rend moins transparents sur le plan optique.
• Contrôle de l'humidité : L'acrylique n'absorbe pas l'humidité aussi facilement que le polycarbonate et, de ce fait, une humidité excessive peut également entraîner des défauts de surface. Il doit être stocké au sec avant d'être utilisé.
• Température de traitement : La température de traitement augmente jusqu'à 180 à 250 degrés Celsius dans l'acrylique. La température de moulage est plus basse que celle du polycarbonate, ce qui réduit le risque de dégradation.
• Viscosité : L'acrylique a un débit assez élevé qui lui permet de couler plus facilement les moules. Cependant, il doit être traité dans un environnement contrôlé afin d'éviter ses défauts, tels que le sondage ou le marquage.

Moulage par injection du polycarbonate, étape par étape

• Préparation du matériel : Les granulés de polycarbonate sont soumis à un processus de contrôle rigoureux avant d'être chargés dans la trémie de la machine de moulage par injection.
• Polycarbonate séchage : Il s'agit d'une résine qui doit être séchée avant d'être injectée. Il est souhaitable d'abaisser le taux d'humidité à moins de 0,02 % en faisant passer les granulés dans un séchoir déshumidificateur régulé à une température comprise entre 120 o C et 150 o C pendant plusieurs heures.
• Injection et fusion : Le polycarbonate séché qui en résulte est fondu dans le cylindre de la machine de moulage par injection à une température comprise entre 250 et 320 °C. Le polycarbonate est versé dans un moule à l'état fondu et injecté sous haute pression dans la cavité du moule afin de remplir complètement les moules complexes et les détails.
• Refroidissement et solidification : Après avoir été injecté dans un moule, le polycarbonate est refroidi afin de le solidifier. Il est essentiel que le refroidissement évite la déformation et le gauchissement de la pièce. L'épaisseur d'une pièce et sa complexité détermineront son temps de refroidissement.
• Éjection: La pièce est ensuite éjectée du moule à l'aide d'éjecteurs mécaniques après refroidissement et solidification. Les défauts et le contrôle de qualité sont vérifiés sur la pièce.
• Post-traitement: Un post-traitement facultatif peut ensuite être effectué afin d'améliorer la finition et la fonctionnalité de la pièce, comme l'ébarbage, le polissage ou le revêtement.

Moulage par injection de marches en acrylique

• Préparation du matériel : Les granulés acryliques sont introduits dans la trémie de l'appareil. moulage par injection machine. Contrairement au polycarbonate, l'acrylique n'a pas besoin d'être laissé sur une grande surface pour sécher, mais il faut veiller à ce qu'il soit laissé dans un endroit sec.
• Fusion et injection : Les granulés acryliques sont fondus dans le cylindre de la machine à mouler par injection, généralement entre 180 et 250 °C. La substance est ensuite pressée dans un moule à haute pression.
• Remplir le moule : L'acrylique s'écoule également rapidement, ce qui facilite le remplissage de moules complexes. Il convient d'éviter les remplissages incomplets et les défauts dus au piégeage de l'air en veillant à ce que le matériau soit injecté à la bonne pression.
• Refroidissement et solidification : L'acrylique refroidit dans le moule Le polycarbonate met plus de temps à refroidir pendant le cycle car sa conductivité thermique est inférieure à celle de l'acrylique ; il réduit donc la durée du cycle.
• Éjection: La pièce acrylique est éjectée lorsqu'elle devient froide. Tout comme pour le polycarbonate, la pièce est contrôlée en termes de qualité et de défauts.
• Post-traitement : Les éléments en acrylique peuvent être traités par polissage ou ébarbage afin qu'ils soient plus lisses et ne présentent pas de défauts. L'application de vernis UV à l'extérieur et l'allongement de la durée de vie peuvent également entraîner une dégradation du vernis.

Principales différences de processus

• Séchage: Le polycarbonate doit être contrôlé pour avoir une surface sèche afin d'éviter les défauts, alors que l'acrylique n'est pas aussi sensible à l'humidité.
• Température de traitement : Le polycarbonate a une température de traitement plus élevée (250-320 °C) que l'acrylique (180 à 250 °C).
• Temps de refroidissement : Le temps de refroidissement du polycarbonate est plus long en raison de sa masse thermique élevée, et celui de l'acrylique est plus rapide.
• Résistance aux chocs : Le polycarbonate est plus résistant aux chocs et convient donc aux applications critiques en matière de sécurité, tandis que l'acrylique convient lorsque la clarté optique et la résistance aux rayures sont importantes.

Utilisation de l'acrylique 

Les applications de l'acrylique sont largement utilisées dans les textiles, les articles ménagers et l'ameublement, les automobiles, les produits industriels, ainsi que dans les fluides non mouillants.

L'acrylique est également un matériau courant dans une variété d'industries parce qu'il est esthétiquement attrayant, qu'il est facile à fabriquer et qu'il vieillit bien en présence d'UV. Ce sont là quelques-unes des principales utilisations de l'acrylique :

• Signalisation et affichage : L'acrylique est dur et possède une bonne qualité optique, ce qui le rend largement utilisé pour la fabrication de panneaux, de publicités, de vitrines et de trophées en raison de sa capacité à être fabriqué dans différentes formes. Il résiste également au jaunissement avec le temps, ce qui lui permet de conserver son aspect même lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil.
• Fenêtres et lucarnes : Les fenêtres, les puits de lumière et les remplacements de verre dans les bâtiments résidentiels et commerciaux sont généralement fabriqués en acrylique. Il est transparent et, comme il ne se brise pas lorsqu'il est exposé directement aux intempéries, il constitue un substitut parfait au verre.
• Réservoirs d'aquarium : Les réservoirs d'aquarium peuvent être fabriqués en acrylique en raison de sa légèreté, de sa clarté et de sa résistance aux fissures. Les aquariums de grande taille sont généralement construits en acrylique, car il est facile d'absorber le poids de l'eau sans provoquer de translucidité.
• Automobile : L'acrylique a été utilisé dans les lentilles et les réflecteurs des phares automobiles en raison de sa grande transparence et de sa légèreté.

Utilisations du polycarbonate

Le plastique polycarbonate est extrêmement solide et durable, et peut être utilisé dans des situations qui exigent une résistance extrême du matériau, sans parler de la résistance aux chocs et de la tolérance à la chaleur. Voici quelques utilisations importantes du polycarbonate :

• Lentilles de lunettes : Les lunettes de vue et de soleil, ainsi que les lunettes de protection, sont généralement fabriquées en polycarbonate, car ce matériau est résistant aux chocs et aux grammes. Il offre une meilleure sécurité oculaire avec un niveau élevé de durabilité, étant résistant à toutes les conditions par rapport aux lentilles de verre traditionnelles.
• Automobile : Le polycarbonate trouve des applications dans le secteur de la construction automobile pour les revêtements de phares, les toits ouvrants, les vitres et les intérieurs d'automobiles. Sa résistance aux chocs lui permet d'être utilisé dans des pièces sujettes à des dommages causés par des débris ou des accidents.
• Produits de sécurité et de sûreté : Le polycarbonate est le matériau de prédilection utilisé pour fabriquer des fenêtres pare-balles et des boucliers anti-émeutes, entre autres barrières de sécurité. Il s'agit d'un matériau essentiel dans le secteur de la sécurité, car son impact élevé et sa résistance aux forces sont des sujets de préoccupation.
• Électronique: Le polycarbonate trouve une large application dans les boîtiers de téléphones portables, les écrans de télévision et les moniteurs d'ordinateurs en raison de sa grande résistance à la traction et de sa transparence.

Conclusion

Il existe une propriété unique entre le verre acrylique et le polycarbonate, qui leur permet de s'adapter à des utilisations spécifiques. L'acrylique peut être la réponse aux exigences de légèreté, de résistance aux rayures et de clarté extrême (présentoirs d'éclairage, enseignes ou réservoirs d'aquarium). Mais lorsque vous avez besoin d'une résistance élevée aux chocs et à la chaleur, et d'un produit solide, comme pour les lunettes, l'automobile ou les barrières de sécurité, c'est le polycarbonate qu'il faut choisir.

Il existe une différence entre le polycarbonate et l'acrylique en termes de performances : Alors que le polycarbonate est connu pour ses excellentes performances dans les applications à haute résistance, l'acrylique offre des niveaux supérieurs de clarté et de résistance aux rayures à un coût moins élevé. Afin de déterminer quel est le meilleur matériau lorsque vous choisissez le plexiglas, l'acrylique ou le polycarbonate, prenez note de ce que vous attendez exactement de votre matériau. Est-ce l'acrylique ou le polycarbonate qu'il vous faut, en fonction de la clarté, de la solidité, de la résistance aux UV ou de la capacité à respecter le budget ?

Foire aux questions 

1. Quelle est la différence globale entre le polycarbonate et l'acrylique en ce qui concerne la résistance aux chocs ?

Par rapport à l'acrylique, le polycarbonate est très résistant aux chocs. Il est beaucoup plus solide et pratiquement incassable, et donc très utile dans les applications où les propriétés spécifiées sont nécessaires (par exemple, utilisation comme élément de la barrière de sécurité, ou verre pare-balles). Par rapport à l'acrylique, qui est tout aussi durable, il a tendance à se fissurer ou à éclater en cas de choc.

2. L'acrylique et le polycarbonate peuvent-ils être utilisés à l'extérieur ?

Ces deux matériaux peuvent être utilisés pour des applications extérieures, mais ils possèdent des propriétés différentes. L'acrylique peut durer à l'extérieur parce qu'il n'absorbe pas les UV et peut être utilisé pour la signalisation, les fenêtres et les puits de lumière. L'exposition aux UV entraîne le jaunissement et la dégradation du polycarbonate ; toutefois, des revêtements UV peuvent être utilisés pour traiter le polycarbonate afin d'accroître ses performances dans des environnements soumis à de fortes contraintes, tels que les vitres de sécurité et les produits agricoles.

3. Quel est le matériau le moins cher à injecter ?

L'acrylique est généralement moins cher que le poly par rapport au polycarbonate. Il est moins cher en termes de production et le processus de moulage par injection est plus rapide car la température de traitement est plus basse. Néanmoins, lorsqu'une résistance élevée aux chocs et une grande durabilité sont nécessaires, le polycarbonate, dont le coût est plus élevé, peut s'avérer être l'option la plus appropriée pour les applications critiques en matière de sécurité ou les applications lourdes.