Il policarbonato e l'acrilico sono tra le scelte di materiali più popolari quando si tratta di applicazioni trasparenti, in quanto entrambi possiedono alcuni vantaggi unici. Sono entrambi utilizzati nei settori dell'edilizia, dell'automobile, dell'elettronica e della sicurezza, dove la durata, la chiarezza e la versatilità sono fondamentali. Tuttavia, per le loro caratteristiche fisiche, sono più adatti ad altre applicazioni. Il policarbonato è una termoplastica forte e altamente resistente agli urti, che si comporta bene nei casi in cui la forza e la sicurezza sono importanti. È difficile che si rompa e quindi è adatto per finestre a prova di corpo, scudi antisommossa, coperture protettive e altro. L'acrilico, comunemente chiamato plexiglass, invece, è un termoplastico trasparente con un'ottima chiarezza ottica, resistente ai graffi e facile da produrre.
L'acrilico è comunemente utilizzato nella segnaletica, negli acquari e nelle vetrine, negli acquari (dove è generalmente preferito al vetro: L'acrilico è molto più resistente alla frantumazione e ha una migliore resistenza ai raggi UV), oltre che per altri usi decorativi o estetici. Pur essendo resistente, l'acrilico si frantuma facilmente rispetto al policarbonato.
In questo articolo, approfondiremo il confronto tra vetro acrilico e policarbonato e stabiliremo le principali differenze in termini di resistenza agli urti, qualità ottiche, sensibilità ai graffi e tolleranza ai raggi UV. Acquisendo familiarità con i vantaggi e le carenze di ciascun materiale, è possibile effettuare una scelta consapevole in funzione di un particolare progetto.
Che cos'è l'acrilico?
L'acrilico (talvolta chiamato plexiglass) è un polimero artificiale composto da polimetilmetacrilato (PMMA). Si tratta di una termoplastica trasparente, leggera, molto resistente agli urti (non quanto il policarbonato) e di grande trasparenza. L'acrilico viene normalmente definito un'alternativa al vetro ed è facilmente modellabile o tagliabile in forme diverse. È inoltre resistente ai raggi UV e può quindi essere utilizzato all'esterno. Tra gli altri usi vi sono la cartellonistica, le vetrine e gli espositori, grazie alla loro trasparenza e alla facilità con cui possono essere modellati.
Che cos'è il policarbonato?
Il policarbonato è una termoplastica forte e flessibile, eccezionalmente trasparente e con una migliore resistenza agli urti rispetto all'acrilico. È costituito da un polimero che contiene gruppi carbonati nella sua struttura chimica e quindi è molto più forte e resistente. Una delle differenze del policarbonato è che può sopportare un'elevata forza d'urto senza incrinarsi o frantumarsi, il che lo rende molto adatto quando è necessaria una grande durata. Sebbene non abbia la resistenza ai graffi che si trova nell'acrilico, il policarbonato viene comunemente applicato in articoli ad alta resistenza, tra cui occhiali di sicurezza, finestre antiproiettile e prodotti automobilistici.
Differenze tra acrilico e policarbonato
1. Resistenza agli urti
Policarbonato organico è molto resistente rispetto all'acrilico, con una forza d'urto 250 volte superiore. È quasi indistruttibile, quindi è ottimo nei casi in cui è necessaria un'estrema resistenza, come le barriere di sicurezza, gli scudi antisommossa e le automobili.
Pur essendo resistente, l'acrilico può incrinarsi o frantumarsi quando urta qualcosa. Sebbene sia più duraturo del vetro, non può essere utilizzato in ambienti ad alto impatto con lo stesso livello di protezione del policarbonato.
2. Chiarezza e qualità ottica
L'acrilico ha un'elevata trasparenza ottica, con circa il 92% di trasmissione della luce, e per questo viene normalmente utilizzato per finestre, insegne e display trasparenti. È particolarmente apprezzato nei casi in cui è necessario un alto livello di trasparenza per avere un bell'aspetto.
Anche il policarbonato è un po' meno trasparente, con una trasmissione media della luce di 88%; tuttavia, la sua trasparenza è molto elevata. In genere è un ottimo materiale ottico e viene spesso utilizzato come lente o materiale per involucri trasparenti, ma è più resistente alla deformazione rispetto ad altri.
3. Resistenza ai graffi
La sua proprietà di resistenza ai graffi è molto naturale rispetto a quella del policarbonato; per questo motivo, si usa in luoghi in cui la superficie incontra un certo attrito o un'abrasione. Le vetrine, le finestre o qualsiasi altro prodotto che necessiti di una superficie quasi immacolata dovrebbero utilizzare l'acrilico.
Il policarbonato è più difficile, ma anche più soggetto a graffi. Tuttavia, è possibile utilizzare rivestimenti antigraffio sul policarbonato per migliorarne la durata in superficie.
4. Resistenza ai raggi UV
L'acrilico offre una resistenza superiore ai raggi UV che impedisce l'ingiallimento del materiale con il passare del tempo sotto il sole. Ciò lo qualifica per essere utilizzato come segnaletica esterna, vasche per acquari e lucernari.
In una certa misura, il policarbonato è anche resistente ai raggi UV e ingiallisce e si degrada se esposto alla luce solare, a meno che non venga trattato con un rivestimento protettivo UV. Tuttavia, il policarbonato viene utilizzato all'esterno in molte altre applicazioni (in particolare quando la durata è più importante della stabilità ai raggi UV).
5. Peso
L'acrilico è meno denso rispetto al policarbonato, il che può rivelarsi utile nelle applicazioni in cui il peso è una delle considerazioni principali. Ad esempio, gli espositori, la segnaletica e persino le vasche degli acquari sono generalmente avvantaggiati dalla leggerezza dell'acrilico.
Il policarbonato è più robusto in quanto ha una maggiore resistenza agli urti e quindi è più pesante; è il prodotto scelto nei casi in cui il prodotto deve essere più resistente.
6. Resistenza alla temperatura
Il policarbonato è una sostanza forte alle alte temperature, che resiste alle sollecitazioni e all'esposizione alle alte temperature senza rompersi o sgretolarsi. Questo gli conferisce caratteristiche perfette per l'impiego nelle automobili e nell'industria aerospaziale, dove le alte temperature sono un problema di resistenza.
L'acrilico è in grado di tollerare temperature moderate, ma se esposto a temperature superiori a 80 °C può deformarsi e persino ammorbidirsi. Di conseguenza, non va bene in presenza di temperature elevate.
7. Costo
L'acrilico è anche generalmente più economico rispetto al policarbonato e rappresenta un'opzione economica per la maggior parte degli usi comuni, caratterizzati da livelli medi di durata. Ad esempio, è possibile creare accenti decorativi, insegne e coperture in acrilico, spesso senza spendere una fortuna.
I prodotti in policarbonato sono più costosi di quelli in polipropilene, poiché questo materiale è più robusto e ha caratteristiche migliori, soprattutto in termini di resistenza agli urti. In molti casi, però, la spesa maggiore è giustificata in settori in cui la sicurezza è fondamentale, come le finestre e i macchinari con resistenza balistica.
Requisiti dei materiali per lo stampaggio a iniezione di policarbonato e acrilico
Requisiti del materiale del policarbonato
Il policarbonato è una termoplastica trasparente e molto robusta che richiede una serie di condizioni per poter essere stampata a iniezione con successo. Le principali esigenze del materiale sono illustrate di seguito:
- Policarbonato Grado di resina: Il policarbonato è disponibile in numerosi gradi e in gradi ottici in caso di chiarezza e gradi resistenti agli urti in caso di durata. L'utilizzo del grado giusto è molto importante, a seconda dell'applicazione (ad esempio, settore automobilistico, elettronica, prodotti per la sicurezza).
- Additivi e modificatori: Stabilizzatori UV e ritardanti di fiamma, modificatori d'impatto e altri additivi possono essere aggiunti al policarbonato per migliorarne le prestazioni. I modificatori d'impatto ne aumentano la resistenza, mentre gli stabilizzatori UV ne prevengono l'ingiallimento.
- Umidità: Il policarbonato è igroscopico, il che significa che assorbe il contenuto d'acqua dall'aria. I difetti superficiali, come bolle e vuoti, possono essere causati da un eccesso di umidità. Prima di essere stampati, devono essere adeguatamente asciugati, in modo da preservare l'integrità del materiale.
- Temperatura di lavorazione: Il policarbonato ha una temperatura di lavorazione di 250-320 °C per favorire una buona fluidità nello stampo senza rischiare la perdita di resistenza.
- Viscosità: La viscosità del policarbonato deve essere manipolata durante il processo di stampaggio. Una viscosità eccessiva può causare problemi di scarso riempimento in fusioni dai contorni complessi, mentre una viscosità troppo bassa può dare origine a pezzi difettosi.
Requisiti del materiale acrilico
L'acrilico (PMMA) è un comune materiale termoplastico noto per essere molto chiaro e facile da lavorare. I requisiti del materiale acrilico sono:
- Resina acrilica Grado: L'acrilico è disponibile in decine di gradi a seconda dell'applicazione. L'acrilico di grado ottico è utilizzato per le parti trasparenti, mentre i gradi generici di vari tipi di acrilico sono utilizzati per le parti meno critiche.
- Miscele e additivi: All'acrilico possono essere aggiunti stabilizzatori UV per renderlo più resistente alla luce solare e prevenire l'ingiallimento. A volte includono modificatori d'impatto per aggiungere tenacità; tuttavia, questo li rende meno trasparenti dal punto di vista ottico.
- Controllo dell'umidità: L'acrilico non assorbe facilmente l'umidità come il policarbonato e quindi un'eccessiva umidità può causare difetti alla superficie. Deve essere conservato all'asciutto prima dell'uso.
- Temperatura di lavorazione: La temperatura di lavorazione aumenta fino a 180-250 gradi Celsius nell'acrilico. La temperatura di stampaggio è più bassa rispetto a quella del policarbonato, riducendo così la probabilità di degradazione.
- Viscosità: L'acrilico ha una portata piuttosto elevata che gli consente di colare più facilmente lo stampo. Tuttavia, deve essere lavorato in un ambiente controllato per evitare i suoi difetti, come le sonde o le marcature.
Stampaggio a iniezione del policarbonato passo dopo passo
- Preparazione del materiale: Il materiale in pellet di policarbonato passa attraverso un rigoroso processo di controllo e viene caricato nella tramoggia della macchina per lo stampaggio a iniezione.
- Asciugatura in policarbonato: Si tratta di una resina che deve essere essiccata prima dell'iniezione. È auspicabile ridurre il contenuto di umidità a meno dello 0,02% facendo passare i pellet attraverso un essiccatore deumidificante regolato a una temperatura compresa tra 120 o C e 150 o C per diverse ore.
- Iniezione e fusione: Il policarbonato essiccato così ottenuto viene fuso nel cilindro della macchina per lo stampaggio a iniezione tra 250 e 320 °C. Il policarbonato viene versato in uno stampo come fuso e viene iniettato ad alta pressione nella cavità dello stampo per riempire accuratamente gli stampi complessi e i dettagli.
- Raffreddamento e solidificazione: Dopo essere stato iniettato in uno stampo, il policarbonato viene raffreddato per solidificarsi. È essenziale che il raffreddamento eviti distorsioni e deformazioni del pezzo. Lo spessore del pezzo e la sua complessità determinano il tempo di raffreddamento.
- Espulsione: Il pezzo viene quindi espulso dallo stampo con il processo di espulsione meccanica dopo il raffreddamento e la solidificazione. I difetti e il controllo di qualità vengono verificati sul pezzo.
- Post-elaborazione: A questo punto si può procedere a una post-elaborazione opzionale per migliorare la finitura e la funzionalità del pezzo, come la rifilatura, la lucidatura o il rivestimento.
Stampaggio ad iniezione di gradini acrilici
- Preparazione del materiale: I pellet acrilici vengono introdotti nella tramoggia della stampaggio a iniezione macchina. A differenza del policarbonato, l'acrilico non deve essere lasciato molto tempo ad asciugare, ma è necessario assicurarsi che sia lasciato in un luogo asciutto.
- Fusione e iniezione: I pellet acrilici vengono fusi nel cilindro della macchina per stampi a iniezione, di solito tra 180 C e 250 C. Successivamente, la sostanza viene pressata in uno stampo ad alta pressione.
- Riempire lo stampo: L'acrilico scorre anche velocemente e questo lo rende comodo per riempire stampi complessi. I riempimenti incompleti e i difetti di intrappolamento dell'aria devono essere evitati assicurandosi che il materiale sia iniettato con la giusta pressione.
- Raffreddamento e solidificazione: Il policarbonato impiega più tempo a raffreddarsi durante il ciclo perché la sua conducibilità termica è inferiore a quella dell'acrilico; di conseguenza, riduce il tempo del ciclo.
- Espulsione: Il pezzo in acrilico viene espulso quando si raffredda. Come nel caso del policarbonato, il pezzo viene ispezionato in termini di qualità e difetti.
- Post-elaborazione: I componenti acrilici possono essere trattati mediante lucidatura o rifinitura, in modo da renderli più lisci e privi di difetti. L'applicazione di rivestimenti UV all'esterno e il prolungamento della durata di vita possono comportare la degradazione del rivestimento.
Principali differenze di processo
- Essiccazione: Il policarbonato deve essere controllato per avere una superficie asciutta per evitare difetti, mentre l'acrilico non è così sensibile all'umidità.
- Temperatura di lavorazione: Il policarbonato ha una temperatura di lavorazione più elevata (250-320 °C) rispetto all'acrilico (180-250 °C).
- Tempo di raffreddamento: Il tempo di raffreddamento del policarbonato è più lungo a causa della sua elevata massa termica, mentre quello dell'acrilico è più rapido.
- Resistenza agli urti: Il policarbonato è più resistente agli urti, quindi è adatto alle applicazioni critiche per la sicurezza, mentre l'acrilico è indicato quando la chiarezza ottica e la resistenza ai graffi sono importanti.
Uso dell'acrilico
Le applicazioni dell'acrilico sono ampiamente utilizzate nei tessuti, nei prodotti per la casa e l'arredamento, nelle automobili, nei prodotti industriali e nei fluidi non umidificanti.
L'acrilico è anche un materiale comune in diversi settori perché è esteticamente attraente, è facilmente realizzabile e invecchia bene in presenza di raggi UV. Questi sono alcuni dei principali utilizzi dell'acrilico:
- Segnaletica ed espositori: L'acrilico è duro e ha una buona qualità ottica, il che lo rende ampiamente utilizzato nella realizzazione di insegne, pubblicità, espositori per negozi e trofei, grazie alla sua capacità di essere prodotto in varie forme. È anche resistente all'ingiallimento nel tempo, garantendo così il mantenimento del suo aspetto anche quando è esposto alla luce del sole.
- Finestre e lucernari: Le finestre, i lucernari e i vetri sostitutivi degli edifici residenziali e commerciali sono in genere realizzati in acrilico. È trasparente e, poiché non si rompe se esposto direttamente alle intemperie, è un perfetto sostituto del vetro.
- Serbatoi per acquari: Le vasche per acquari possono essere realizzate in acrilico grazie alla sua leggerezza, chiarezza e resistenza alle crepe. Le vasche di grandi dimensioni sono solitamente costruite con materiale acrilico perché è facile ospitare il peso dell'acqua senza causare traslucenza.
- Automobilistico: L'acrilico è stato applicato alle lenti e ai riflettori dei fari automobilistici perché è altamente trasparente e inoltre è leggero.
Usi del policarbonato
La plastica del policarbonato è estremamente forte e durevole e può essere utilizzata in situazioni che richiedono un'estrema resistenza del materiale, per non parlare della resistenza agli urti e della tolleranza al calore. Di seguito sono riportati alcuni importanti utilizzi del policarbonato:
- Lenti per occhiali: Gli occhiali da vista e da sole, insieme agli occhiali di sicurezza, sono solitamente realizzati in policarbonato, poiché è resistente agli urti e al peso. Offre una maggiore sicurezza per gli occhi con un alto livello di durata, essendo resistente a tutte le condizioni rispetto alle tradizionali lenti in vetro.
- Automobilistico: Il policarbonato trova applicazione nel settore automobilistico in relazione ai rivestimenti dei fari, ai tetti apribili, ai finestrini e agli interni delle automobili. Grazie alla sua resistenza agli urti, può essere utilizzato in parti soggette a danni causati da detriti o incidenti.
- Prodotti per la sicurezza e la protezione: Il policarbonato è il materiale preferito per realizzare finestre antiproiettile e scudi antisommossa, oltre ad altre barriere di sicurezza. Si tratta di un materiale fondamentale nel settore della sicurezza, in quanto il suo elevato impatto e la resistenza alle forze sono motivo di preoccupazione.
- Elettronica: Il policarbonato trova ampia applicazione nelle custodie dei telefoni cellulari, negli schermi dei televisori e nei monitor dei computer, grazie alla sua elevata resistenza alla trazione e alla sua trasparenza.
Conclusione
Esiste una proprietà unica del vetro acrilico rispetto al policarbonato, che li rende adatti a usi specifici. L'acrilico potrebbe essere la risposta alle esigenze di un materiale leggero, resistente ai graffi ed estremamente chiaro (display per l'illuminazione, insegne o vasche per acquari). Ma quando è necessaria un'elevata resistenza agli urti e al calore e una maggiore robustezza del prodotto, come nel caso di occhiali, automobili o barriere di sicurezza, la scelta ricade sul policarbonato.
Esiste una differenza tra policarbonato e acrilico per quanto riguarda le prestazioni: Mentre il policarbonato è noto per le sue eccellenti prestazioni nelle applicazioni ad alta resistenza, l'acrilico offre livelli superiori di chiarezza e resistenza ai graffi a un costo inferiore. Per determinare il materiale migliore quando si sceglie il plexiglass, l'acrilico o il policarbonato, è necessario prendere nota di ciò che il materiale deve fare. È l'acrilico o il policarbonato che vi serve, in base alla chiarezza, alla resistenza ai raggi UV o alla capacità di aderire al budget?
Domande frequenti
1. Qual è la differenza complessiva tra policarbonato e acrilico per quanto riguarda la resistenza agli urti?
Rispetto all'acrilico, il policarbonato è molto resistente agli urti. È significativamente più forte e sostanzialmente infrangibile, quindi molto utile nelle applicazioni in cui sono necessarie le proprietà specificate (ad esempio, l'uso come parte della barriera di sicurezza o il vetro antiproiettile). Rispetto all'acrilico, che è altrettanto resistente, tende a creparsi o a scoppiare quando viene colpito.
2. L'acrilico e il policarbonato sono utilizzabili all'esterno?
Entrambi i materiali sono applicabili in applicazioni esterne, ma possiedono proprietà diverse. L'acrilico può durare all'aperto perché non assorbe i raggi UV e può essere applicato a insegne, finestre e lucernari. L'esposizione ai raggi UV provoca l'ingiallimento e il degrado del policarbonato; tuttavia, i rivestimenti UV possono essere utilizzati per trattare il policarbonato e aumentarne le prestazioni in ambienti soggetti a forti sollecitazioni, come i vetri di sicurezza e i prodotti agricoli.
3. Quale materiale è più economico da iniettare?
L'acrilico è generalmente più economico del poli, rispetto al policarbonato. È più economico in termini di produzione e il processo di stampaggio a iniezione è più rapido, poiché la temperatura di lavorazione è più bassa. Tuttavia, quando sono necessarie un'elevata resistenza agli urti e una lunga durata, il policarbonato, a un costo più elevato, potrebbe essere l'opzione più appropriata in applicazioni critiche per la sicurezza o per impieghi gravosi.




































