Поликарбонат и полиамид отличие

Обновлено: 18.05.2024

При ремонтных работах бытовой техники, автомобилей, бижутерии, при моделировании возникает вопрос, как определить тип пластика для выбора клея, режимов сварки, оценки возможности соединения деталей между собой или их окраски, а также подбора пластика под существующие условия эксплуатации.

Зачем нужно определять вид пластика самому

Зачастую нужно определить тип пластика самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Это может понадобиться при ремонтных работах, при переработке, для правильного использования изделий пластмасс.

Например, полиэтилен практически не поддается склеиванию, его можно только сваривать. И все виды полиэтилена размягчаются в кипящей воде.

Поликарбонат успешно противостоит отрицательным температурам, а полистирол быстро растрескивается.

Дихлорэтан хорошо растворяет полистирол и оргстекло, и его используют для их склеивания, как самый лучший клей.

Для ремонта внутреннего шкафа холодильников из полистирола при его растрескивании используют клей на основе дихлорэтана (он так и называется «Дихлорэтан. Клей для пластмассы») и даже универсальный китайский суперклей «Секунда». Им аккуратно промазывают трещины. Но работать с этим летучим веществом нужно очень осторожно, так как оно токсично! А при высыхании безопасно после связывания молекулами полимера. Такой клей широко используют на заводах по производству холодильников для мелких ремонтных работ в выпускаемых холодильных приборах.

Часто возникает потребность определить тип пластика при сортировке перед вторичной переработкой, чтобы убедиться, что весь отсортированный пластик однородный. Именно для утилизации и существуют обозначения пластмасс.

Любопытные потребители и те, кто заботится о своем здоровье, тоже интересуются вопросом, в какой вид пластика фасуются продукты питания. Ведь есть виды полимеров, например, меламин и полиуретан, использование которых в контакте с продуктами запрещено. Кстати, поэтому меламина и полиуретана нет в перечне маркировок.

Цифровое обозначение видов пластмасс

Для удобства переработчиков Ассоциация переработчиков пластмасс (Plastics Industry Trade Association) в 1988 представило систему идентификационных кодов (RIC). В 2010 году был разработан международный стандарт ASTM D 7611, в котором маркировочное число заключалось в треугольник из стрелок, а в 2013 году были внесены изменения, которые заменили треугольник из стрелок четким равносторонним треугольником с цифрой внутри. Это можно увидеть на донышке посуды и упаковки. Иногда рядом с ними обозначен и тип пластмассы.

Необходимо знать, что эти стандарты разрабатывались в первую очередь для переработчиков пластмасс и одним из принципов разработки является: «Сделать код незаметным на момент покупки, чтобы он не повлиял на решение о покупке». Так что потребителю иногда придется тщательно осмотреть упаковку для поиска кода.

Большинство пластиковых упаковок производится из шести видов пластмасс: полиэтилентерефталат (PET); полиэтилен высокой плотности (ПЭВП); поливинилхлорид (ПВХ или винил); полиэтилен низкой плотности (ПЭНП); полипропилен (РР) и полистирол (PS).

Поэтому стандартом каждому виду было назначено одно число от от 1 до 6. Цифра 7 означает «другой материал» и означает, что данный продукт изготовлен из материала не из основного списка. Это сделано по требованиям законодательства некоторых стран, чтобы все упаковки были промаркированы.

Цифра 1. Это полиэтилентерефталат, PET или PET(Ф). Применяется для изготовления тары, волокон либо пленки. Изначально разрабатывался для производства волокон и производства как технических, так и бытовых тканей (флис). Но по мере совершенствования технологии полимеризации все шире применяется для пищевой упаковки.

Цифра 2. Полиэтилен низкого давления высокой плотности, HDPE. Из него делают упаковочные пакеты, термоусадочную пленку.

Цифра 3. Поливинилхлорид (ПВХ), PVC. В основном для производства линолеума и пластиковsх окон. Для применения пищевой упаковки его использование запрещено, хотя зачастую вкладыши для крышекна бутылок именно из него.

Цифра 4. Полиэтилен высокого давления низкой плотности, LDPE. Для изготовления упаковочной тары, парниковой пленки, труб и игрушек.

Цифра 5. Полипропилен PP широко используется для пищевой упаковки по причине его полной химической инертности и термостойкости. Он находит применение при производстве одноразовых шприцев, катетеров, одноразовой посуды для горячих блюд, бытовых приборов. Его можно обрабатывать паром и кипятить, поэтому из него изготавливают трубы для горячего водоснабжения.

Цифра 6. Полистирол PS. Одноразовая посуда, стаканчики под йогурт, внутренняя обшивка и начинка холодильников. Вспенивание специальных марок полистирола пентаном позволяет получать пенополистирол, изоляционный материал.

Цифра 7. Прочие материалы, например многослойные фольгированные упаковки для молока и соков, сочетающие бумагу, фольгу и полимеры. Сравнительно недавно эту группу пополнил хлорированный полиэтилен CPE. Эти материалы практически не поддаются вторичной переработке.

Есть аппаратные виды исследований, например, инфракрасная спектроскопия. Ну а если под рукой приборов нет, то можно воспользоваться быстрыми и несложными методами.

Ведь пластики разных видов:

горят по-разному,
запах при их горении разный,
растворители на них действуют по-разному,
при погружении в воду тоже ведут себя по разному.

Именно на этой разности и основаны основные методы самостоятельного определения вида пластика.

На разной плотности и разном поведении в воде основан метод флотации — разделения различных видов пластмасс во флотационных ваннах.

Горение и растворение пластмасс

Полиэтилентерафталат (ПЭТ). Прочный, жёсткий, теплостойкий материал. Тонет в воде. Горит коптящим пламенем, при этом размягчается без течения, самозатухающий, то есть при удалении из зоны горения затухает. Запах резкий.

Полиэтилен. Все виды полиэтилена очень хорошо горят ярким, синеватым пламенем без копоти, с запахом парафина. При этом образуются потеки и капли.

Полиэтилен плавает на поверхности воды и не растворяется в большинстве органических растворителей. По этой причине и из-за своего поверхностного натяжения детали из полиэтилена невозможно склеить.

Полипропилен. При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению полиэтилена, то есть при горении образуются потеки полимера, запах более острый, похож на запах жженой резины или сургуча. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную нить.

В органических растворителях при комнатной температуре практически не растворяется, лишь незначительно набухает. По этой причине плохо склеивается. Он плавает в воде.

Полистирол. При сгибании полоски полистирола, она легко гнется с появлением белой зоны, потом резко ломается с характерным треском. Горит ярким, сильно коптящим пламенем, с хлопьями и паутинками копоти. Запах сладковатый.

Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (ацетон, бензол), четыреххлористом углероде и хладонах (в дихлоэтане). Тонет в воде.

Поливинилхлорид (ПВХ). Эластичен. Трудногорючий, самозатухающий, то есть при удалении из зоны огня тухнет. При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение.

Очень резкий, острый запах дыма с примесью хлора, поэтому продукты горения очень токсичны. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество. Тонет в воде.

Растворяется в хладонах и полиэфирах (дихлорэтан, хлороформ), набухает в бензине и ацетоне.

Полиакрилат (органическое стекло). Прозрачный, хрупкий материал. Горит синевато-светящимся коптящим пламенем с легким потрескиванием. У дыма острый фруктовый запах (эфира).

Легко растворяется в дихлорэтане и ацетоне, что используется для его склеивания. Тонет в воде.

Полиамид (ПА). Очень прочный пластик, который относят к инженерным, конструкционным материалам. Горит голубоватым пламенем. При горении разбухает, коптит, «пшикает», образует горящие потеки. Дым с легкоузнаваемым запахом паленого волоса, перьев. Застывшие капли очень твердые и хрупкие. Тонет в воде.

Полиуретан. Очень гибкий и эластичный материал (при комнатной температуре). На морозе — хрупок. Горит коптящим, светящимся пламенем, с едким запахом. У основания пламя голубое. При горении образуются горящие капли-потеки. После остывания эти капли — липкое, жирное на ощупь вещество. Тонет в воде.

Пластик АВС. Все свойства по горению аналогичны полистиролу, только к сладковатому запаху стирола примешивается едкая нота. Легко спутать с ударопрочным полистиролом, но отличается от него более высокой жесткостью, которую можно почувствовать при сгибании.

В отличие от полистирола практически не растворяется в хладонах и бензине, может только немного разбухнуть. Тонет в воде.

Фторопласт. Не горюч, при сильном нагревании обугливается с выделением очень едкого запаха. Категорически запрещен для контакта с пищевыми продуктами, потому что запах можно почувствовать и без нагрева.

Плохо растворяется в органических растворителях, может набухнуть.

Поликарбонат. Прозрачный высокопрочный пластик все шире используется для теплиц, остановочных павильонов и рекламных конструкций (особенно сотовый). Стоек к ударам, но легко царапается. Самозатухающий, то есть при удалении из пламени тухнет. При горении появляется сладковатый цветочный запах.

Размягчается в бензине, ацетоне и в большинстве органических растворителях.Тонет в воде.

Полиацеталь. Плотный, прочный, «скользкий» пластик с очень едким запахом при горении и переработке. Есть группа негорючих ацеталей с антипиренами.

Какой пластик тонет в воде

Поведение в воде помогает быстро отличить пластик по плотности. Это обусловлено его плотностью в сравнении с плотностью воды, которая принимается равной 1 г/см 3 . Проще говоря, пластик с плотностью больше плотности воды — утонет, если плотность пластика меньше плотности воды — он будет плавать.

Средняя плотность пластмасс и поведение их в воде приведены ниже в таблице.

Кандидат технических наук М. КАЦЕВМАН, записала Е. Лозовская.

Автомобильную промышленность можно считать настоящим полигоном для испытания и внедрения полимерных материалов. Желание сделать автомобиль более безопасным, легким, красивым и экономичным заставляет конструкторов и дизайнеров постоянно искать пластики на замену металлических элементов. "Начинка" автомобиля состоит из деталей самого разного назначения, и для их изготовления требуются материалы с различными свойствами. К примеру, для бампера важнее всего ударопрочность, для бензинового фильтра - устойчивость к топливу, а для трущихся деталей - износостойкость. С каждым десятилетием количество пластмассовых деталей в автомобилях неуклонно возрастает. Если в 1964 году автомобиль зарубежного производства содержал в среднем 1-1,5% полимеров (по весу), то сейчас в новых автомобилях пластик составляет уже 15%. Российское автомобилестроение не исключение, на смену металлическим деталям в отечественных машинах все чаще приходят пластиковые. Но чтобы такая замена оказалась по-настоящему эффективной и экономически выгодной, необходимые полимерные материалы должны быть достаточно дешевы и всегда "под рукой". А это возможно только в том случае, когда они производятся здесь, в России. Именно для выполнения этой задачи московская компания "Полипластик-Технопол", тольяттинские предприятия "Куйбышев -Азот" и "Виза" объединили свои усилия и создали в Тольятти совместное предприятие "Волгапласт", которое производит полимерные материалы на основе полиамида.

Доля полиамидов на мировом рынке термопластичных конструкционных материалов c высокой степенью кристалличности. (Общий объем производства - 3,4 млн тонн.)

Доля полиамидов на российском рынке термопластичных конструкционных материалов c высокой степенью кристалличности.

Преимущества полиамида-6 перед другими пластиками (полиацеталем, поликарбонатом, полибутилентере-фталатом, АБС-пластиками).

Мы привыкли говорить о том, что живем в век полимеров. Но полимеры не просто заменяют традиционные древесину, стекло, металл, они во многом превосходят их. Полимеры стали основой для создания новых конструкционных материалов с уникальными свойствами. Разнообразие существующих синтетических полимеров и композитов позволяет в каждом конкретном случае подбирать материал, максимально соответствующий тем функциям, которые должно выполнять изделие, и тем условиям, в которых оно будет эксплуатироваться.

Прочные позиции в разных отраслях промышленности, в том числе автомобилестроении, занимают полиамиды - дешевые, удобные в переработке полимеры, обладающие универсальными эксплуатационными свойствами. Характерный химический признак полиамидов - то, что они содержат в основной цепи группу - СО - NH -. Кстати, такие же группы содержатся в белках и пептидах, хотя по свойствам биологические полиамиды сильно отличаются от синтетических. Основные выпускаемые промышленностью группы полиамидов - полиамид-6, полиамид-6,6 и полиамид-12; цифры обозначают число атомов углерода в исходных веществах (мономерах).

Первый промышленный полимер этого класса, полиамид-6, более известный широкой публике под названием капрон, начал свое триумфальное шествие по миру в конце 1930-х годов, после того, как сотрудник компании "Дюпон", талантливый американский химик Уоллес Карозерс разработал метод получения синтетического полиамидного волокна. Изделия из прочных и эластичных синтетических нитей, от дамских чулок и парашютов до рыболовных сетей и канатов, быстро завоевали рынок.

Сейчас полиамид - один из самых дешевых и широко используемых полимеров. Из него можно изготавливать не только волокно, но и пленки, клеи, а также пластики. Полиамидные пластики обладают замечательными свойствами: они прочны, устойчивы к механическому износу, маслам и органическим растворителям, выдерживают температуры до 140 о С, обеспечивают хорошую тепло- и электроизоляцию. К тому же полиамиды прекрасно совмещаются с самыми разными наполнителями, а это открывает неисчерпаемые возможности для создания на их основе композиционных материалов и модифицированных пластиков с заданными характеристиками. В качестве наполнителей применяют стекловолокно, асбест, графит, кварц, тальк и другие материалы. Количество наполнителя, в зависимости от поставленной задачи, может достигать до 60%. При этом каждый вид наполнителя придает пластику особые свойства: стекловолокно в несколько раз улучшает механическую прочность, графит и дисульфид молибдена снижают коэффициент трения, тальк и кварц усиливают электроизоляционные свойства, соединения фосфора и сурьмы уменьшают горючесть. Полиамид можно окрашивать в любые цвета, изделия из него имеют хороший внешний вид, что немаловажно для конкурентоспособности на рынке.

Огромное достоинство полиамидных материалов - простота переработки. Они термопластичны, что позволяет изготавливать детали различной формы методом литья под давлением и экструзии. По сравнению с другими полимерами полиамид менее капризен, не так требователен к точности соблюдения температурных режимов литья и сушки. Для России, где технологические процессы на производстве еще не полностью отработаны, такая неприхотливость - большое достоинство. Более того, производство деталей из полиамидных термопластов практически безотходно, поскольку любые остатки полимерной массы обязательно находят новое применение.

Сырьем для синтеза полиамида-6 служит распространенный химический продукт - капролактам. Поскольку российские химические предприятия производят 10% мирового объема капролактама, ясно, что проблем с сырьем в нашей стране нет. Большинство отечественных заводов выпускают полиамид-6 в виде волокна, из которого делают трикотаж, ткани, корд для шин и многое другое. Но для автомобильных деталей нужны специальные модифицированные литьевые марки полиамида-6, производство которых в последние годы, после закрытия цеха на заводе "Карболит" в Орехово-Зуеве, в России практически прекратилось.

Чтобы обеспечить потребности отечественного автомобилестроения и других отраслей промышленности в материалах на основе полиамида, в Тольятти было создано совместное предприятие "Волгапласт" при участии компании "Полипластик-Технопол", предприятий "Куйбышев-Азот" и "Виза". "Волгапласт" выпускает 5 тысяч тонн продукции в год. Теперь отечественные автозаводы в значительной степени избавлены от необходимости закупать полиамиды импортных марок, оплачивать дополнительные транспортные расходы и ждать, когда прибудет заказанная партия сырья. А главное - можно обойтись в достаточно недорогом отечественном автомобиле без дорогих импортных материалов. Производство полиамидных пластиков требуемых марок теперь находится рядом - в Тольятти.

Современное автомобиле -строение уже немыслимо без материалов на полимерной основе. Достаточно заглянуть под капот автомобиля, чтобы увидеть там множество деталей, изготовленных из пластика. Если говорить конкретно о полиамиде, то это элементы систем зажигания, термостаты, защитные экраны, корпуса бензиновых и воздушных фильтров, крыльчатки вентиляторов и многое-многое другое. Недавно из полиамида начали делать детали выпускного коллектора, а будут делать и крышки клапанов. Некоторые изделия из материалов "Волгапласта", например бензиновые фильтры и каркасы реле из прозрачного полиамида, будут экспортироваться во многие страны мира.

Применение полиамиду нашлось и в салоне автомобиля: различные кнопки и каркасы, ручки дверей, корпуса и шестерни стеклоподъемников. В недалеком будущем металлическую педаль акселератора заменит более легкая и прочная - из армированного полиамида.

Конечно, идеальных материалов не бывает - есть недостатки и у полиамида. Один из них - способность поглощать влагу. Из-за этого в изделиях из полиамида нельзя обеспечить высокую точность размеров: при повышенной влажности деталь слегка набухает, а в сухом воздухе снова сокращается. Но во многих случаях недостатки полиамида нивелируются комплексом других потребительских качеств, которые делают его универсальным пластиком. А для специальных задач существуют специальные марки полимеров.

Что дает использование пластиков в автомобиле? Во-первых, машина становится легче, а это означает, что снижается расход топлива и уменьшается загрязнение окружающей среды выхлопными газами. Во-вторых, открывается возможность для новых конструкционных решений, поскольку термопластичные полимеры легко поддаются переработке и, следовательно, позволяют воплотить любые дизайнерские идеи. Благодаря этому можно получать детали самых хитроумных форм и цветов без дополнительных операций по механической обработке и окраске. В-третьих, применение пластиков помогает не только отказаться от дорогостоящих цветных металлов и нержавеющих сталей, но и сократить энерго- и трудозатраты в процессе производства, а значит, снизить стоимость автомобиля.

Но, пожалуй, самое главное преимущество пластиков в том, что они обладают комплексом свойств, необходимых для конкретного конструкционного элемента. А от того, насколько соответствует материал условиям эксплуатации, зависит надежность детали и, в конечном итоге, безопасность автомобиля, а также комфорт водителя и пассажиров. Зарубежный опыт показывает, что полиамид - наиболее подходящий материал для элементов подкапотного пространства. Сочетание гибкости и жесткости, устойчивость к вибрации, коррозии, истиранию, растрескиванию обеспечивают дополнительную защиту при аварии.

Среди модифицированных марок полиамида есть такие, которые обладают одновременно низким коэффициентом трения, прочностью и ударной вязкостью. Причем эти свойства сохраняются в широком диапазоне температур, что делает полиамид незаменимым при изготовлении сепараторов подшипников и других трущихся деталей.

Компания "Полипластик-Технопол" разработала процесс получения модифицированных марок полиамида широкого назначения. Недавно освоено уникальное производство новых материалов серии Технамид Б . Они имеют более короткий цикл литья. А ведь экономия даже нескольких секунд позволяет изготовить за смену больше деталей и в итоге повышает эффективность производства. Кроме того, эти материалы обладают высокой прозрачностью, что существенно расширяет спектр их применения.

Сейчас на предприятии "Волгапласт" начат выпуск стеклонаполненных материалов серии Армамид - торговой марки "Полипластик-Технопол". Эти стеклопластики имеют улучшенные эксплуатационные качества и, без сомнения, найдут применение в автомобилях новых серий, сделав их легче, красивее и прочнее.

Читайте в любое время

Доля полиамидов на мировом рынке термопластичных конструкционных материалов c высокой степенью кристалличности. (Общий объем производства - 3,4 млн тонн.)
Доля полиамидов на российском рынке термопластичных конструкционных материалов c высокой степенью кристалличности.
Эти автомобильные детали сделаны из материалов на основе полиамида-6.
Преимущества полиамида-6 перед другими пластиками (полиацеталем, поликарбонатом, полибутилентере-фталатом, АБС-пластиками).
Недостатки полиамида-6 по сравнению с другими пластиками.

Мы практически безошибочно определяем пластмассу, отличаем её от дерева, металла и других материалов. Но как определить тип пластика? Чем пластики отличаются друг от друга?

Определение типа пластика по идентификационному знаку

Типы пластика, подлежащие сбору и вторичной переработке, обозначены разными символами. Коды согласованы на международном уровне, чтобы прояснить химический состав каждого пластикового изделия и определить возможность вторичной переработки этих изделий.

1. PET или PETE — полиэтилентерефталат (ПЭТ или ПЭТФ). Это материал, из которого делают пластиковые бутылки. ПЭТ широко используется в мире для изготовление различных упаковочных изделий (бутылки, коррексы, бандажная лента). Кроме этого ПЭТ используется для изготовления утеплителя «синтепон», а также других нетканых материалов.

2. HDPE — полиэтилен высокой плотности (низкого давления — ПНД) . Это практически безопасный материал. Из этого пластика изготавливают пищевую тару, бутылки и ящики.

3. PVC — поливинилхлорид (ПВХ). Обычный поливинилхлорид достаточно жесткий пластик. Для придания ему большей мягкости в него добавляют пластификаторы. Из этого материала изготавливают различные изделия хозяйственно и строительного назначения: трубы, отделочные панели, оконные рамы. Из ПВХ изготавливают обувные подошвы и детские игрушки.

4. LDPE — полиэтилен низкой плотности (высокого давления ПВД). В основном этот пластик идет на изготовление пленки и мешков.

5. PP — полипропилен (ПП). Этот пластик имеет белый цвет или полупрозрачные тона. Что за материал используется в качестве упаковки для сиропов и йогурта. Полипропилен ценится за его термоустойчивость. Когда он нагревается, то не плавится. Относительно безопасен.

6. PS — полистирол (пластмасса ПС). Это жесткая пластмасса. Используется для изготовления корпусов бытовой электроники. Из полистирола изготавливают много одноразовой посуды.

7. OTHER или О — прочие. К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы.

Кроме этого, изделия, изготовленные из вторичных полимеров, обозначаются дополнительной буквой «R». Например, RPET, RHDPE, RPVC, RLDPE, RPP, RPS. Такие изделия также подлежат дальнейшей вторичной переработке.

Определение вида пластика по характеру горения

Несмотря на свою простоту, испытание на горение следует использовать с осторожностью из-за токсичности многих продуктов сгорания. Не стоит сразу прибегать к этому способу, особенно с образцом неизвестного полимера.

Как определить ПЭВД

Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растирании между пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб.

Как определить ПЭНД

Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок. Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.

Как определить Полипропилен

При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, но запах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде — прозрачен, при остывании — мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем у ПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча.

Как определить Полиэтилентерафталат (ПЭТ)

Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб., поэтому он тонет в воде. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени самозатухает.

Как определить Полистирол

При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура.Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный. Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (дихлорэтан, ацетон, бензол).

Как определить Поливинилхлорид (ПВХ)

Горит с трудом, при удалении из пламени затухает. При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение. Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами в сажу). Растворим в четыреххлористом углероде.

Как определить Поликарбонат (органическое стекло)

Прозрачный, прочный, но хрупкий материал. Горит синевато-светящимся пламенем с легким потрескиванием. У дыма острый фруктовый запах (эфира). Легко растворяется в дихлорэтане.

Как определить Полиамид (ПА)

Материал имеет отличную масло-бензостойкость и стойкость к углеводородным продуктам, которые обеспечивают широкое применение ПА в автомобильной и нефтедобывающей промышленности (изготовление шестерен, искуственных волокон…). Полиамид отличается сравнительно высоким влагопоглощением, которое ограничивает его применение во влажных средах для изготовления ответственных изделий. Горит голубоватым пламенем. При горении разбухает, «пшикает», образует горящие потеки. Дым с запахом паленого волоса. Застывшие капли очень твердые и хрупкие. Полиамиды растворимы в растворе фенола, концентрированной серной кислоте. Плотность: 1,1-1,13 г/см. куб. Тонет в воде.

Как определить Полиуретан

Основная область применения – подошвы для обуви. Очень гибкий и эластичный материал (при комнатной температуре). На морозе — хрупок. Горит коптящим, светящимся пламенем. У основания пламя голубое. При горении образуются горящие капли-потеки. После остывания, эти капли – липкое, жирное на ощупь вещество. Полиуретан растворим в ледяной уксусной кислоте.

Как определить Пластик АВС

Все свойства по горению аналогичны полистиролу. От полистирола достаточно сложно отличить. Пластик АВС более прочный, жесткий и вязкий. В отличие от полистирола более устойчив к бензину.

Как определить Фторопласт-3

Применяется в виде суспензий для нанесения антикоррозийных покрытий. Не горюч, при сильном нагревании обугливается. При удалении из пламени сразу затухает. Плотность 2,09-2,16 г/см.куб., тонет в воде.

Как определить Фторопласт-4

Безпористый материал белого цвета, слегка просвечивающийся, с гладкой, скользкой поверхностью. Очень хороший диэлектрик. Не горюч, при сильном нагревании разлагается. Не растворяется практически ни в одном растворителе.

В данной статье мы разберем только важные аспекты по выбору поликарбоната как укрывного материала для стандартной теплицы без лишней теории и воды.

Стандартный размер листа сотового поликарбоната 2,1*12 метров, но в розничной продаже он представлен 2,1*6 метров. За редким исключением бывают в продаже 2,1*3 метра, но это очень редко.

Чем сотовый поликарбонат лучше стекла в качестве укрывного материала для дачной теплицы?

Поликарбонат имеет большую прочность и жесткость. При работе в теплице или возле нее, никто не застрахован от случайного повреждения укрывного материала – в основном это повреждения садовым инструментом.
При ударе по стеклу произойдет его полное разрушение на мелкие кусочки
При ударе по сотовому поликарбонату образуется вмятина или дырка, на дальнейшую эксплуатацию это никак не повлияет. Но если вы захотите произвести ремонт, то достаточно залить отверстие влагостойким (прозрачным) герметиком.

При использовании поликарбоната в теплице будет сохраняться больше тепла и как следствие более длительный период ее эксплуатации (в среднем вы получаете дополнительно 2–3 месяца для посева и выращивания свежих овощей)

Почему сотовый поликарбонат лучше держит тепло?

Тут все просто. В самом названии кроется ответ. Структура поликарбоната имеет соты или как их еще называют ячейки. Благодаря этим сотам образуется воздушная перегородка от температуры на улице и внутри самой теплицы. И получается снаружи теплицы одна температура, внутри сот (ячеек) поликарбоната другая более теплая температура, а в самой теплице третья
Например на улице -15 градусов, то внутри теплицы уже будет 5–7 градусов тепла

Вы, наверное, подумаете, что исходя из этого он и прогреваться будет хуже. Нет, так как в ячейках поликарбоната меньший объем воздуха и прогреть его проще. И он уже будет выступать как аккумулятор тепла для воздуха внутри теплицы.

Но как же прочность? Ведь это пластик, разве он выдержит наши снега?

Если грамотно подойти к выбору сотового поликарбоната, то он выдержит большие нагрузки. Ведь основную нагрузку несет на себе металлокаркас теплицы, а не поликарбонат. Наверняка на просторах интернета вы видели немало фотографий теплиц, обрушившихся под снежными массами. На всех этих фотографиях видно, что ломается каркас теплицы, а поликарбонат лежит на покорёженной теплице

Сотовый поликарбонат пластичный материал и при превышении нагрузки начинает прогибаться, распределяя нагрузке по все своей площади. После схода или таяния снега принимает изначальную форму.

Какая должна быть толщина поликарбоната, чтобы теплица выдержала снежные массы вашего региона?

Толщина поликарбоната бывает от 3,5 мм до 32 мм. Но для использования в качестве укрывного материала для дачных теплиц используют от 3,5 мм до 6 мм

Начнем с того, что в каждом регионе своя норма по выпадению снега за зимний период. Но ненужно забывать о аномально снежной зиме, когда выпадает сверх месячная норма снега.

На несущую способность пластика в основном будет влиять не расстояние между дугами, а форма теплицы. Чем более прямая крыша теплицы, тем больше снега скапливается на ней, тем больше будет нагрузки на металлокаркас и укрывной материал

Самая распространенная форма теплицы - это арочная, но в этот анализ мы добавим форму Капля (Капелька, Стрелка – Заостренная форма теплицы). На такие теплицы рекомендуется использовать поликарбонат толщиной 4 мм.

У вас сразу встанет вопрос почему 6 мм не походит для теплицы? Он ведь толще и прочнее

У поликарбоната 6 мм есть два преимущества:

Первое, большая плотность (жесткость)
Второе, увеличенные соты (воздушное пространство) – но в дачных вариантах теплиц вы не почувствуете увеличения тепла, так как теплицы не герметичны, и вы что с поликарбонатом 4 мм, что с 6 мм будете начинать и заканчивать тепличный сезон в одно и тоже время

Вы можете использовать и 6 мм, но это дополнительная стоимость к материалу + 70% к стоимости поликарбоната 4 мм. А стоимость поликарбоната занимает примерно половину стоимости самой теплицы, следовательно получится теплица на 35% дороже аналогичной с поликарбонатом 4 мм.

Благодаря арочной форме теплицы, снег не скапливается на крыше и не оказывает избыточную нагрузку.

Но если исходить из этой логики, то почему не использовать поликарбонат толщиной 3,5 и 3,8 мм для теплицы?

Такой поликарбонат считается облегченным и используется как временное решение. Даже при работе с данным поликарбонатом вы будете постоянно бояться его повредить, потому что он даже по тактильным ощущениям “жидковат”

От чего же зависит жесткость и прочность сотового поликарбоната?

Вы сразу ответите конечно от толщины. Это будет не верное утверждение. Сотовый поликарбонат обладает пластичностью (эластичностью) как раз за счет сот и он не обладает монолитностью.

Соты это два листа соединенные перегородками с воздушными каналами и толщина этих перегородок может быть разная. Поэтому в характеристиках поликарбоната есть такое понятие как плотность

Плотность поликарбоната – это масса пластика использованного при производстве на 1 м2 листа. Чем больше плотность, тем больше пластика, тем больше жесткость.

Так как мы рассматриваем самый распространенный поликарбонат 4 мм, мы поговорим именно о его плотности.

Какая плотность должна быть у сотового поликарбоната 4 мм, чтобы он выдержал снеговые нагрузки?

Плотность у поликарбоната толщиной 4 мм имеет большой разбег, от 0,5 кг на 1м2 до 0,8 кг на 1 м2

Поликарбонат плотностью 0,5–0,55 кг/м2 считается облегченным
Поликарбонат плотностью 0,6 кг/м2 считает стандартом
Поликарбонат плотностью 0,7–0,8 кг/м2 уже считает усиленным

Для арочных и скатных форм теплицы достаточной плотностью будет является диапазон 0,5–0,6 кг на 1м2

Для широких теплиц (шириной от 4 метров) и теплиц формы ВАГОН плотность поликарбоната должна составлять от 0,6 кг/м2

Многие производители, продавцы и тем более покупатели путают два понятия: удельный вес и плотность. Удельный вес – это вес вместе с транспортировочной пленкой и на количество пластика на 1 м2 никак не влияет

Что дает дополнительная перегородка в поликарбонате?

Вы наверное встречали в названии поликарбоната слово Усиленный (Премиум). Если не брать в расчет маркетинговых уловок производителей, то поликарбонат может быть усилен за счет повышенной плотности, либо за счет дополнительной перегородки

У поликарбоната толщиной от 8 мм часто добавляют дополнительное горизонтальное ребро жесткости посередине соты. Получается в одной соте не одна воздушная камера, а две. Это делается для придание жесткости, так как при увеличении толщины листа соты увеличивают по высоте, тем самым уменьшается жесткость вертикальных стенок. Вот именно поэтому их дополнительно усиляют горизонтальными перегородками.

Приятным бонусом к этому является дополнительная теплоизоляция, так как получается больше воздушных камер защищающих от холодной уличной температуры.

По тому же принципу стали усиливать поликарбонат толщиной 4 мм, но уже не по горизонтали, а по диагонали. Это придает дополнительную жесткость и плюсы двухкамерности для сохранения тепла в теплице

Важно! Если в поликарбонате добавлена дополнительная перегородка, а плотность осталась прежней, то об усилении не может идти речи. Так как пластик на дополнительную перегородку взят из общей массы листа за счет уменьшения толщины его стенок.

Почему уже через год пожелтел поликарбонат?

Есть две причины:

Внутрь сот поликарбоната забилась пыль и грязь, которую не так-то просто потом оттуда очистить. Лучше заранее позаботиться об этом при помощи антипыльной ленты и торцевогопрофиля . Они обеспечат защиту от насекомых, пыли и грязи, но в то же время позволяет образовывающемуся конденсату свободно выходить из этих ячеек.

Самой распространенной причиной, является выгорание на солнце – недостаточная защита от ультрафиолетовых лучей. И как следствие пластик становится более хрупким и разрушается от малейшего воздействия. Такой поликарбонат не подлежит ремонту, а подлежит полной замене.

Какой должна быть защита от ультрафиолета (солнца)?

Уже почти все производители наносят защитный слой на поликарбонат.

Бывает два вида нанесения:

В массу пластика добавляется защитный состав от выгорания на солнце и перемащивается. Данный способ является более дешевым в производстве, но имеет главный недостаток – это неоднородность защитного состава. В таком поликарбонате присутствует места с малым количеством или вообще без них и именно в этих местах он начнет в первую очередь выгорать и разрушаться
Защитная пленка от УФ. Наносится либо с одной стороны листа, либо с двух сторон. Но сейчас чаще всего только с одной стороны, ведь у теплицы только одна сторона листа будет находиться под воздействием прямых солнечных лучей

Какой гарантийный срок на поликарбонат?

Толщина пленки с УФ-защитой прямым образом влияет на срок службы поликарбоната. Чем больше микрон (единица измерения толщины), тем больший срок гарантии дает завод производитель

Гарантийные обязательства завода распространяются на возможность использования поликарбоната, при соблюдения всех правил монтажа и эксплуатации. Но говоря простым языком завод гарантирует, что за установленный период поликарбонат не разрушится под солнцем.

Если стандартизировать гарантийные сроки разных производителей:

На пленку с УФ-защитой до 30 микрон – от 5 до 10 лет гарантии
На пленку с УФ-защитой 30 микрон – 15 лет гарантии
На пленку с УФ-защитой 45 микрон – 20 лет гарантии

Но важно помнить, что судить о качестве и толщине пленки исходя из гарантийного срока не совсем верно, так как гарантию в рекламных целях можно заявить любую

Плюс в нашей стране мало организаций, которые могут похвастаться работой на рынке более 10 лет. А если и проработали, то постоянно меняются юридические лица.
Купили предположим вы в ООО Пупкин, а через несколько лет это уже ООО Пупкин Плюс. И предъявить претензии к новой организации вы не можете, только если сама организация клиенториентирована и дорожит своей репутацией удовлетворит претензию.

Поликарбонат побило градом – Гарантийный случай?

Нет, град является природным явлением, которое оказывает механическое воздействие на поликарбонат.
Ведь град может быть диаметром в 1мм и в 1см. У вас ведь нет гарантии на поликарбонат на случай, если в него кинуть камень, то же самое и с градом

От града вас может не спасти даже самый усиленный поликарбонат.

Какой марки (производителя) выбрать сотовый поликарбонат?

Начнем с того, что на российском рынке нет сотового поликарбоната иностранного производства, предназначенного для теплиц. Потому что, если его использовать для дачных теплиц, цена будет заоблачная из-за курсовой разницы.

Многие указывают производство по иностранной технологии или на иностранном оборудовании, но почему-то автомобили, производимые по иностранной технологии и на иностранном оборудовании, не пользуются большой популярностью.

Производство на иностранном оборудовании конечно идет в плюс к качеству поликарбоната. Так как будет более однородная плотность и размеры. Но важно еще правильно настроить это оборудование.

И многие клиенты думают, что покупают, например немецкий поликарбонат. Нет, это российский поликарбонат из российского сырья, произведенный не немецком оборудовании.

Сырье для поликарбоната может быть двух типов:

Первичное сырье - изготовления изделий из пластиковых гранул специально предназначенных для этого
Вторичное сырье - когда из переработанного пластика делают гранулы для производства нового пластика. Поликарбонат из такого сырья хоть и имеет большую жесткость при одинаковой плотности с поликарбонатом из первичного сырья, но он менее пластичен и более хрупкий на излом. Так же никто не знает сколько он прослужит

Какой стороной монтировать поликарбонат? С какой стороны листа УФ-защита сотового поликарбоната ?

Для защиты листа при транспортировке и хранении на него наносят защитную пленку либо с двух сторон, либо в удешевленных вариантах только с одной стороны.

Сразу отступлю от повествования и отмечу, не рекомендуется покупать поликарбонат с защитной транспортировочной пленкой с одной стороны, так как потом он будет весь царапанный со стороны без пленки

На одну из транспортировочных защитных пленок производитель наносит рекламные материалы и инструкцию. Вот под этой пленкой находится пленка с защитой от солнца.

Сторона с инструкцией монтируется в сторону солнца. Плюс многие производители дополнительно пишут на транспортировочной пленке – ЛИЦЕВАЯ СТОРОНА.

Сфера применений аддитивных технологий широка: на одном полюсе — настольные принтеры «только PLA», для декоративного применения, на другом — установки для прямой печати металлами, между ними — оборудование и материалы в ассортименте. Чтобы понять, какие материалы необходимы для получения прочной и легкой детали, двигаемся от персональной печати к промышленной. PLA, ABS, SBS — расходники, которые знакомы всем печатникам. PETG, нейлон, поликарбонат — скорее экзотика. Но это далеко не самые серьезные материалы.

Где нужны суперпластики?

Пластики с выдающимися свойствами очень полезны в космосе. Нет, распечатать из пластика ракетный двигатель пока не получится, термостойкость даже близко не та, но для различных деталей вокруг он подойдет идеально. Пример — Stratasys и «климат-контроль» ракет Atlas V. 16 печатных деталей вместо 140 металлических — быстрее, легче, дешевле. И это не теоретический проект, это уже летало в космос.

Другой пример — авиация. Высота полета ниже, но применение более массовое. Здесь тоже есть резон снижать массу деталей, переходить на пластик там, где это возможно. Применяется в авиастроении и прямая печать металлами, когда речь идет уже о компонентах двигателей или деталях каркаса фюзеляжа, но менее нагруженные конструктивные элементы, такие как вентиляция салона и элементы интерьера, лучше делать из пластика. Это направление развивает, например, компания Airbus.

Спускаемся с небес на землю: здесь масса уже не так критична, интересны другие свойства инженерных пластиков. Стойкость к агрессивной химии и повышенной температуре, возможность создания недоступных для классических методов структур. При этом — более низкая цена, в сравнении с металлической печатью. Напечатанные изделия используются в медицине, нефтегазовой отрасли, химической промышленности. Как пример — выполненный для иллюстрации в разрезе смешивающий блок со сложной канальной структурой.

Отличие от привычных пластиков

Почему не запускать в космос PLA и не делать вентиляционные решетки салона самолета из ABS? К инженерным пластикам применяется ряд требований связанных с устойчивостью к высоким и низким температурам, огнестойкостью, механической прочностью. Как правило, все сразу. Так что, «плывущий» при взаимодействии с окружающей средой PLA или отлично горящий ABS в небо запускать нежелательно.

Теперь — к тому, какие, собственно, пластики используются в промышленной печати по технологии FDM/FFF.

Филаменты с поликарбонатом

Поликарбонат — распространенный в промышленности пластик с высокой ударопрочностью и прозрачностью, производится в том числе и для нужд FDM-печати. Материал лучше держит температуру, чем ABS, устойчив к кислотам, но чувствителен к УФ-излучению и разрушается под воздействием нефтепродуктов.

Чистый поликарбонат, PC

Предельная рабочая температура для изделий из поликарбоната — 130 °C. Поликарбонат биологически инертен, изделия из него выдерживают стерилизацию, это позволяет печатать упаковку и вспомогательное оборудование для медицины.

Stratasys PC, PC-ISO для принтеров Fortus. Первый — общего назначения, второй — сертифицированный на биосовместимость, для медицинского применения. ; ; ; ;

Сплав поликарбоната и ABS сочетает возможность шлифовки и окраски, свойственную ABS, с более высокой ударопрочностью и рабочей температурой. Сохраняет прочность при низких температурах — до -50 °C. В отличие от чистого PC, лучше применим в тех случаях, когда необходимо ликвидировать слоистую структуру детали шлифовкой или пескоструйной обработкой. Применение: производство корпусов и элементов органов управления для штучного и мелкосерийного выпуска, замена серийных пластиковых деталей в оборудовании, детали к которому перестали выпускать.

Полиамиды используются в производстве синтетического волокна, это популярный материал для печати методом выборочного лазерного спекания (SLS). Для печати по технологии FDM/FFF в основном используются полиамид-6 (капрон), полиамид-66 (нейлон) и полиамид-12. К общим чертам филаментов на основе полиамида относятся химическая инертность и антифрикционные свойства. Полиамид-12 более гибок и упруг, по сравнению с PA6 и PA66. Рабочая температура — около 100 °C, отдельные модификации — до 120.

Прежде всего, из полиамида печатают шестерни. Лучший материал для этой цели, с которым можно работать на обычном 3D-принтере с закрытой камерой. Стойкость к истиранию позволяет делать тяги, кулачки, втулки скольжения. В линейке многих производителей присутствуют композитные филаменты на основе полиамида, с еще большей механической прочностью.

Stratasys Nylon 6, Nylon 12, Nylon 12CF. Последний — с наполнителем в виде углеволокна. , PA6.
Taulman Nylon 618, Nylon 645 — на основе PA66 и PA6 соответственно. Nylon 680 — разрешенный к применению в пищевой промышленности. Alloy 910 — сплав на основе полиамида, с пониженной усадкой.
PrintProduct Nylon, Nylon Mod, Nylon Strong; ; .

Работать с поликарбонатом или полиамидом можно на обычном 3D-принтере. С описанными далее филаментами сложнее, они требуют других экструдеров и поддержания температурного режима в рабочей камере, то есть, нужно специальное оборудование для печати высокотемпературными пластиками. Исключения бывают — например, в NASA, ради эксперимента, модернизировали популярный в США Lulzbot TAZ для работы с высокотемпературными филаментами.

Полиэфирэфиркетон, PEEK

Рабочая температура изделий из PEEK достигает 250 °C, возможен кратковременный нагрев до 300 — показатели для армированных филаментов. Недостатков у PEEK два: высокая цена и умеренная ударопрочность. Остальное — плюсы. Пластик самозатухающий, термостойкий, химически инертный. Из PEEK производится медицинское оборудование и импланты, стойкость к истиранию позволяет печатать из него детали механизмов.

Roboze PEEK, Carbon PEEK. Второй — армированный углеволокном.

Он же — Ultem. Семейство пластиков, разработанных компанией SABIC. Характеристики PEI скромнее показателей PEEK, но стоимость заметно ниже. Ultem 1010 и 9085 — основные материалы Stratasys для печати функциональных деталей. PEI востребован в аэрокосмической отрасли — масса значительно меньше, в сравнении с алюминиевыми сплавами. Рабочие температуры изделий, в зависимости от модификации материала, достигают 217 °C по информации производителя и 213 — по результатам испытаний Stratasys.

Преимущества у PEI те же, что и у PEEK — химическая и температурная стойкость, механическая прочность. Именно этот материал Stratasys продвигает как частичную замену металлу в аэрокосмической отрасли, для беспилотников, изготовления оснастки для формовки, быстрой печати функциональных деталей в опытном производстве.

Компоненты системы охлаждения ракеты Atlas V и пластиковые детали для лайнеров Airbus, приведенные в качестве примера в начале обзора, выполнены из Ultem 9085.

Stratasys Ultem 1010 и 9085, для принтеров Fortus 450mc и 900mc.
Intamsys Ultem 1010 и 9085; ; .

Еще один материал, который сочетает в своих свойствах температурную стойкость, механическую прочность и устойчивость к химическим воздействиям. PPSF от Stratasys сертифицирован для аэрокосмического и медицинского применения. Позиционируется как сырье для производства вспомогательных медицинских приспособлений, может быть стерилизован в паровых автоклавах. Применяется в производстве деталей для лабораторных установок в химической промышленности.

Менее распространен по сравнению с PPSU, обладает схожими физическими характеристиками, химически инертный, самозатухающий. Рабочая температура — 175 °C, до 33% дешевле по сравнению с PPSU.

Сравнение характеристик филаментов

* прокаливание в течение 2 часов при 140 °C.
** Apium PEEK 450 natural, результаты испытаний ударной вязкости аналогичными методами отсутствуют. Термостойкость указана для ненаполненного PEEK.

Данные приведены для филаментов Stratasys, за исключением PEEK. Если указан диапазон значений, значит испытания проводились вдоль и поперек слоев детали.

О композитных филаментах

Большинство материалов для FDM-печати имеют композитные версии. Если говорить о PLA, то в него добавляют порошки металлов или дерева, для изменения эстетических свойств. Инженерные филаменты армируются углеволокном, для увеличения жесткости детали. Влияние таких добавок на свойства пластика зависит не только от их количества, но и от размера волокон. Если мелкодисперсный порошок можно считать декоративной присадкой, то волокна уже значительно изменяют характеристики пластика. Само по себе слово Carbon в названии материала еще не означает выдающихся свойств, нужно смотреть результаты испытаний. Для примера: Stratasys Nylon12CF обладает почти вдвое большей прочностью на разрыв, при испытании вдоль слоев, чем Nylon12.

Экзотический вариант — реализация непрерывного армирования от Markforged. Компания предлагает армирующий филамент для совместной FDM-печати с другими пластиками.

Другие специфические свойства

Инженерные пластики — это не только стойкость к высоким температурам и механическая прочность. Для корпусов или боксов для хранения электронных устройств, а также в условиях работы с легковоспламеняющимися летучими жидкостями необходимы материалы с антистатическими свойствами. В линейке Stratasys это, например, ABS-ESD7.

Пластик может заменить металл во многих областях, так как превосходит его в легкости, тепло- и электроизоляции, стойкости к реагентам. Но до физических показателей металлических изделий распечатки из лучших FDM-филаментов не дотягивают.

Химический гигант BASF предлагает FDM-филамент Ultrafuse 316LX, с массовой долей нержавеющей стали в 80%. Деталь печатается на FDM-принтере, а затем помещается в печь, где связующий пластик выжигается, а металл спекается. Получаемая таким образом деталь выходит значительно дешевле изготовленной методом прямой печати металлом. При наличии FDM-принтера и подходящей печи, нового оборудования вообще не понадобится.

Отметим, что похожее решение предлагает компания Virtual Foundry — ее Filamet, с порошком бронзы или меди, запекается аналогичным образом. Выбор металла намекает скорее на декоративное, чем на инженерное применение.

У AIM3D своя реализация подобного принципа — принтер ExAM 255 работает не с филаментом, а с гранулами. Это позволяет использовать для FDM-печати сырье, которое обычно применяется в установках MIM, Metal Injection Molding. Для спекания детали компания предлагает печь ExSO 90. Можно печатать и пластиковыми гранулами, что обычно дешевле, чем использование традиционного филамента.

Специальная техника для инженерных пластиков

Подытожим. Если совсем в двух словах: рассмотренные расходники отличаются от привычных материалов высокой температурой печати, что требует применения специального оборудования, и серьезной термостойкостью и механической прочностью изготовленных деталей. Для работы с такими филаментами нужны 3D-принтеры с рабочей температурой экструдера от 350 °C и термостабилизированной рабочей камерой. Специалисты Top 3D Shop помогут вам с подбором промышленного 3D-принтера и пластиков для решения самых интересных задач.

Читайте также: