Policarbonato vs. acrilico: quale scegliere?

Introduzione 

Nel mondo delle plastiche trasparenti, acrilico e policarbonato sono due materiali molto diffusi, ma le loro differenze di prestazioni sono spesso confuse. Secondo le statistiche della Plastics Industry Association, questi due materiali rappresentano più di 60% del mercato globale delle materie plastiche trasparenti, ma lo spreco di costi causato da una scelta errata del materiale è di centinaia di milioni di dollari ogni anno. Questo articolo analizzerà a fondo le otto differenze fondamentali tra i due materiali, combinando dati autorevoli e risorse esterne per aiutarvi a prendere decisioni scientifiche in base alle esigenze del progetto.

Resistenza agli urti: la proprietà "antiproiettile" del policarbonato

La resistenza agli urti del policarbonato è più di 30 volte superiore a quella dell'acrilico (fonte dati: Laboratorio materiali SABIC) e la tenacità della sua catena molecolare lo fa piegare invece di rompersi in caso di impatto. Ad esempio, una lastra di policarbonato di 3 mm di spessore può sopportare un'energia d'impatto di 5 joule, mentre l'acrilico si rompe direttamente nelle stesse condizioni (standard di prova: ASTM D256). Pertanto, il policarbonato è quasi monopolizzato nel campo delle protezioni di sicurezza, come gli scudi antisommossa e i caschi di sicurezza.

Prestazioni ottiche: trasmittanza luminosa di livello "cristallo" dell'acrilico

L'acrilico ha una trasmittanza luminosa di 92% (vicina ai 93% del vetro), mentre il policarbonato è solo 88%. Questa differenza è particolarmente critica nei dispositivi ottici: il tasso di distorsione delle immagini delle lenti acriliche è inferiore a 0,1%, mentre le lenti in policarbonato possono produrre un errore visivo di 0,5%. Per questo motivo, scene come le vetrine dei musei e gli apparecchi di illuminazione di alto livello preferiscono l'acrilico.

Limite di resistenza alla temperatura: la linea della vita o della morte in un ambiente ad alta temperatura

La temperatura di transizione vetrosa (Tg) del policarbonato è di 147°C, 42°C in più rispetto ai 105°C dell'acrilico (fonte dati: Database dei materiali di UL Prospector). Nelle scene ad alta temperatura, come le parti sotto il cofano di un'automobile, l'acrilico può deformarsi in un ambiente a 80°C, mentre il policarbonato può lavorare stabilmente fino a 120°C.

Durezza superficiale: il vantaggio "antigraffio" dell'acrilico

Secondo il test di durezza Mohs, la durezza dell'acrilico è di livello 4-5 (vicino all'alluminio), mentre il policarbonato è solo di livello 3 (vicino al rame). Ciò significa che la superficie del policarbonato si graffia facilmente con oggetti duri come le chiavi, mentre l'acrilico resiste all'attrito quotidiano. Tuttavia, il policarbonato può aumentare la sua durezza superficiale fino al livello 8 attraverso un processo di rivestimento.

Stabilità chimica: Competizione del materiale in ambiente acido-base

Il policarbonato ha un'eccellente tolleranza agli acidi deboli, ai grassi e agli alcoli, ma è facilmente corroso dagli alcali forti (come l'acqua ammoniacale); l'acrilico è sensibile agli acidi forti (come l'acido solforico concentrato), ma può resistere alle soluzioni alcaline diluite. Ad esempio, nelle applicazioni in cappe da laboratorio, il policarbonato deve essere rivestito con uno strato protettivo aggiuntivo per far fronte agli schizzi di acidi e alcali (riferimento al caso: Guida alla resistenza chimica di Corning).

Efficienza economica: Il divario di costo può raggiungere 300%

Il prezzo delle materie prime acriliche è di circa $3,5/kg, mentre quello del policarbonato arriva a $6,8/kg (ICIS Chemical Market Report 2023). Prendendo come esempio la produzione di una scatola luminosa pubblicitaria di 2m×1m, il costo dell'utilizzo dell'acrilico è di circa $120, mentre la versione in policarbonato costa $380. Ma attenzione: la durata del policarbonato può ridurre i costi di sostituzione a lungo termine.

Tecnologia di lavorazione: l'arte della "piegatura a caldo" dell'acrilico

L'acrilico può essere termoformato a 150°C, mentre il policarbonato richiede oltre 180°C. Questa caratteristica rende l'acrilico più facile da realizzare per forme curve complesse, come i corrimano delle scale a chiocciola dell'Apple Store. Tuttavia, il policarbonato ha una migliore fluidità di stampaggio a iniezione ed è adatto alla produzione di parti strutturali come gli ingranaggi di precisione.

Prestazioni ambientali: la verità dietro il codice di riciclaggio

L'acrilico (codice di riciclaggio #7 "ALTRO") è attualmente difficile da riciclare su larga scala, mentre il policarbonato (codice #7 ma contiene BPA) è soggetto a regolamentazione a causa di controversie sulla salute. Tuttavia, Covestro ha lanciato il policarbonato senza BPA e le aziende produttrici di acrilico stanno esplorando la tecnologia del PMMA a base biologica.

Domande frequenti sul policarbonato e sull'acrilico

Conclusione

Non esiste un vincitore assoluto nella gara tra acrilico e policarbonato:

• Scegliere l'acrilico: Quando il progetto richiede un'elevata trasmittanza luminosa, durezza superficiale, basso costo o forma complessa (come display per la vendita al dettaglio, lenti ottiche).
• Scegliere il policarbonato: Quando la resistenza agli urti, la resistenza alla temperatura o la stabilità chimica sono requisiti fondamentali (come nel caso della protezione industriale e delle apparecchiature mediche).

Solo quantificando accuratamente i requisiti attraverso test standard ISO è possibile massimizzare il valore del materiale. Se avete bisogno di un piano di selezione dei materiali personalizzato, visitate il sito Sanyu Acrilico per un supporto professionale.