Поликарбонат против акрила: что выбрать

Введение 

В мире прозрачных пластиков, акрил и поликарбонат - два популярных материала, но различия в их характеристиках часто сбивают с толку. Согласно статистике Ассоциации индустрии пластмасс, на эти два материала приходится более 60% мирового рынка прозрачного пластика, но потери, вызванные неправильным выбором материала, достигают сотен миллионов долларов ежегодно. В этой статье мы глубоко проанализируем восемь основных различий между этими двумя материалами, объединив авторитетные данные и внешние ссылки, чтобы помочь вам принять научные решения в зависимости от потребностей проекта.

Ударная прочность: "пуленепробиваемое" свойство поликарбоната

Ударная прочность поликарбоната более чем в 30 раз превышает прочность акрила (источник данных: Лаборатория материалов SABIC), а прочность молекулярной цепочки заставляет его гнуться, а не ломаться при ударе. Например, лист поликарбоната толщиной 3 мм может выдержать энергию удара в 5 джоулей, в то время как акрил при тех же условиях сразу ломается (стандарт испытаний: ASTM D256). Поэтому поликарбонат практически монополизирован в области защиты, такой как щиты от беспорядков и защитные шлемы.

Оптические характеристики: светопропускание акрила на уровне "кристалла"

Акрил имеет светопропускание 92% (близко к 93% стекла), в то время как поликарбонат - всего 88%. Эта разница особенно важна для оптических приборов: коэффициент искажения изображения акриловых линз составляет менее 0,1%, в то время как поликарбонатные линзы могут давать визуальную ошибку в 0,5%. Поэтому в таких сценах, как музейные витрины и элитные осветительные приборы, предпочтение отдается акрилу.

Предел температурной стойкости: линия жизни и смерти в условиях высоких температур

Температура стеклования (Tg) поликарбоната составляет 147°C, что на 42°C выше, чем 105°C у акрила (источник данных: База данных материалов UL Prospector). В сценах с высокой температурой, таких как детали под капотом автомобиля, акрил может деформироваться в условиях постоянной температуры 80°C, в то время как поликарбонат может стабильно работать при температуре до 120°C.

Твердость поверхности: преимущество акрила в устойчивости к царапинам

Согласно тесту твердости Мооса, твердость акрила составляет 4-5 уровней (близко к алюминию), а поликарбоната - только 3 уровня (близко к меди). Это означает, что поверхность поликарбоната легко царапается твердыми предметами, такими как ключи, в то время как акрил выдерживает ежедневное трение. Однако поликарбонат может увеличить свою поверхностную твердость до 8-го уровня с помощью процесса нанесения покрытия.

Химическая стабильность: Конкуренция материала в кислотно-основной среде

Поликарбонат отлично переносит слабые кислоты, жиры и спирты, но легко подвергается коррозии под воздействием сильных щелочей (например, аммиачной воды); акрил чувствителен к сильным кислотам (например, концентрированной серной кислоте), но может противостоять разбавленным растворам щелочей. Например, в лабораторных вытяжных шкафах поликарбонат необходимо покрывать дополнительным защитным слоем для защиты от брызг кислот и щелочей (пример: Руководство по химической стойкости Corning).

Экономическая эффективность: Разрыв в стоимости может достигать 300%

Стоимость акрилового сырья составляет около $3,5/кг, а поликарбоната - до $6,8/кг (ICIS Chemical Market Report 2023). Если взять в качестве примера производство рекламного светового короба размером 2 м×1 м, то стоимость использования акрила составляет около $120, а поликарбоната - $380. Но обратите внимание: долговечность поликарбоната позволяет снизить затраты на замену в долгосрочной перспективе.

Технология обработки: искусство "горячей гибки" акрила

Акрил можно термоформовать при температуре 150°C, в то время как для поликарбоната требуется более 180°C. Благодаря этой особенности из акрила легче изготавливать сложные изогнутые формы, такие как перила винтовой лестницы в Apple Store. Однако поликарбонат обладает лучшей текучестью при литье под давлением и подходит для производства конструкционных деталей, таких как прецизионные шестерни.

Экологические показатели: правда за кодом переработки

Акрил (код переработки #7 "OTHER") в настоящее время трудно перерабатывать в больших масштабах, а поликарбонат (код #7, но содержит BPA) сталкивается с регулированием из-за споров о здоровье. Однако компания Covestro выпустила поликарбонат без BPA, а компании, производящие акрил, изучают технологию ПММА на биологической основе.

Часто задаваемые вопросы о поликарбонате и акриле

Заключение

В соревновании между акрилом и поликарбонатом нет абсолютного победителя:

• Выберите акрил: Когда проект требует высокой светопропускной способности, твердости поверхности, низкой стоимости или сложной формы (например, дисплей для розничной торговли, оптическая линза).
• Выберите поликарбонат: Когда ударопрочность, термостойкость или химическая стабильность являются ключевыми требованиями (например, промышленная защита, медицинское оборудование).

Только точная количественная оценка требований с помощью стандартных испытаний ISO позволяет максимально увеличить ценность материала. Если вам нужен индивидуальный план выбора материала, пожалуйста, посетите сайт Акрил Sanyu для профессиональной поддержки.