پلی کربنات چیست؛ انواع و کاربردهای آن
پلی کربنات (Polycarbonate) ماده شفاف بسیار سختی است که در زمره پلیمرهای ترموپلاستیک قرار دارد. این ماده شفاف، با توجه به ظاهر زیبا و ساختار مقاومی که دارد، در صنایع مختلفی ازجمله صنعت ساختمان‌سازی و قالب‌سازی مورد استفاده می‌گیرد. مهندسان و ساختمان‌سازان، پلی کربنات را به جای شیشه به‌کار می‌برند تا زیبایی و مقاومت پروژه‌هایشان دو چندان شود. به‌این‌ترتیب، با این ماده شفاف و مقاوم می‌توان به بسیاری از اهداف در صنعت ساخت‌وساز دست یافت. حال اینکه دقیقا پلی کربنات چیست؟ چه خواص و کاربردهایی دارد؟ و اینکه انواع ورق‌های پلی کربنات کدامند؟ را در ادامه به صورت کامل توضیح داده‌ایم.
پلی کربنات چیست؟
همان‌طور که اشاره شد، پلی کربنات ماده‌ای شفاف با سختی زیاد است که به دلیل خصوصیاتش به‌عنوان ماده پایه‌ای تولید ورق، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اولین بار در سال 1958 از پلی کربنات، ورق‌های مقاومی جهت استفاده در صنایع تولید کردند. ورق‌های تولیدشده با پلی کربنات ازنظر میزان شفافیت و مقاومت شرایط فوق‌العاده‌ای دارند و تنوع رنگی آن‌ها زیاد است. همچنین، پلی کربنات و فرآورده‌های آن وزن سبکی داشته و در برابر ضربه بسیار مقاوم هستند. علاوه‌براین، نور در پلی کربنات متناسب با رنگ آن حدود 35 الی 82 درصد عبور می‌کند. درمجموع، پلی کربنات یک ماده شفاف مقاوم و نشکن بوده که به دلیل ویژگی‌های ارزنده‌اش مورد توجه صنعتگران قرار گرفته است.
ویژگی ها و خواص پلی کربنات
ابتدا به ویژگی‌های شیمیایی پلی کربنات می‌پردازیم. این ماده در مقابل اکثر محلول‌ها و اسیدها نظیر الکل‌ها و اسیدهای آلی مقاوم است و دچار تغییرات شیمیایی نمی‌شود. همچنین، پلی کربنات در مقابل اکثر چسب‌های شیمیایی، پاک‌کننده‌ها و حتی جرم‌گیرها مقاومت بالایی دارد. بعلاوه این ماده ضد خش نیست؛ اما نسبت به شیشه مقاومت بهتری در برابر خط‌وخش از خود نشان می‌دهد. یکی دیگر از ویژگی‌های شیمیایی عالی آن، مقاومت مناسب در برابر حرارت است. آتش و حرارت زیاد منجر به شعله‌ور شدن آن نمی‌شوند؛ تنها با دود کم به آرامی ذوب می‌شود. بنابراین، ازنظر امنیت هم ماده مناسبی به حساب می‌آید.
ضمنا، پلی کربنات در برابر اشعه‌های خطرناک مانند اشعه فرابنفش هم مقاومت بالایی دارد و اجازه نفوذ هیچ اشعه مضری را نمی‌دهد. درمجموع، از مهم‌ترین خواص پلی کربنات می‌توان به شفافیت عالی، مقاومت مثال‌زدنی در برابر ضربه، وزن سبک، مقاومت مناسب در برابر آتش و گرما، انعطاف‌پذیری مطلوب و همین‌طور، داشتن یک لایه UV جهت مقابله با اشعه‌های خورشید اشاره کرد. این ماده، عنوان سخت‌ترین ماده شفاف جهان را دارد که نشان از مقاومت بی‌نظیر آن می‌دهد. در ادامه با انواع ورق پلی کربنات و ضخامت آن‌ها آشنا خواهید شد.
انواع ورق‌های پلی کربنات
ورق پلی کربنات کاربردهای متنوع و گسترده‌ای در صنایع دارد؛ برهمین‌اساس، تحت مدل‌ها و ضخامت‌های مختلفی تولید و عرضه می‌شود. انواع ورق‌های پلی کربنات عبارتند از:
- ورق پلی کربنات تخت یا فلت
ورق پلی کربنات تخت شباهت زیادی به شیشه دارد و در ضخامت‌های متنوعی ازجمله 2، 3، 4، 5، 6، 8، 10 و 12 میلی‌متر تولید می‌شود. ابعاد استاندارد آن نیز 205 در 305 سانتی‌متر است. همچنین، ورق پلی کربنات تخت به دلیل شفافیت زیاد و مقاومت فوق‌العاده‌ای که دارد با نام «ورق آهن شفاف» نیز شناخته می‌شود. رنگ آن هم اغلب به رنگ شیشه نزدیک است و به‌نوعی رنگی ندارد؛ به‌همین‌دلیل، از آن در صنعت ساخت‌وساز جهت پوشش‌دهی سقف‌ها و پارکینگ‌ها استفاده می‌کنند. از سایر موارد مصرف آن می‌توان به گلخانه‌ها، عابر بانک‌ها، سقف پله‌های هوایی، کلاه ایمنی، چراغ خودرو، شیشه‌های قطار و هواپیما و... اشاره کرد.
- ورق پلی کربنات دو جداره یا چند جداره
ورق پلی کربنات دو جداره یا چند جداره به لطف داشتن عایق مناسب، شفافیت مطلوب و انعطاف‌پذیری عالی در بخش‌های مختلف صنعتی بکار گرفته می‌شود. این ورق‌های پلی کربنات را در ضخامت‌های 4 الی 10 میلی‌متر تولید می‌کنند؛ البته قابل سفارش در ضخامت‌های بالاتر هم هستند. ابعاد آن‌ها نیز از 210 الی 600 سانتی‌متر متغیر است. به‌علاوه، ورق پلی کربنات دو جداره یا چند جداره در رنگ‌های جذاب و متنوعی برخلاف مدل تخت تولید می‌شود. از این مدل ورق پلی کربنات می‌توان در ساخت واحدهای مسکونی، گلخانه‌ها، استادیوم‌ها، فرودگاه‌ها و... استفاده کرد. درمجموع، ورق‌های پلی کربنات این دسته مقاومت بی‌نظیری در برابر فشار، ضربه، باران و... دارند و عمر مفید آن‌ها به بیش از 10 سال می‌رسد.
کاربردهای پلی کربنات
همان‌طور که گفته شد، پلی کربنات به واسطه داشتن ظاهر زیبا و مقاومت بالا کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. از مهم‌ترین کاربردهای پلی کربنات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنعت حمل‌ونقل
- صنعت ساخت‌وساز
- استفاده در گلخانه‌ها
- پوشش نورگیر انبارها
- صنعت ساخت هولوگرام
- پوشش‌دهی سقف مراکز خرید
- ساخت کلاه ایمنی و ماسک گاز
- تولید بطری‌های دارویی و مواد غذایی
- استفاده در مراکز عمومی نظیر استخرها و استادیوم‌ها
- صنایع الکتریکی و الکترونیکی جهت ساخت پوشش کامپیوتر و CD
- صنعت نظامی جهت ساخت شیشه‌های ضد گلوله و شیشه هواپیماهای شکاری
- صنعت خودروسازی جهت ساخت داشبورد، سپر، شیشه چراغ، تزئینات داخلی ماشین و...
- صنایع پزشکی و بهداشتی جهت ساخت وسایل دیالیز، لنزهای رنگی چشم، اندوسکوپی و انتقال خون
مزایا و معایب پلی کربنات
پلی کربنات مانند سایر پلیمرهای ترموپلاستیک مزایا و معایبی دارد که قبل از استفاده بایستی نسبت به آن‌ها اطلاع داشت. مزایای پلی کربنات به شرح زیر است:
- انعطاف‌پذیری مطلوب
- وزن سبک و جابه‌جایی آسان
- مقاوم در برابر اشعه مضر فرابنفش
- شعله‌ور نشدن در صورت تماس با آتش
- مقاوم در برابر چسب‌ها و پاک‌کننده‌های درزگیرها
- مقاوم در برابر وضعیت جوی سخت مانند وقوع تگرگ و طوفان
- عایق حرارتی مناسب که نتیجه آن، صرفه‌جویی در مصرف انرژی
- مقاوم در برابر روغن‌ها، الکل‌ها، اسیدها، هیدرو کربن‌های آلیفاتیک و محلول نمک‌های خنثی
معایب پلی کربنات شامل موارد زیر می‌شود:
- ضد خش نبودن
- ایجاد دود در زمان آتش‌سوزی
- شفافیت کمتر نسبت به شیشه
- گرمایش زیاد در فصول گرم سال
- قیمت نسبتا بالا به خاطر داشتن مشخصاتی نظیر پوشش ضد UV
فرآیندهای شکل‌دهی پلی کربنات
از فرآیندهای شکل‌دهی پلی کربنات می‌توان به قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن، قالب‌گیری دمشی و ترموفرمینگ اشاره کرد. اصولا، پلی کربنات جهت ذوب و تزریق نیازمند دما و فشار زیاد است. پیش از آغاز پروسه هم پیشنهاد می‌شود در دمای 120 درجه حدود 2 الی 4 ساعت قرار گرفته تا رطوبت آن تا حد امکان کاهش یابد. همچنین، زمان رایج قرارگیری پلی کربنات در تجهیزات شکل‌دهی بهتر است 2 الی 12 دقیقه باشد. در قسمت زیر، به توضیح دو فرآیند مهم شکل‌دهی پلی کربنات پرداخته‌ایم:
- فرآیند اکستروژن پلی کربنات
فرآیند اکستروژن یکی از مهم‌ترین فرآیندهای شکل‌دهی پلی کربنات است که جهت تولید انواع لوله و پروفیل‌هایی از جنس پلی کربنات مورداستفاده قرار می‌گیرد. بعلاوه دمای اکسترودر می‌بایست در محدوده 230 الی 260 درجه سلسیوس قرار داشته باشد و اکسترودری آن هم با L/D 20-25 باشد.
- فرآیند تزریق پلی کربنات
فرآیند تزریق یا همان قالب‌گیری تزریقی یکی دیگر از مهم‌ترین و رایج‌ترین فرآیندهای فرم‌دهی پلی کربنات است. در این روش، پلیمر مذاب را با فشار مضاعف و دمای بالا به قالب تزریق می‌کنند تا فرم آن به محصول نهایی موردنظر نزدیک شود. ضمن اینکه دمای مذاب پلی کربنات جهت تزریق باید 280 الی 320 درجه سلسیوس و دمای قالب آن حدود 80 الی 100 درجه باشد.
نکات نصب و نگهداری پلی کربنات
برای نصب و نگهداری پلی کربنات، توجه به نکات زیر ضروری است تا عملکرد و دوام آن به حداکثر برسد:
- نصب صحیح: هنگام نصب، باید از ابزار و تجهیزات مناسب استفاده شود تا از شکستن یا آسیب دیدن پلی کربنات جلوگیری شود. همچنین، نصب باید به‌گونه‌ای انجام گیرد که امکان انبساط و انقباض پلی کربنات در شرایط مختلف آب و هوایی فراهم باشد.
- استفاده از پوشش‌های محافظ: پلی کربنات باید با پوشش‌های محافظ از جمله لایه‌های ضد UV یا فیلم‌های حفاظتی برای جلوگیری از آسیب‌های ناشی از تابش مستقیم خورشید و سایر عوامل محیطی استفاده شود.
- تمیز کردن منظم: برای حفظ شفافیت و جلوگیری از جمع شدن گرد و غبار، تمیز کردن پلی کربنات به‌طور منظم و با استفاده از شوینده‌های غیرخشن و نرم توصیه می‌شود.
- اجتناب از مواد شیمیایی قوی: هنگام تمیز کردن یا نگهداری، باید از مواد شیمیایی قوی یا خراشنده‌ها اجتناب شود زیرا ممکن است سطح پلی کربنات را آسیب رسانده و باعث کاهش عمر مفید آن شود.
- نگهداری در شرایط مناسب: پلی کربنات باید در مکان‌های خشک و دور از منابع حرارتی قرار گیرد تا از تغییر شکل یا آسیب به آن جلوگیری شود.
نکات مهم خرید پلی کربنات
افرادی که قصد خرید پلی کربنات را دارند بایستی به مشخصات فنی آن اعم از مدل، ضخامت، طول، عرض و رنگ توجه کافی داشته باشند. شایان ذکر است، هرچقدر ضخامت ورق پلی کربنات بیشتر باشد، قیمت هم افزایش پیدا می‌کند. البته ضخامت پلی کربنات باید با کار و هدف موردنظر شما همخوانی داشته باشد. شرکت تولیدکننده نیز اهمیت زیادی دارد. برندی را انتخاب کنید که کیفیت تولیدات آن بالا است. نکته آخر اینکه فقط باید به مراکز فروش معتبر رجوع کنید تا از کیفیت و اصالت آن اطمینان حاصل نمایید. قطعا توجه به نکات مهم خرید پلی کربنات باعث می‌شود بهترین انتخاب را داشته باشید.
نقش پلی کربنات در مقاوم‌سازی و زیباسازی سازه‌ها
پلی کربنات یک نوع ترموپلاستیک مهندسی است که به دلیل ظاهر شفاف، انعطاف‌پذیری مطلوب، مقاومت بالا و وزن سبک فروش بالایی دارد. درواقع، این ماده شفاف یک مدل پلیمر بی‌شکل است که به راحتی قالب‌گیری شده و فرم می‌گیرد. پلی کربنات در یک دسته‌بندی کلی شامل پلی کربنات تخت و پلی کربنات دو جداره یا چند جداره می‌شود. پلی کربنات تخت را با نام ورق آهن شفاف هم می‌شناسند که این موضوع به شفافیت بالای آن بازمی‌گردد و معمولا، بی‌رنگ است؛ به‌همین‌خاطر، کاربردهای گسترده‌ای در ساختمان‌سازی دارد. پلی کربنات دو جداره یا چند جداره هم تحت رنگ‌های شاد و جذابی تولید می‌شود و مقاومت بی‌نظیری در برابر عوامل محیطی آسیب‌زا از خود نشان می‌دهد. این مدل پلی کربنات برای مصارفی نظیر ساختمان‌های مسکونی، گلخانه‌ها، فرودگاه‌ها، استادیوم‌ها و... گزینه مناسبی است. درمجموع، پلی کربنات کاربردهای متنوع و گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد و باعث جلوه زیبا و مقاومت بی‌نظیر سازه‌ها می‌شود.
