پلی کربنات شفاف: ابعاد، کاربرد، ویژگی، مزایا و معایب

پلی کربنات شفاف

پلی کربنات شفاف یکی از انواع ورق‌های پلی کربنات است. این محصول در بازار با نام پلی کربنات تخت (Flat) نیز شناخته می‌شود. Polycarbonate نوعی ماده پلیمری است که هر چند شاهد حضور کربن در آن هستیم؛ اما در عین اینکه به‌عنوان مقاوم‌ترین پلاستیک موجود در بازار شناخته می‌شود، از انعطاف‌پذیری بالایی نیز برخوردار است. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فوق‌العاده این محصول باعث شده است که بسیاری از صنایع به‌عنوان مشتری این ترموپلاستیک محبوب در بازار باشند. در این مطلب هر آنچه لازم است درباره پرکاربردترین نوع این محصول یعنی ورق‌های پلی کربنات شفاف بدانید، در اختیار شما قرار دارد. دعوت می‌کنیم تا پایان با ما همراه باشید.

پلی کربنات شفاف چیست؟

پلی کربنات شفاف در بازار به‌عنوان جایگزین ایده‌آل برای شیشه به حساب می‌آید. این محصول نزدیک به ۸۰ سال پیش، در دهه ۱۹۴۰ میلادی برای نخستین بار تولید شد. همان طور که از نام آن مشخص است، ظاهر شفاف و بی‌رنگ دارد. البته مدل‌های رنگی این محصول نیز در بازار یافت می‌شود. پلی کربنات از نوع شفاف ماده‌ای پلیمری است که به‌صورت ورق‌هایی با ضخامت ۲ تا ۱۲ میلی‌متر و ابعاد گوناگون تولید و روانه بازار می‌شود. در ترکیب این ماده پلیمری، از عناصری مانند کربن، اکسیژن با پیوندهای یگانه و دوگانه یافت می‌شود. در ادامه روش تولید این محصول پلیمری را به تفصیل بررسی می‌کنیم.

روش تولید ورق پلی کربنات شفاف

قبل از هر چیز لازم است که با مواد پلی کربنات شفاف آشنا شویم. همان‌طور که می‌دانید این محصول نوعی پلیمر ترموپلاستیک است. بنابراین برای تولید مواد اولیه آن باید به‌سراغ فرآیند بسپارش (پلیمریزاسیون) بین مواد ترکیبات شیمیایی رفت. مهم‌ترین مواد اولیه‌ای که از واکنش مولکولی آن‌ها پلی کربنات به دست می‌آیند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ترکیب فنل و استون (با نام فنل A شناخته می‌شود)
• ترکیب گاز کلر و دی اکسید کربن (با نام فوشرن شناخته می‌شود)

این مواد اولیه در دمایی حدود ۳۰ درجه سلسیوس وارد رآکتور می‌شوند. برای انجام فرآیند بسپارش نیاز به حرارت زیادی وجود دارد. برای جلوگیری از اتلاف انرژی بیش از حد، نوعی مواد کاتالیزور درون رآکتور وارد می‌شود. این مواد کمک می‌کنند که پیوندهای مولکولی جدید بین ترکیبات شیمیایی فوق سریع‌تر و در دمای کمتری شکل بگیرد. بسته به نوع کاتالیزور مورد استفاده، فرآیند پلیمریزاسیون در دمای بین ۱۳۰ تا ۳۰۰ درجه سلسیوس انجام می‌پذیرد. آنچه در پایان این فرآیند به دست می‌آید، گرانول پلی کربنات است. منظور از گرانول، دانه‌های ریز پلیمری است. هدف از تولید گرانول این است که فرآیند تولید محصولات پلیمری نهایی تسهیل شود.

در مرحله بعد نوبت به تولید ورق پلی کربنات شفاف می‌رسد. در تولید این نوع ورق‌ها از رنگدانه‌ها استفاده نمی‌شود تا محصول نهایی از شفافیت بالایی برخوردار باشد و نور را به‌خوبی از خود عبور دهد. در خط تولید این ورق‌ها از دستگاه‌های اکسترودر (Extruder) استفاده می‌شود. گرانول‌ها وارد این دستگاه می‌شوند و در معرض حرارت قرار می‌گیرند. سپس به حالت مذاب در می‌آیند. سپس مواد مذاب با فشار از محفظه خاصی عبور می‌کنند و در خروج از آن به‌صورت صفحاتی شفاف با ضخامت مشخص در می‌آیند. محصول نهایی به‌عنوان ورق پلی کربنات شناخته می‌شود و روانه بازار می‌گردد.

ویژگی های ورق پلی کربنات شفاف

ورق پلی کربنات شفاف ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی فوق‌العاده‌ای دارد که آن را به‌عنوان جایگزین شیشه مطرح می‌کند. از جمله مهم‌ترین خصوصیات این محصول می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت آن در برابر ضربه و تحمل وزن حدود ۲۵ برابر شیشه‌های معمولی است.
• این محصول به‌راحتی در ابعاد و ضخامت‌های گوناگون تولید و روانه بازار می‌شود.
• قیمت آن در مقایسه با شیشه با ابعاد مشابه به‌مراتب کمتر است.
• به دلیل چگالی کمتر ترکیبات به‌کاررفته در تولید این ورق نسبت به شیشه خیلی سبک‌تر است.
• انعطاف‌پذیری بالای این محصول باعث می‌شود در برابر شکنندگی مقاومت بالایی از خود نشان دهد.
• نصب آن خیلی سریع و راحت انجام‌پذیر است.
• عمر مفید طولانی دارد و نیاز به تعمیرات و نگهداری چندانی ندارد.
• در برابر تغییرات دما، پایداری ابعادی خود را به‌خوبی حفظ می‌کند.
• نقش عایق حرارتی را ایفا می‌کند و جلوی انتقال حرارت را به‌خوبی می‌گیرد.
• مدل‌های ضخیم آن در جلوگیری از انتقال صوت نیز نقش موثری دارند.
• پلی کربنات شفاف قابلیت انتقال نور به میزان ۸۵ درصد را دارد.
• نسبت به عبور اشعه ماورابنفش خورشید تا حد زیادی مقاوم است.

مزایا و معایب ورق پلی کربنات شفاف

مجموعه ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی ورق‌های پلی کربنات شفاف را بررسی کردیم. همان‌طور که مشاهده کردید، این محصول از جنبه‌های مختلفی نسبت به شیشه دست برتر را دارد. به‌همین دلیل در بسیاری صنایع از آن به‌عنوان جایگزین شیشه استفاده می‌شود. در کنار مزایایی مانند مقاومت بالا در برابر ضربه، انعطاف‌پذیری مناسب، انتقال نور زیاد، عایق حرارتی و …، نباید از نقاط ضعف این ورق‌ها نیز غافل شویم.

معمولا در اثر آتش‌سوزی، ورق‌های پلی کربنات مقاومت زیادی در برابر سوختن تا دماهای بالا از خود نشان می‌دهند. در عین حال وقتی در معرض حرارت زیادی قرار می‌گیرند، دود نسبتا غلیظ با حجم زیادی از آن‌ها تولید می‌شود که می‌تواند برای حاضران در محیط در طولانی مدت خطرناک باشد. از آن گذشته یکی دیگر از نقاط ضعف آن، دمای نسبتا بالای هوا در نواحی اطراف این ورق‌هاست. موضوع دیگری که باید در نظر داشته باشید این است که معمولا در برابر خط و خش خیلی مقاوم نیست. بنابراین باید نسبت به این موضوع حساس باشید تا آسیب ظاهری چندانی به شیشه وارد نشود.

کاربرد ورق پلی کربنات شفاف

بیشترین کاربرد ورق پلی کربنات شفاف، مربوط به صنعت ساخت و ساز است. معمولا هرجایی که در ساختمان‌سازی از شیشه استفاده می‌شود، می‌توان ورق پلی کربنات را جایگزین کرد. از پنجره‌ها و درب‌های ساختمانی گرفته تا سقف‌ها و دیواره‌های سوله‌ها و گلخانه‌ها به‌عنوان اصلی‌ترین موارد کاربرد این ورق‌ها می‌توان یاد کرد. البته داستان به همین جا ختم نمی‌شود. بلکه این محصولات کاربردهای دیگری نیز دارند که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قطعات داخلی خودرو (داشبورد و لوازم تزئینی)
• بطری‌های شفاف
• عینک‌های طبی و ایمنی
• سقف‌های کاذب
• پارتیشن بندی
• نورگیر و سایه‌بان‌ها
• ایستگاه‌های اتوبوس و تاکسی
• تخته‌های بسکتبال
• کیوسک‌های تلفن
• شیشه‌های ضدگلوله
• تجهیزات پزشکی دیالیز و انتقال خون
• CD و DVD
• صنایع هوایی و نظامی (جایگزین شیشه‌های هواپیما)

برای چه کارهایی می‌توان از پلی کربنات شفاف استفاده کرد؟

پلی کربنات شیشه ای کاربردهای زیادی دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارت می‌شوند از:

• تجهیزات ایمنی: به دلیل مقاومت در برابر ضربه و شفافیت عالی برای ساخت عینک ایمنی، محافظ صورت و کلاه ایمنی استفاده می‌شود.
• لنزهای نوری: به دلیل شفافیت نوری و ماهیت سبکی که دارد در لنزهای عینک و لنزهای دوربین استفاده می‌شود.
• خودرو: به دلیل مقاومت در برابر ضربه و وزن سبک، کاربردهای مختلفی از جمله لنزهای چراغ جلو، اجزای داخلی و سانروف دارد.
• قطعات الکتریکی و الکترونیکی: به دلیل خاصیت عایق الکتریکی در عایق‌های الکتریکی، کانکتورها و پوشش‌های نور LED استفاده می‌شود.
• دستگاه‌های پزشکی: این ماده در دستگاه‌های پزشکی مختلف مانند دستگاه‌های جوجه‌کشی، ابزارهای جراحی و دستگاه‌های دیالیز استفاده می‌شود که شفافیت، استریل‌پذیری و دوام آن مهم است.
• محصولات مصرفی: در طیف گسترده‌ای از کالاهای مصرفی مانند بطری‌های آب و ظروف غذا استفاده می‌شود.
• هوافضا: به دلیل ماهیت سبک و بادوام در پنجره‌ها و اجزای داخلی هواپیما استفاده می‌شود.
• نورپردازی: در لامپ‌ها، پوشش‌های لوله فلورسنت و پخش کننده‌های نور LED به دلیل توانایی آن در انتقال و پخش موثر نور مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• الکترونیک: این ماده در تولید قاب لپ‌تاپ و تبلت، کاور گوشی‌های هوشمند و سایر اجزای دستگاه الکترونیکی استفاده می‌شود.
• کالاهای ورزشی: به دلیل مقاومت در برابر ضربه و سبک وزن بودن در ساخت کلاه ایمنی، تجهیزات محافظ و عینک‌های ورزشی استفاده می‌شود.
• تابلوها و نمایشگرها: به دلیل دوام و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش برای تابلوهای بیرونی، صفحه نمایش و مواد تبلیغاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ابعاد ورق پلی کربنات شفاف

ورق پلی کربنات تخت در ضخامت‌های مختلف بین ۲ تا ۱۲ میلی‌متر تولید می‌شود. تغییر در ضخامت به‌طور مستقیم روی وزن ورق‌ها و همچنین افزایش مقاومت‌شان در برابر ضربه کمک می‌کند. هرچند که با افزایش ضخامت معمولا میزان انتقال نور از آن‌ها کاهش می‌یابد.

همچنین هر یک از کارخانه‌های تولیدکننده این محصول، از استانداردهای خاصی برای تولید ورق‌ها استفاده می‌کند. به‌همین دلیل ابعاد مختلفی از ورق‌های پلی کربنات شفاف در بازار به فروش می‌رسند. حتی این امکان وجود دارد که در صورت سفارش محصولات مورد نیاز در تیراژ بالا، ورق‌ها با ابعاد مد نظر شما تولید و در اختیارتان قرار گیرند. در این بین رایج‌ترین ابعاد ورق پلی کربنات در بازار با عرض ۲۰۵۰ و طول ۳۰۵۰ میلی متر به فروش می‌رسند.

نحوه نصب ورق پلی کربنات شفاف

اشاره کردیم که نصب ورق پلی کربنات شفاف آسان و سریع انجام می‌گیرد. عملیات‌های مکانیکی روی این ورق‌ها مانند سوراخ‌کاری و فرز‌کاری به راحتی انجام می‌شود. به‌علاوه اینکه حاشیه این ورق‌ها به صورت شیاردار طراحی می‌شود که هنگام نصب دو ورق در مجاورت یکدیگر این شیارها داخل یکدیگر قرار می‌گیرند. سپس با استفاده از پیچ و مهره به یکدیگر متصل می‌شوند. فرقی نمی‌کند که از این ورق‌ها به صورت دیوارهای عمودی استفاده شود یا نقش سقف را در سازه مد نظر ایفا کنند. در هر دو صورت از همین روش برای نصب آن‌ها استفاده می‌شود.