투명한 열가소성 플라스틱은 현대 제조, 건축 및 소비재의 환경을 근본적으로 변화시켰습니다. 이들 재료 중에서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)-는 상업적으로 다음과 같이 알려져 있습니다.아크릴, 플렉시글라스 또는 루사이트-및 폴리카보네이트(종종 Lexan 또는 Makrolon으로 브랜드화됨)는 기존 규산염 유리에 대한 두 가지 주요 대안을 나타냅니다. 두 폴리머는 20세기 중반 화학 공학의 발전을 통해 탄생했으며 현재 270억 달러가 넘는 통합 글로벌 시장을 장악하고 있습니다. 엔지니어, 제작자 및 DIY 애호가가 직면한 핵심 질문은 믿을 수 없을 정도로 간단합니다. 어떤 재료가 더 나은 성능을 발휘합니까? 예상대로 대답은 단순성을 무시합니다.
빠른 화학 수업(일종의)
이 두 플라스틱에 관한 내용은 다음과 같습니다.-둘 다 고분자입니다. 기본적으로 서로 연결된 긴 분자 사슬을 의미합니다. 하지만 실제 화학은요? 완전히 다른 동물.
아크릴은 메타크릴산과 메탄올에서 나옵니다. 제조 공정에는 가열된 금형에 단량체와 촉매를 붓고 기다리는 과정이 포함됩니다. 때로는 며칠 동안. 두꺼운 아크릴 시트가 제대로 경화되려면 며칠이 걸립니다. 캐스트 아크릴은 압출 버전과 함께 존재하며 각각 미묘한 성능 차이가 있습니다.
폴리카보네이트는 비스페놀A와 염화카르보닐의 반응을 통해 합성됩니다. 결과 물질에는 탄산염 그룹이 포함되어 있으므로{1}}이름이 붙었습니다. 이러한 탄산염 결합은 폴리카보네이트 특유의 인성을 부여합니다. 이는 무언가가 부서지지 않고 튕겨져 나올 때 거의 고무 같은 탄력성을 느끼게 됩니다.
충격 저항: 흥미로운 점
여기에 있는 숫자는 다시 확인하고 싶을 정도로 극적입니다.- 표준 유리는 상대적으로 가벼운 충격에도 부서집니다. 아크릴? 유리보다 충격에 약 17배-강합니다. 물론 존경스럽습니다.
폴리카보네이트가 이 범주를 절대적으로 지배합니다. 우리는 표준 유리보다 내충격성이 250배 더 높다고 말합니다. 일부 출처에서는 200배를 언급하고 다른 출처에서는 더 높은 수준을 언급하지만-그 점은 유효합니다. 이는 점진적인 개선이 아닙니다. 완전히 다른 야구장이에요.
점점 더 공격적인 무기로 두 물질을 모두 공격하면 어떤 일이 일어나는지 보여주는 오토바이 앞 유리 회사의 잘 알려진 테스트 동영상이{0}} 돌아다니고 있습니다. 새총. 야구. 망치. 야구 배트. 결국 총기. 아크릴 앞유리는 금이 가고, 쪼개지고, 결국 포기합니다. 폴리카보네이트는 심하게 휘어지고, 변형되고, 긁히지만-실제로 깨지지는 않습니다. 기술적으로 온전한 상태를 유지하면서 산탄총 알갱이를 흡수하는 것을 보는 것은 또 다른 일입니다.
이는 방탄 "유리"가 일반적으로 폴리카보네이트(또는 이를 포함하는 층상 복합재)인 이유를 설명합니다. 은행 창구. 폭동 방패. 경주용 자동차 앞유리. 어디에서나 파괴 저항성은 깨끗한 광학적 선명도보다 더 중요합니다.
광학 선명도 및 빛 투과
아크릴이 여기서 승리하지만 예상할 수 있는 한계는 아닙니다.
아크릴의 광 투과율은 92%입니다. 폴리카보네이트의 경우. 88%입니다. 표준 창유리는 약 83-90%입니다. 세 가지 모두 일반적인 조건에서 나란히 비교하면 실제 차이가 거의 나타나지 않을 정도로 가깝습니다.-
그러나 아크릴의 진정한 장점은 시간이 지나면서 드러납니다. 폴리카보네이트 옐로우. 크게. 몇 년 동안 야외에 놔두면 그 노란빛을 무시할 수 없게 됩니다. UV 분해는 폴리머 사슬을 공격하여 초기 투명도를 점차 저하시킵니다.
아크릴은 아무것도 아닌 것처럼 UV 노출을 무시합니다. 10년간의 실외 풍화로 인해 3%의 품질 저하가 발생할 수 있습니다. 아마도. 일부 제제는 자외선을 최대 98%까지 차단하면서도 투명함을 유지합니다. 항공기 창문이 종종 아크릴을 사용하는 데에는-일정한 높은 고도-고도 UV 노출이 단계적으로 적용되지 않는 이유가 있습니다.
언급할 가치가 있는 한 가지 점은 폴리카보네이트가 양면에 UV-보호 코팅을 적용할 수 있다는 것입니다. 현대의 "내마모성" 폴리카보네이트 제제는 황변 문제를 대부분 해결했습니다. 그러나 추가 처리와 추가 비용이 필요합니다.
스크래치 문제
아이러니하게도 폴리카보네이트의 가장 큰 장점은 표면 손상에 대한 아킬레스건입니다. 이러한 유연성, 부러지기보다는 구부릴 수 있는 의지 덕분에 폴리카보네이트는 아크릴보다 긁힘이 훨씬 더 쉽습니다.
아크릴은 더 단단한 표면을 유지합니다. 긁힘이 덜 자주 발생합니다. 이러한 현상이 발생하면-기계적 연마, 불꽃 연마, 특수 아크릴 광택제를 사용하여 연마할 수 있습니다. 물질이 협력합니다.
폴리카보네이트 스크래치는 광택이 나지 않습니다. 기간. 그 표시는 영구적인 고정물입니다. 표면 외관이 장기적으로 중요한-애플리케이션의 경우-진열장, 간판, 소매 설비-이는 심각한 고려 사항이 됩니다. 방탄 유리창은 공격에도 완벽하게 살아남을 수 있지만, 다음 달에 걸쳐 쌓인 긁힌 자국을 청소하면 끔찍해 보일 수도 있습니다.
긁힘 방지 코팅이-있어 상당히 도움이 됩니다. 그러나 이는 또 다른 단계, 또 다른 비용, 또 다른 잠재적인 실패 지점입니다.
이러한 재료로 작업하기
아크릴 드릴링을 시도해 본 적이 있나요? 제작자가 신중하게 접근하는 데에는 이유가 있습니다. 재료의 강성-스크래치에 강한 것과 동일한 경도-로 인해 가공 작업 중에 균열이 발생하기 쉽습니다. 너무 빨리 드릴하고, 너무 많은 압력을 가하고, 잘못된 비트 형상을 사용하면 갑자기 모든 구멍에서 응력 균열이 발생합니다.
폴리카보네이트는 그다지 신경쓰지 않았습니다. 드릴로 뚫고, 라우팅하고, 차갑게 구부리세요. 이러한 유연성은 재료가 균열이 아닌 제조 중에 기계적 응력을 흡수한다는 것을 의미합니다. 말 그대로 폴리카보네이트 시트를 실온에서-열성형이 필요 없이-파괴 없이 구부릴 수 있습니다.
아크릴은 구부리려면 열이 필요합니다. 제어된 열 적용, 적절한 온도 곡선, 신중한 냉각 프로토콜. 더 많은 참여, 더 많은 장비, 더 많은 프로세스 제어. 그러나 완성된 구부러진 아크릴 조각은 영구적으로 모양을 유지하고 뛰어난 광학 특성을 유지합니다.
컷팅 스토리도 비슷하게 진행됩니다. 아크릴은 표준 목공 톱으로 더 깨끗하게 절단하고, 레이저 절단을 아름답게 허용하며, 광학적 선명도를 위해 불꽃 연마-가 가능한 가장자리를 생성합니다. 폴리카보네이트는 톱날을 고무로 만들고 레이저 절단 중에 약간 녹으며 후처리에 관계없이 가장자리가 약간 흐릿하게 남습니다.-
내열성
아크릴은 약 82도(화씨 180도)에서 부드러워지기 시작하며 최대 사용 온도는 화씨 212도(100도) 정도입니다. 대부분의 응용 프로그램에는 적합하지만 다른 응용 프로그램에는 문제가 있습니다.
폴리카보네이트는 상당히 높은 온도를 처리하며-연화가 시작되기 전에 최대 약 146도(295도 F)까지 안정적으로 유지됩니다. 주방용품. 전자 인클로저. 높은 온도에서 작동하는 조명기구. 오토클레이브 멸균이 필요한 의료기기. 온도 허용 오차는 아크릴이 단순히 들어갈 수 없는 응용 분야 문을 열어줍니다.
화재 행동도 눈에 띄게 다릅니다. 폴리카보네이트는 가연성이 낮고 화염원을 제거하면 스스로 소화되는- 경향이 있습니다. 아크릴은 천천히 연소되고 일산화탄소를 방출하므로 화재에 노출될 가능성이 있는 곳에서는 절대 사용해서는 안 됩니다. 많은 관할 구역의 건축법에서는 이러한 구별을 구체적으로 다루고 있습니다.
내화학성
폴리카보네이트는 일반적으로 화학물질을 더 잘 처리합니다. 산, 알칼리, 휘발유, 알코올-아크릴을 손상시킬 수 있는 노출을 허용합니다. 아크릴 표면을 흐리거나 갈라지게 만드는 암모니아- 기반 제품으로 폴리카보네이트를 청소할 수 있습니다.
아크릴은 화학적 민감성을 가지고 있습니다. 특정 용매, 특히 방향족 탄화수소 및 염소화 화합물은 폴리머를 공격적으로 공격합니다. 고농도의 이소프로필 알코올은 응력 균열을 유발합니다. 일부 상업용 유리 세척제에도 아크릴이 점차적으로 분해되는 성분이 포함되어 있습니다.
두 물질 모두 농축된 용매를 잘 처리하지 못합니다. 그러나 일상적인 화학 물질 노출의 경우-세정액, 약산, 석유 제품-폴리카보네이트가 더 많은 내성을 제공합니다.
비용 고려 사항
아크릴 비용이 저렴합니다. 일반적으로 동급의 폴리카보네이트 시트보다 35% 적으며 등급 및 사양에 따라 더 많은 경우도 있습니다.
그러나 실제 비용을 계산하려면 애플리케이션 수명주기를 고려해야 합니다. 저렴한 아크릴 시트는 설치 중에 깨질 수 있습니다. 또는 사용 중에 부서집니다. 교체 비용, 가동 중지 시간 비용, 파손된 자재로 인한 책임 비용-등식은 빠르게 복잡해집니다.
폴리카보네이트의 더 높은 초기 비용은 까다로운 애플리케이션에서 더 나은-장기적 가치를 나타내는 경우가 많습니다. 때로는 처음에 더 많은 비용을 지불하는 것이 합리적일 때도 있습니다.
장식 응용 분야, 디스플레이 작업, 간판, 가구 부품의 경우? 아크릴의 가격 이점은 실제 무게를 유지합니다. 보안 유리, 기계 가드의 경우 충격이 중요한 곳이 어디입니까? 폴리카보네이트의 프리미엄은 일반적으로 그 자체로 정당화됩니다.
실제-세계 애플리케이션
이 물질들은 실제로 어디로 가는가?
아크릴은 다음 분야에서 지배적입니다.
소매 디스플레이 및{0}}구매 지점-
박물관 케이스 및 아트 프레임
수족관(예, 대부분의 대형 수족관 패널은 아크릴입니다)
항공기 창문 및 캐노피
외부 간판
욕실 및 샤워 인클로저
광확산 패널
가구 부품
폴리카보네이트는 다음 위치에 나타납니다.
방탄 장벽 및 보안 유리
폭동 진압용 방패 및 보호 장비
보안경 및 안경 렌즈
전자기기 케이스(휴대폰, 컴퓨터)
자동차 헤드라이트 커버
온실 패널
기계 가드 및 장비 인클로저
스포츠 헬멧 및 안면 보호대
패턴이 보이시나요? 미적 측면과 비용이 가장 중요한 곳이라면 어디에서나 아크릴이 승리합니다. 내충격성과 내구성이 가장 중요한 곳이라면 어디든 폴리카보네이트가 대신합니다.
온실 문제
온실 건설업자는 끊임없이 이러한 선택에 직면합니다. 두 재료 모두 작동합니다. 둘 다 옹호자가 있습니다. 정답은 우선순위에 따라 다릅니다.
아크릴은 더 나은 빛 투과율을 제공하고 선명도를 더 오래 유지하며 비용이 저렴합니다. 단일-레이어 아크릴은 온화한 기후에 적합합니다.
폴리카보네이트-특히 이중-벽 또는 삼중{3}}벽-과 같은 다중-벽 구성은 매우 우수한 단열 성능을 제공합니다. 층 사이의 구조화된 공기 공간은 열을 효과적으로 가두어 줍니다. 추운 기후에는 난방 비용이 중요하지 않은 한 기본적으로 다중-벽 폴리카보네이트가 필요합니다. 충격 저항은 우박 폭풍이 몰아칠 때에도 도움이 됩니다.
오늘날 대부분의 상업용 온실은 폴리카보네이트를 사용합니다. 대부분의 취미용 온실은 위치와 예산에 따라 어느 방향으로든 갈 수 있습니다.
전화 걸기
그렇다면 어떤 재료가 "더 나은"가요?
솔직히 질문이 잘못됐어요. 두 가지 자료 모두 서로 효과적으로 해결할 수 없는 진정한 요구 사항을 충족하기 때문에 존재합니다.
광학적 완벽함, UV 안정성, 비용 효율성이 필요하십니까? 아크릴이 의미가 있습니다.
남용 내성, 내열성 및 깨지지 않는 내구성이 필요합니까? 폴리카보네이트가 당신의 소재입니다.
두 가지가 동시에 필요합니까? 복합 구조, 코팅 또는 타협을 보고 계십니다. 때로는 같은 프로젝트의 서로 다른 구성 요소에 두 재료를 모두 사용하는 것이 답이 될 수 있습니다.
제조업체는 이러한 이중성을 이해합니다. 이것이 바로 회사가 두 제품 라인을 모두 보유하고 있는 이유입니다. 이것이 바로 사양 가이드가 보편적인 승자를 선언하는 대신 애플리케이션 요구 사항을 안내하는 이유입니다.
단순한 재료 선택처럼 보이는 것은 일반적으로 더 깊이 파고들수록 진정한 엔지니어링 상충관계를 드러냅니다. 투명 플라스틱도 예외는 아닙니다.
재료를 지정할 때 원하는 용도에 맞는 샘플을 요청하십시오. 현실적인 조건에서 물리적 테스트를 수행하면 사양서에서 완전히 포착할 수 없는 성능 특성이 드러납니다. 아크릴 및 폴리카보네이트 공급업체 모두 일반적으로 평가 목적으로 명목상 또는 무료로 샘플 재료를 제공합니다.