Co je polykarbonát: typy, vlastnosti, výhody a nevýhody, instalační prvky

V průmyslové i soukromé výstavbě se polymerní výrobky začaly používat již v 70. letech minulého století. Půlstoletí praxe prokázalo a potvrdilo v praxi četné výhody používání syntetických produktů. Ne každý je však dosud obeznámen s jejich závažnými prioritami.

Navíc existují lidé, kteří vůbec netuší, co je polykarbonát, jaké technické vlastnosti a technologické výhody láká stavitele, jak tento vůbec nový, ale dosud ne zcela známý materiál funguje v konstrukcích a budovách.

Abyste získali úplné odpovědi na své otázky, je vhodné porozumět specifikám polymerního produktu a vlastnostem jeho výroby.

Druhy stavebního polykarbonátu

Popularita a poptávka po polykarbonátu ve stavebnictví je odůvodněna řadou prioritních vlastností, které jsou charakteristické pouze pro polymerní materiály. Jeho mimořádná lehkost je kombinována s poměrně vysokou pevností a odolností vůči řadě vnějších vlivů.

Polymerní deskový materiál aktivně nahrazuje křehké a těžké silikátové sklo. Mnohem aktivněji a ochotněji se používá při zasklívání stavebních konstrukcí.

Polykarbonát se používá k výstavbě teras a skleníků, k výrobě markýz, přístřešků nad vstupními skupinami a střech altánů. Slouží jako střešní krytina, světlovodný prvek panoramatických oken a obklad stěn.

Polykarbonát, na rozdíl od skla, vydrží poměrně působivé zatížení bez praskání nebo deformací. Je vhodný pro zakrytí velkých rozpětí a nevytváří rizikové situace, které vznikají při zničení velkoplošného panoramatického zasklení.

Materiál syntetického původu nevyžaduje extrémní opatrnost během přepravy, dodávky na pracoviště a montážních prací. Snadno se zpracovává a nezpůsobuje komplikace při řezání. Při práci s ním prakticky nevznikají žádné odpady ani zkažené kusy, které jsou nevhodné k dalšímu použití.

Podle strukturálních ukazatelů se polykarbonátové desky dělí na dva podtypy:

• Monolitické. Materiál s monolitickou strukturou a stejnými vlastnostmi po celé tloušťce. Po nařezání vypadá tabule jako sklo, na které jsme zvyklí, ale je 200krát pevnější. Ohýbá se, ale pouze v mezích stanovených výrobcem.
• Buněčný. Materiál s charakteristickými „voštinami“ při pohledu z boku. V podstatě se jedná o dva tenké plechy s podélnými přepážkami mezi nimi. Ty tvoří voštinovou strukturu a zároveň slouží jako výztuhy.

Oba druhy jsou vhodné pro vytváření zaoblených povrchů, což je při použití skla zcela nemožné. Ti, kteří chtějí realizovat zajímavý nápad, by však měli vzít v úvahu poloměr ohybu, který je nutně specifikován výrobcem materiálu v technické dokumentaci.

Oba typy materiálů se získávají polykondenzací dvou chemických složek: difenylpropanchloridu a kyseliny uhličité. Výsledkem je viskózní plastická hmota, ze které se tvoří monolitický nebo celulární polykarbonát.

Abychom získali úplný obrázek o obou odrůdách, podívejme se na specifika jejich výroby a aplikačních vlastností.

Monolitické polykarbonátové desky

Výchozí materiál pro výrobu monolitického termoplastického polymeru je dodáván ve formě granulí. Výroba probíhá extruzní technologií: granule se vkládají do extruderu, kde se mísí a taví.

Změklá jednotná hmota se protlačí přes extruderovou matrici – ploché štěrbinové zařízení, na jehož výstupu se získá polymerní deska o stejné tloušťce ve všech bodech. Tloušťka polykarbonátové desky se pohybuje od 1,5 mm do 15,0 mm. Spolu s tloušťkou se desce přiřazují požadované rozměry.

Monolitické polymerní desky se vyrábějí v široké škále, liší se:

• Díky propustnosti světla. Mohou být průhledné, propouštějící až 90 % světelného toku, nebo matné, prakticky nepropouštějící světlo.
• Podle úlevy. Mohou být ploché nebo vlnité. Polymerní průhledná a nevodivá břidlice je jednou z variant monolitického polykarbonátu.
• Podle barvy. Množství obchodního zboží nabízeného zákazníkům zahrnuje materiály různých barev.

Mezi pozitivní vlastnosti monolitického polykarbonátu patří nulová absorpce vlhkosti. Vůbec neabsorbuje atmosférickou vodu a výpary z domácností, proto nehnije a nevytváří podmínky pro usazování plísňových kolonií.

Monolitická verze se nebojí nízkých a vysokých teplot, funguje perfektně v širokém rozsahu. V horkém počasí je, stejně jako všechny polymery, náchylná k lineární roztažnosti, což je třeba vzít v úvahu při navrhování a provádění instalačních prací.

Celulární polykarbonátové panely

Výroba buněčného polymerního materiálu se liší od výroby jeho monolitického protějšku pouze tvarem matrice. Po protlačení skrz ni vznikne vícevrstvý materiál s dlouhými podélnými kanálky malého průřezu.

Kanály vytvořené zvlákňovací tryskou obsahují vzduch, což výrazně zvyšuje izolační vlastnosti polymerního produktu a zároveň výrazně snižuje jeho hmotnost.

Pozice v buněčném sortimentu se liší:

• Celkovou tloušťkou panelu. Architekti a designéři mají nyní k dispozici buněčný materiál o tloušťce 4,0 mm až 30,0 mm. Čím silnější plech, tím hůře se ohýbá a je méně vhodný pro vytváření zaoblených ploch.
• Barvou a světlopropustnými vlastnostmi. Vzhledem ke strukturálním vlastnostem nemůže celulární polykarbonát vést více než 82 % světelných paprsků. Barevná škála není horší než u monolitické nomenklatury.
• Počtem vrstev a tvarem buněk. Počet vrstev ve voštinovém panelu může být od 1 do 7. Výztužná žebra, která jsou zároveň distančními vložkami a stěnami vzduchových kanálů, mohou být umístěna přesně kolmo k hornímu a spodnímu povrchu plechu nebo k nim svírat úhel.

Kanály vytvořené žebrovými můstky lze bezpečně připsat jak výhodám, tak nevýhodám materiálu. Navzdory naprosté neschopnosti samotného polykarbonátu absorbovat vodu mohou naopak „nasávat“ vlhkost z okolních půd a rostlin a snadno tak propouštět výpary z domácnosti.

Aby se zabránilo pronikání vody do kanálů, což mimochodem výrazně snižuje prioritní izolační vlastnosti celulárního polykarbonátu, měly by být během instalačních prací zakryty flexibilními profily – lineárními montážními díly. Používají se jak k ochraně okraje, tak ke spojení sousedních plechů do jedné konstrukce.

Optimalizace kvalitativních charakteristik

Polykarbonátové panely jsou vynikajícím stavebním materiálem, ale nejsou bez nevýhod. Propouštějí ultrafialové záření skupin A a B. Mezi nevýhody patří citlivost na sluneční světlo, sklon k nerovnoměrnému rozptylu paprsků a schopnost podporovat hoření.

Podívejme se, jaké metody používají výrobci polymerních desek k boji proti negativním vlastnostem. Tímto způsobem pochopíme, na co si dát pozor při výběru polykarbonátu pro soukromou výstavbu.

Aplikace UV ochrany

Ne nadarmo se za významnou nevýhodu polykarbonátových desek považuje schopnost propouštět ultrafialovou složku slunečního záření, škodlivou například pro rostliny ve skleníku. Zdaleka to není užitečné ani pro ty, kteří relaxují pod baldachýnem, a pro ty, kteří plavou v bazénu s polymerovým pavilonem.

UV záření má navíc negativní vliv na samotnou polykarbonátovou desku, která žloutne, zakalí se a nakonec se zhorší. Aby byl materiál a prostor jím vybavený chráněn, je vnější strana opatřena vrstvou, která hraje roli spolehlivé bariéry proti ničivým paprskům.

Dříve se ochranná vrstva vyráběla z laku, jehož nevýhodou bylo nerovnoměrné nanášení, schopnost praskat a rychlé zakalení. Stále se vyskytuje na padělaných výrobcích, protože výrobci těchto produktů nemají vybavení ani složení pro provedení řádné UV ochrany.

Vysoce kvalitní polykarbonát není pokryt ochrannou skořápkou, je jakoby zataven do své vrchní vrstvy. Tato metoda aplikace se nazývá koextruze. V důsledku smíchání dvou látek na molekulární úrovni vzniká štít, který je nepropustný pro ultrafialové záření.

Tloušťka vrstvy vytvořené tavením je pouze několik desítek mikronů. Ve skutečnosti se jedná o stejný polykarbonát, ale obohacený o UV stabilizátor. Během provozu vrstva nepraská, nedrolí se ani neodpadá a věrně slouží svým majitelům přesně tak dlouho, jak dlouho se polykarbonátový panel používá.

Je třeba poznamenat, že přítomnost stabilizátoru se nestanovuje vizuálně, jeho přítomnost potvrzuje pouze technická dokumentace od výrobce, který si cení své vlastní pověsti. Aby bylo možné tuto látku v polykarbonátu stanovit, přidává se během jeho svařování také optická přísada.

Optickou přísadu sice můžete prozkoumat pod běžnou ultrafialovou lampou, ale samotný stabilizátor nikdy neuvidíte. Proto je lepší materiál kupovat v zodpovědných obchodech, které polykarbonát vykupují od důvěryhodných dodavatelů. Pouze v tomto případě bude téměř nemožné „narazit“ na padělek.

Nezapomeňte také, že UV stabilizátor se neaplikuje na celou tloušťku plechu. Taková koncentrace je jednoduše iracionální a cena produktu by se stonásobně zvýšila. Proto lze ujištění prodejce nebo výrobce materiálu, že stabilizační látka je nanesena v plném množství, právem považovat za podvod a snahu prodat padělek.

Strana s nataveným stabilizátorem je na materiálu označena jako „horní“. Polykarbonátové desky by měly být instalovány pouze tak, aby tvořily vnější povrch a jako první se setkaly se slunečními paprsky. Pouze v tomto případě bude ultrafialová ochrana plně plnit své povinnosti.

Přísada rozptylující světlo

Schopnost rozptylovat světlo je velmi užitečnou vlastností ve skleníkovém zemědělství. Proto stojí za to věnovat jí pozornost, pokud se pro stavbu skleníku kupují polykarbonátové desky.

Rozptyl světla zajišťuje úplnější pokrytí osvětlené plochy přesměrováním slunečních paprsků, což zaručuje rovnoměrné osvětlení všech rostlin v uzavřeném objektu. Rozptýlené paprsky uvnitř skleníku se navíc odrážejí od různých povrchů, což dále zvyšuje tok světla.

Vlastnost rovnoměrného rozložení slunečních paprsků je u monolitických desek mnohem vyšší než u voštinových panelů. A protože se voštinový design používá hlavně ve sklenících, je třeba se na procento rozptylu světla informovat u prodejce nebo nalézt informace v průkazu kvality výrobku.

Je důležité si uvědomit, že:

• U průhledného celulárního materiálu tato vlastnost obvykle nepřesahuje 70–82 %.
• U neprůhledných barevných modifikací se pohybuje od 25 do 42 %.

Polykarbonát začíná lámat a rozptylovat světlo po zavedení LD do difuzoru – mikroskopických částic, které tento efekt vytvářejí.

Tato přísada se přidává při výrobě průhledných panelů, díky čemuž se propustnost světla monolitických desek zvyšuje na 90 % (údaje pro materiál o tloušťce 1,5 mm). Přidává se při výrobě bílého polykarbonátu, jehož propustnost světla se v konečném důsledku pohybuje v rozmezí od 50 do 70 %.

Zavedení retardéru hoření

Stejně jako všechny polymerní směsi, i polykarbonát podporuje oheň bez použití specifických přísad. Po přidání inhibitorů se tato vlastnost výrazně snižuje. Monolitické desky a voštinové panely odolávají hoření po dlouhou dobu a během hoření neuvolňují toxické plyny.

Standardní monolitický polykarbonát patří z hlediska parametrů hoření do skupiny G2, celulární do skupiny G1. To znamená, že monolitické desky jsou středně hořlavé a celulární panely jsou mírně hořlavé.

Na žádost zákazníka lze monolitické desky vyrobit i v souladu s požadavky skupiny G1. V tomto případě musí kupující získat certifikát na výrobek s odpovídajícími vlastnostmi. Mohou se také vyskytnout odchylky v hořlavosti, schopnosti šíření ohně a toxicitě.

Eliminace jevu vnitřního deště

Celulární polykarbonát je velmi oblíbený při stavbě skleníků, verand, krytých pavilonů u bazénů, oranžérií a teras. Použití polymerních panelů prakticky eliminuje pohyb vzduchu nebo výrazně snižuje jeho rychlost. Situaci zhoršují specifické spojovací prvky používané ve stavebnictví, které zajišťují těsnost.

Přestože polykarbonátové konstrukce obsahují ventilační prvky, je téměř nemožné kondenzaci zcela eliminovat. Přirozené odpařování a kondenzace se usazují na vnitřním povrchu, což snižuje propustnost světla.

Kondenzát a vodní pára negativně ovlivňují rostliny a v uzavřených sklenících způsobují jejich hnilobu. Negativně ovlivňují i dřevěné části konstrukcí, na jejichž povrchu se usazují škodlivé houby. V krytých bazénech se vytváří nezdravé ovzduší.

Jak eliminovat zamlžování? Ano, nanesením protimlžovacího nátěru, který dostal odborný termín Antifog (proti zamlžování). Po jeho aplikaci na vnitřní povrch polykarbonátových konstrukcí se v důsledku změny napětí na povrchu kapek nezadržuje odpařování a kondenzace.

Vícesložkové složení vytváří podmínky pro rovnoměrné rozložení vody po povrchu polymeru. Voda interaguje s ním, a nikoli se sousedními podobnými molekulami. Odpařování a kondenzace se nakonec nemění na velké kapky, které při pádu představují hrozbu pro rostliny a lidi, ale rychle se odpařují.

Účtování tepelné roztažnosti

Aby se zabránilo deformaci konstrukce postavené z polykarbonátu, je nutné vzít v úvahu, že v důsledku tepelného působení se mohou desky a panely zvětšit.

Polykarbonátový stavební materiál je určen pro normální provoz v teplotním rozsahu od -40 °C do +130 °C. Při kladných hodnotách se polymer přirozeně mění lineárně.

Zohlednění tepelné roztažnosti je ve fázi návrhu povinné a informace o lineární velikosti tepelné roztažnosti jsou pro projektanta nesmírně důležité.

Průměrné hodnoty tepelné roztažnosti polymerních panelů jsou:

• 2,5 mm na běžný metr pro průhledný, mléčný materiál a výrobky světlých tónů blízkých mléčné barvě;
• 4,5 mm pro tmavě zbarvený materiál: modré, šedé, bronzové vzorky.

Kromě projektantů musí také instalatéři zohlednit schopnost tepelné roztažnosti, protože spojovací prvky musí být instalovány zvláštním způsobem. Aby se plechy a panely mohly pohybovat, vyvrtávají se otvory pro samořezné šrouby větší než průměr jejich válce a používají se také kování s velkými hlavami a kompenzátory.

Voštinové panely a monolitické polymerní desky se pokládají tak, aby mezi nimi byla mezera. Polymerní prvky pak při rozpínání získají rezervu, díky které se nebudou navzájem „vytlačovat“ a opírat se o své hrany. Tato mezera je v konstrukcích uzavřena flexibilním profilem.

Pokud se při návrhu a montáži konstrukcí vezme v úvahu tepelná roztažnost, budou konstrukce bez problémů sloužit déle, než je doba garantovaná výrobcem. Komponenty vyrobené z polykarbonátových desek a panelů nepraskají ani se nezhroutí vlivem tahu a nadměrného namáhání.

Stavitelé domů svépomocí by si také měli být vědomi tendence polymerových desek a panelů k roztahování při vystavení teplu, a to jak přímému, tak nepřímému, tedy při zvyšování teploty v okolním prostoru.

Závěry a užitečné video k tématu

Video č. 1 vám pomůže vizuálně seznámit se s typy polykarbonátu a pochopit rozdíly:

Video č. 2 poskytne tipy na výběr celulárních polykarbonátových panelů pro stavbu skleníku:

Video č. 3 stručně představí velikosti a rozsah použití celulárního polykarbonátu:

Informace, které nabízíme, se neomezují pouze na seznamování zájemců s oblíbeným stavebním materiálem a specifiky jeho použití.

Snažili jsme se vám vysvětlit, jak si vybrat produkt hodný vaší pozornosti, který vám bude sloužit po garantovanou dobu a pravděpodobně i mnohem déle. Zohlednění kritérií a rad uvedených v popisu je nezbytné pro dosažení pozitivního výsledku, a to jak při pořízení, tak i při stavbě.