Propiedades mecánicas

Transcripción

1 GE Advanced Materials Specialty Film & Sheet Placas celulares Presentación técnica Junio de 2004

2 Índice Propiedades mecánicas Prop. mecánicas resp. a temperatura Resistencia al impacto Simulación de granizo Transmisión de luz Protección UV Ensayo exposición intemperie Reducción de sonido Propiedades térmicas Propiedades solares

3 Propiedades mecánicas Curva de tensión/deformación de la placa de policarbonato Lexan Resistencia última y alargamiento de rotura es el nivel de tensión máximo antes de la rotura. Alargamiento de fluencia y resistencia de fluencia es la tensión que provocará una deformación permanente. Límite proporcional es el nivel máximo de tensión permisible a efectos de cálculo. Los productos expuestos a una carga que cree un nivel de tensión por debajo del límite proporcional recuperarán su forma original sin riesgo de efecto de fluencia. Alargamiento de rotura >100% significa una absorción de energía elevada mediante deformación elástica / plástica de la placa.

4 Propiedades mecánicas resp. a temperatura La temperatura del material de acristalamiento aumentará debido a la absorción de luz solar directa. El aumento de temperatura depende de: La magnitud de la intensidad solar del sol. La magnitud de la absorción solar del material de acristalamiento. La absorción solar depende de: Transmisión de la luz Color Los colores transparentes con tintes oscuros (bronce, gris,) absorben mucha más energía solar que los colores blanco opal e incoloro. La acumulación de calor de los acristalamientos con tintes oscuros puede ser considerable, sobre todo durante la radiación solar intensa.

5 Propiedades mecánicas resp. a temperatura El aumento de temperatura en un acristalamiento termoplástico: Ejerce una influencia negativa en la resistencia al impacto. Puede resultar en una pérdida drástica de resistencia y rigidez. RTI = Índice de temperatura relativo RTI es la temperatura de servicio máxima a la que un termoplástico conserva al menos el 50% de las propiedades mecánicas como resistencia al impacto, resistencia y rigidez durante un período prolongado de 10 años. RTI Productos de placa Lexan : 100 ºC Acrílico: 50 ºC PVC: 50 ºC

6 Propiedades mecánicas resp. a temperatura Placa Lexan Thermoclear a temperatura elevada: Módulo de flexión en N/mm 2 x 100 Excelente retención de resistencia al impacto Excelente retención de rigidez Conserva el 85% de su módulo de flexión a temperatura ambiente a 82 ºC También presenta buen comportamiento durante un período prolongado. Supera al PMMA y al PVC Propiedades excelentes a temperaturas elevadas!

7 Resistencia al impacto Resistencia al impacto La placa Lexan Thermoclear tiene una resistencia al impacto extraordinaria para una amplia gama de temperaturas, de -40 C a +120 C, incluso tras exposición prolongada a la intemperie. Simulación de granizo Como material de acristalamiento de cubiertas, la placa Lexan Thermoclear está sujeta a circunstancias metereológicas extremas: tormentas, granizo, viento, nevadas y heladas. En esas condiciones, el producto es prácticamente irrompible y puede resistir el cambio de temperatura que se produce al volver a salir el sol sin sufrir roturas ni distorsiones.

8 Resistencia al impacto Método de ensayo El ensayo ha sido desarrollado por el instituto holandés de ensayos TNO. Se sujeta una muestra en un marco metálico de 3.2 x 4.0 m. Con una pistola de aire comprimido se disparan bolas de poliamida de 20 mm de diámetro sobre la superficie de la muestra.

9 Simulación de granizo Bolas de poliamida Pistola de aire comprimido

10 Simulación de granizo En la práctica: Las piedras de granizo tienen un diámetro medio de 20 mm. Pueden alcanzar una velocidad límite de cerca de 21 m/s. En esas condiciones, materiales como el vidrio estándar y el acrílico se rompen. Aviso importante: Características de rotura de vidrio y acrílico: Típicamente quebradizos.. Características de rotura de la placa Lexan Thermoclear : Comportamiento dúctil: Al impactar en la placa Lexan Thermoclear, la bola deja abolladuras en la placa, pero no la rompe.

11 Simulación de granizo Material Ball diameter 20 mm Acrylic multi-wall sheet t = 16 mm Float glass t = 4 mm Lexan Thermoclear sheet t = 10 mm Lexan Thermoclear sheet t = 16 mm Equilibrium velocity of hail stones in practice 7-14 m/s 10 m/s >21 m/s >21 m/s >21 m/s Simulación de granizo Resultados del ensayo GE Advanced Materials, Specialty Film & Sheet ofrece una Garantía Limitada de Diez Años para la placa Lexan Thermoclear que cubre la pérdida de resistencia mecánica y al impacto debido al amarilleamiento.

12 Transmisión de luz La luz solar que llega a la superficie de la tierra tiene una longitud de onda de entre 295 y 2140 nanómetros. La placa Lexan Thermoclear tiene uno de los mayores niveles de transmisión de luz en la franja de luz visible. Lexan Thermoclear tiene una alta transmisión de luz en la franja de luz visible.

13 Transmisión de luz % de transmisión de luz Lexan Thermoclear tiene una alta transmisión de luz (hasta el 83%).

14 Transmisión de luz La placa LEXAN es casi opaca a la radiación en la región de UV y de infrarrojos lejanos. Esta útil propiedad de blindaje puede impedir la decoloración de materiales sensibles como tejidos y otros materiales orgánicos colocados debajo o detrás de acristalamientos hechos con placas Lexan Thermoclear en lugares como por ejemplo un almacén de fábrica, un museo o un centro comercial. Lexan Thermoclear es prácticamente opaca a los rayos UV-A y UV-B.

15 Protección UV La placa Lexan Thermoclear absorbe la radiación UV-A y UV-B. La radiación solar tiene un efecto nocivo en los materiales poliméricos. Inicia la degradación porque provoca el cuarteamiento de la superficie. Estos puntos cuarteados sufren posteriormente más erosión debido al agua, el polvo, los agentes químicos, etc. El proceso varía mucho en función de la ubicación geográfica, la altitud, los cambios estacionales, etc.

16 Protección UV La placa Lexan Thermoclear Tiene una o ambas caras protegidas con un recubrimiento exclusivo contra los UV. El recubrimiento contra los UV proporciona una resistencia excelente a la intemperie. Esta protección UV garantiza: una calidad óptica a largo plazo en condiciones de exposición intensiva a la intemperie. una resistencia superior del material de policarbonato en comparación con otros acristalamientos termoplásticos.

17 Protección UV Cómo se miden los efectos a largo plazo de la exposición a la intemperie en los materiales de acristalamiento? Midiendo la variación de las características iniciales del producto: Resistencia mecánica Resistencia al impacto Color Transparencia Método de ensayo ISO 4892: Utilizando lámparas de xenón de gran intensidad para simular la luz solar natural. Simulando las condiciones naturales con filtros UV y ciclos de lluvia programables.

18 Protección UV dyi Resistencia a la intemperie dyi > Placa PC sin protección dyi = 10 dyi = Placa PC coextruída Placa Lexan Thermoclear Plus Placa Lexan SunXP dyi = 4 Años 10 Años 15 Años

19 Resistencia a la intemperie

20 Resistencia a la intemperie Ensayo de exposición acelerada a la intemperie Descripción Qué se mide? Aparato de clima artificial Simula la exposición a la intemperie Lámparas UV: Exposición directa UV Lámparas arco xenón: Exposición luz solar Temperatura: condiciones de intemperie Humedad simula la lluvia Índice de amarilleamiento (YI) Índice de transmisión de luz Delta

21 Reducción de sonido Pérdida de transmisión de sonido (STL) Clase de Transmisión de Sonido (STC) STL = La cantidad de sonido que un material absorbe o refleja. STL depende de: La densidad del material El peso del material Varía por niveles de frecuencia. STL medido entre 100 y 3150 Hz (frecuencia audible) STC = Una clasificación única que representa toda la curva de STL. STC calcula la magnitud del aislamiento acústico en decibelios (db) como resultante de: La absorción acústica del material y/o la reflexión acústica del material.

22 Reducción de sonido Fuente de sonido 56dB Nivel de sonido restante 27dB Las prestaciones de aislamiento acústico de los productos de placa Lexan se obtienen principalmente por reflexión acústica (70-90%), y sólo una pequeña parte se debe a la absorción (10-30%). Cuanto mayor es el valor de la Clase de Transmisión de Sonido (STC), mejor es el aislamiento acústico en decibelios (db). Placa Lexan 6mm. STC. 29 db Aislamiento acústico conseguido principalmente por reflexión.

23 Propiedades térmicas Valor K (o Valor U) El valor K representa la cantidad de calor que se escapa a través del material. Definición de unidad: La cantidad de calor en vatios (W) que se escapa a través de la placa Lexan por metro cuadrado (m 2 ) de superficie acristalada y por cada grado Celsius de diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del edificio. W = Unidad: W / m 2 K Vatio m 2 = metro cuadrado K = Kelvin (diferencia de temperatura en grados Celsius) Lexan Thermoclear LT2UV102RS17 Valor K: 3.0 W/m 2 K Significado: La pérdida de temperatura por cada m 2 de superficie de acristalamiento es de 3 vatios por cada diferencia de 1 grado Celsius entre el interior y el exterior del edificio.

24 Propiedades térmicas Thickness (mm) K-Value (mm) W/m2 K 4.5 (2RS) 4 6 (2RS) (2RS) (2RS) 3 10 (3RS) (3TS) (3X) (3TS) (3X) (5RS) (5X) (6RS) (5X) (5X) (4X) 1.5 LTP 1.9 Cuanto menor es el valor K, mejor es el aislamiento térmico!!

25 Propiedades térmicas Regiones de clima frío Regiones de clima cálido La estructura celular de la placa Lexan Thermoclear evita la transmisión de temperaturas bajas y de radiación hacia el interior del edificio. Contribuye al ahorro de energía y de costes de calefacción. La estructura celular de la placa Lexan Thermoclear evita que las altas temperaturas penetren dentro del edificio. Contribuye al ahorro de energía y de costes de aire acondicionado. Cuanto más calor se escapa, más energía (combustible) es necesaria para mantener una temperatura agradable dentro del edificio.

26 Propiedades térmicas Reducción de la radiación fría hacia el interior del edificio Cuanto menor sea el valor K, mejor se mantendrá la temperatura de la superficie interior de la placa durante el invierno. Placa Lexan Thermoclear 6 mm Temperatura exterior: -10 C Temperatura interior edificio: +20 C La estructura celular crea un espacio de aire que resulta en una temperatura moderada en la superficie de la placa. En las condiciones indicadas, la superficie interior de la placa se mantiene a una temperatura sobre cero, de manera que no hay radiación fría hacia el interior del edificio.

27 Propiedades térmicas Intensidad del espectro de la radiación solar UV VIS Radiación IR próxima Radiación IR media Transmisión de luz total : La transmisión de luz total es la proporción de luz visible (dentro de la región de 380 a 780 Nm del espectro) que se transmite a través de la placa. Intensidad radiación 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0, Longitud onda (Nm) Transmisión solar total: La transmisión solar directa es el porcentaje del espectro de radiación solar con una densidad espectral de entre 0 y Nm que se transmite a través de la placa. Ganancia entre luz y solar (factor solar): LSG = transmisión de luz total / transmisión solar total Coeficiente de sombra: Coeficiente sombra = Transmisión Solar Total / 87 (Transmisión solar total a través de una ventana de vidrio doble de 3 mm) La absorción o reflexión en los infrarrojos próximos es fundamental!

28 Propiedades solares La luz solar que llega a la superficie de la tierra tiene una longitud de onda de entre 295 y 2140 nanómetros. La placa Lexan Thermoclear tiene uno de los mayores niveles de transmisión de luz en la franja de luz visible. La placa Lexan Thermoclear tiene una alta transmisión de luz en la franja de luz visible.

29 Propiedades solares La placa LEXAN es casi opaca a la radiación en la región de UV y de infrarrojos lejanos. Esta útil propiedad de blindaje puede impedir la decoloración de materiales sensibles como tejidos y otros materiales orgánicos colocados debajo o detrás de acristalamientos hechos con placas Lexan Thermoclear en lugares como por ejemplo un almacén de fábrica, un museo o un centro comercial. Lexan Thermoclear es prácticamente opaca a los rayos UV-A y UV-B.

30 Propiedades solares Definición: La transmisión de energía solar total es la suma de la transmisión solar directa y el factor de transferencia de calor secundaria de la placa hacia el interior. Radiación solar total Reflexión solar directa Transferencia de calor secundaria hacia afuera 65% Transmisión solar directa Transferencia de calor secundaria hacia dentro 35% Absorción solar directa La reflexión de infrarrojos es muy favorable.

31 Propiedades solares Definiciones importantes LSG = Factor Solar = Transmisión de luz total Transmisión solar total Objetivos de la gestión del calor Mantener la transmisión de luz lo más alta posible. Reducir la transmisión solar al mínimo posible. Por tanto, tener un factor solar lo más alto posible (>1). Reto de la gestión del calor: maximizar el factor solar

32 Propiedades solares Este área es responsable de la mitad (56%) de la energía (calor) que lleva el espectro de luz. El recubrimiento Control Solar frena selectivamente las ondas infrarrojas pero permite la entrada de luz visible.

33 Propiedades solares Transmission (%) UV B UV A Visible NIR MIR Wavelength (nm) Opal WH7A092X 112 "Venetian" 112 Clear SC Clear 112 Metalic IR 1400 Alta transm. luz + Baja transm. = solar Alto Factor Solar