L E M A T E R I E P L A S T I C H E P E R L ' A R C H I T E T T U R A
Il PERSPEX®
CARATTERISTICHE
Lastre e blocchi, in metacrilato colato ICI ®:
eccezionale stabilità dei colori alle radiazioni solari e agli agenti atmosferici; igiene e facilità di manutenzione; costanza delle proprietà per impieghi tecnici; leggerezza: circa la metà del vetro di pari spessore; buona resistenza a molti prodotti chimici di uso comune;
resistenza all'abrasione simile a quella dell'alluminio; finitura liscia, satinata o stampata diffondente; ottima trasmissione e diffusione luminosa; oltre 100 colori tra opachi, opalini, trasparenti e a specchio; spessori varianti da 1 a 100 mm e in formati fino a 3300x2500 mm;
Utilizzo nell'architettura
lucernari, coperture trasparenti, apparecchi d'illuminazione; insegne, vetrate, schermi protettivi; arredamento, lavori di artigianto e opere d'arte
P R O P R I E T A'
Trasparenza
Una delle proprietà particolari del materiale acrilico PERSPEX® incolore è la sua elevata trasparenza derivante dalla combinazione di limpidezza e di totale assenza di colore. Queste caratteristiche hanno reso possibile ottenere risultati estremamente interessanti, quali opal di straordinaria efficacia, colori trasparenti di grande purezza e una vasta gamma di stupendi colori opachi.
Normalmente l'incorporazione di coloranti e pigmenti non ha effetto alcuno sulle caratteristiche meccaniche, di lavorazione e di formatura del PERSPEX®.
Resistenza agli agenti atmosferici
Il PERSPEX® ha una eccezionale resistenza all'esposizione all'aperto notevolmente superiore agli altri materiali termoplastici. Dopo molti anni di esposizione ai climi tropicali, l'alterazione del colore, sia nel materiale incolore che in quello colorato, è minima. La maggiore stabilità si ha nel caso di PERSPEX® formato a caldo.
Comportamento termoplastico
Il PERSPEX® non ha un punto di fusione ben definito, ma rammollisce gradualmente con l'aumento della temperatura. Ad una, temperatura di 150-160°C. ha una consistenza abbastanza simile a quella della gomma, tanto da poter essere facilmente formato. Poiché il PERSPEX® è effettivamente termoplastico, conserva la proprietà di rammollire se viene riscaldato. Questa proprietà sussiste anche dopo la formatura; quando la temperatura supera un certo livello critico, le tensioni residue nel materiale sono sufficienti a causare un 'ritorno' ed il materiale rivela una 'memoria plastica' riassumendo la sua forma originale. Purché la temperatura non superi 80°C. gli oggetti mantengono indefinitamente la loro forma. Il PERSPEX® sottoposto per la prima volta alla temperatura di formatura si contrae di circa il 2% in lunghezza e in larghezza aumentando proporzionalmente in spessore in modo di mantenere pressoché invariato il volume totale.
Assorbimento d'acqua
Il PERSPEX® ha un basso assorbimento d'acqua. Malgrado il contenuto idrico relativo all'umidità sia limitato, il suo effetto sulle dimensioni può essere non trascurabile, e può avere una leggera influenza sulle proprietà meccaniche, dato che l'acqua assorbita agisce parzialmente come plastificante. La velocità di assorbimento è bassa. Il contenuto normale di acqua del PERSPEX® quando viene fornito è dello 0,5 - 0,8% in peso.
Resistenza all'abrasione
La resistenza all'abrasione del PERSPEX® può essere paragonata a quella dell'alluminio, ma poiché in questo caso il materiale viene intaccato, piuttosto che asportato, l'effetto ottico che ne deriva è difficilmente percettibile. Ad esempio, apparecchi per illuminazione stradale, dopo molti anni di servizio in zone industriali non mostravano nessuna diminuzione di efficienza malgrado fossero stati inevitabilmente esposti durante questo periodo all'abrasione dovuta alla polvere trasportata dal vento e fossero stati ripetutamente puliti.
Peso specifico
Il PERSPEX® ha un peso specifico basso (1,19) che permette di fabbricare componenti di grandi dimensioni, sufficientemente robusti da essere autoportanti e al tempo stesso leggeri.
Combustibilità
Il PERSPEX® è un materiale combustibile e non deve essere lasciato a contatto con fiamme libere poiché prende fuoco (eccetto nel caso della pulitura alla fiamme che viene fatta in condizioni controllate).Secondo la specifica britannica BS 476 Pt 7 1987, le lastre di PERSPEX® colato, di spessore 3 mm e oltre rientrano nella classe 3 mentre le lastre PERSPEX® colate di spessore inferiore a 3 mm e le lastre PERSPEX® TX estruse rientrano nella classe 4.
Nel caso di combustione, la velocità di questa è simile a quella dei legni duri, ma, al contrario del legno e materiali simili, il PERSPEX® che brucia produce poco o niente fumo e, dopo l'estinzione della fiamma, non rimane alcuna brace. Diversamente dalle lastre colate, le lastre estruse PERSPEX® TX possono produrre gocce di materiale infiammato; mentre sotto tutti gli altri punti di vista il loro comportamento è simile.
Permeabilità ai gas
I valori indicati nella tabella che segue, si riferiscono alla velocità di diffusione dei gas a 50°C attraverso film sottili di metacrilato di polimetile. Occorre tenere presente che i valori della permeabilità possono variare con la temperatura carbonica e che il metodo e i valori ottenuti con questi film sottili possono non essere accurati con lastre di valore commerciale.
| Gas |
Permeabiltà (Unità SI) |
Permeabiltà (Unità CGS) |
| Anidride carbonica |
5,04 x 10-16 |
6,71 x 10-10 |
| Elio |
14,1 x 10-16 |
18,8 x 10-10 |
| Azoto |
0,53 x 10-16 |
0,706 x 10-10 |
| Ossigeno |
0,86 x 10-16 |
1,14 x 10-10 |
Le proprietà meccaniche del PERSPEX® sono strettamente legate alla temperatura alla quale vengono misurate, al grado di sollecitazione o deformazione e, in minor misura, alla presenza di acqua assorbita che tende ad agire come plastificante.
In Tabella 1 e Tabella 2 sono indicati, per una temperatura di 20°C, rispettivamente i valori delle proprietà meccaniche e i dati di cui tenere conto per la progettazione meccanica.
Il PERSPEX®, come tutti i materiali plastici, è termicamente isolante. La Tabella riporta i valori delle principali costanti termiche. Si può osservare come il coefficiente di dilatazione termica sia circa nove volte quello dei metalli; di questo bisogna tener conto nella fabbricazione di componenti in PERSPEX® da impiegare unitamente a particolari metallici.
Proprietà ottiche
PERSPEX® trasparente incolore
Si è già accennato in precedenza nel presente manuale all'elevata trasparenza delle lastre di PERSPEX®; tale proprietà ha permesso non solo di impiegare questo materiale in importanti applicazioni, ottiche, ma anche di produrlo in molte versioni interessanti, quali il PERSPEX® colorato, trasparente, translucido e goffrato. In questo capitolo vengono discusse dettagliatamente !e proprietà ottiche dei vari tipi.
L'assorbimento di luce è uniforme per tutta !a gamma visiva ed è inferiore allo 0,2% per cm di spessore del materiale. Parte della luce viene però riflessa da ciascuna delle superfici speculari (tale caratteristica è comune a tutti i materiali aventi superfici lucide) e ciò riduce inevitabilmente il coefficiente di trasmissione, di una quantità determinata dall'indice di rifrazione del materiale e dal!' angolo di incidenza della luce. Se un fascio di luce cade normalmente su una lastra di PERSPEX®, il coefficiente di riflessione di ciascuna superficie è di circa il 4% per cui si avrà una trasmissione di luce totale pari a circa il 92%.
Se l'angolo di incidenza si allontana dalla normale, le perdite per riflessione aumentano, dapprima lentamente, poi oltre il 60% molto rapidamente.
Se !a luce cade su una lastra uniformemente da tutti gli angoli (come da un cielo di luminosità uniforme) la trasmissione integrata risultante è di circa l'85%.
Grazie a queste proprietà, e particolarmente al bassissimo valore di assorbimento della luce, il PERSPEX® si presta aIlo sfruttamento del fenomeno della riflessione interna totale. L'angolo critico PERSPEX®/aria è di circa 42°, e quindi un fascio di luce può essere ricevuto e trasmesso in modo soddisfacente attraverso elementi anche lunghi di PERSPEX®.
In tale modo la luce può essere (convogliata) attorno a curve, ma perchè non si verifichino eccessive perdite, il raggio di curvatura non, deve essere inferiore a tre volte lo spessore della lastra o il diametro del tondino (bastone). È importante che la superficie sia levigata specularmente ed esente da graffiature o difetti che darebbero origine a dispersione della luce riducendo I'efficienza del sistema.
Il PERSPEX® incolore contiene normalmente U.V.A. (assorbente di raggi ultravioletti).
Coefficiente fotoelastico
Il PERSPEX® viene largamente utilizzato per la realizzazione di modelli di strutture per determinare lo stato delle tensioni sotto sforzo. Una variazione di sollecitazioni del 11% provoca un cambiamento della bi-rifrangenza pari a 10-4. Questo rapporto è pressoché lineare con sollecitazioni fino al 2%.
PERSPEX® colorato trasparente
Il PERSPEX® colorato trasparente viene prodotto in una vasta gamma di colori ivi compresi i tipi 'neutral'.
PERSPEX® colorato translucido e opaco
Esiste una vasta gamma di colori translucidi ed opachi tra cui alcuni effetti speciali.
Opal bianchi
Tra i più importanti colori translucidi del PERSPEX® figurano gli opal bianchi, che vengono prodotti in sei gradazioni diverse. Le proprietà di questi opal possono essere convenientemente espresse secondo tre quantità fotometriche: coefficiente di trasmissione, coefficiente di riflessione e coefficiente di diffusione. Come per il PERSPEX® incolore, i coefficienti di trasmissione e riflessione variano, con l'angolo di incidenza della luce. Per ragioni di semplicità le misure si effettuano con luce parallela normalmente incidente sulla lastra. Quando la luce incidente è diffusa i valori del coefficiente di trasmissione sono leggermente inferiori, e quelli del coefficiente di riflessione proporzionalmente superiori.
Resistenza chimica
Il PERSPEX® resiste molto bene all'attacco dell'acqua, degli alcali, delle soluzioni acquose di sali inorganici e della maggior parte degli acidi diluiti. Tuttavia alcuni acidi diluiti, quali l'acido cianidrico e l'acido fluoridrico attaccano il PERSPEX®, come anche l'acido solforico, l'acido nitrico e l'acido cromico concentrati. Non esiste una regola precisa per quanto riguarda l'effetto dei composti organici sui PERSPEX®: alcuni di essi non esercitano alcun effetto, altri hanno luogo ad un rigonfiamento o a una microfessurazione o a un indebolimento del PERSPEX®, altri ancora lo sciolgono completamente. Il PERSPEX® non viene attaccato dai cibi e a loro volta i cibi non sono alterati.
