Пластиковые конструкционные материалы более полувека активно используются в строительстве. При изготовлении профильных изделий наиболее распространены два метода изготовления: экструзия и пултрузия.
Экструзионный метод заключается в продавливании расплавленного материала через отверстие определенной формы с последующим охлаждением. Для изготовления профиля используют специальные машины – экструдеры. В качестве сырья фигурируют гранулы полипропилена или полихлорвинила, доставляемые к фильере шнековым механизмом. В экструдере, под воздействием температуры, гранулы размягчаются и сплавляются. После продавливания через фигурное отверстие, масса приобретает определяемую фильерой форму сечения. Процесс похож на изготовление кондитерских изделий или фарша в мясорубке.
Метод пултрузии, как видно из названия – протягивание изделия через фильеру. Этим методом определяется и исходный материал: армирующее волокно, пропитанное полиэфирными смолами.
В качестве волокна обычно используется стекловолокно или, для особо требовательного профиля, углеволокно. Материал изделий, изготовленных методом пултрузии, называют стеклопластиком или углепластиком, в зависимости от используемого армирующего материала.
Армирующие нити, проходя через ванну со смолой, пропитываются ею и протягиваются через нагретую фильеру. Под воздействием температуры материал полимеризуется и приобретает прочность. Потягивание профиля может производиться гусеничным механизмом или попеременным срабатыванием движущихся захватов. Для обеспечения качества профиля, его протягивание должно быть равномерным со строго определенной скоростью.
В чем же отличие пултрузионного и экструзионного профиля? Прежде всего в свойствах материала.
Температурные воздействия
Экструзия легко плавится или становится хрупкой. Пултрузия не подвержена температурным деформациям после завершения полимеризации. Специальные смолы могут обеспечить огнестойкость. Материал сохраняет все свойства в широком диапазоне температур.
Химическая устойчивость
Полипропилен химически инертный материал и хорошо выдерживает контакты с химически активной средой. Для изделий, изготовленных методом пултрузии, требуется специальныйсостав смол, выдерживающих химические воздействия, причем, для каждой среды состав смолы рассчитывается индивидуально.
Физическая прочность
Экструзия изотропна. Ее свойства не зависят от направления прилагаемых нагрузок. Изделия, изготовленные методом экструзии, имеют одинаково низкую прочность на изгиб, сжатие и растяжение.
Пултрузионные изделия анизотропны. Они выдерживают значительные нагрузни на растяжение и изгиб, не уступающие стали, что позволяет использовать их как арматуру для бетона и балок для несущих конструкций. Волокна, проходящие в одном направлении, определяют необычайно привлекательные физические свойства этого материала. Стекловолокно очень прочно на разрыв, а в сочетании с наполнителем из смол, нагрузка на них распределяется наиболее эффективным способом. Для увеличение прочности в поперечных направлениях используется тканый армирующий материал в сочетании со стеклоровингом. Безусловно, лидером по прочности изделий является метод пултрузии.
Подверженность обработке
Экструзионные изделия можно легко обрабатывать механически независимо от направления. При обработке пултрузии следует учитывать направление армирующих волокон и прилагаемых нагрузок. Экструзия легко сваривается, а пултрузия требует болтового или клеевого соединения.
Таким образом, выбор материала профиля целиком зависит от области его применения. Безусловно, если конструкция требует механической прочности, следует использовать изделия, изготовленные методом пултрузии.
Если же на профиль планируется прилагать минимальные нагрузки, но важен внешний вид, возможность сварки и цена, как например при изготовлении оконных рам, используют экструзию.