PMMA、亞克力、有機(jī)玻璃性能及特點(diǎn)

幾種常用的材料：PMMAPMMA 是以丙烯酸及其酯類聚合所得到的聚合物統(tǒng)稱丙烯酸類樹酯， 相應(yīng)的塑料統(tǒng)稱 聚丙烯酸類塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯應(yīng)用最廣泛。聚甲基丙烯酸甲酯縮寫代號(hào)為 PMMA ，俗稱有機(jī)玻璃，是迄今為止合成透明材料中質(zhì)最優(yōu)異的。有機(jī)玻璃的性能（1）材料有機(jī)玻璃的化學(xué)名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸酯聚合成的高分子化合物。（2）應(yīng)用有機(jī)玻璃應(yīng)用廣泛，不僅在商業(yè)、輕工、建筑、化工等方面。而且有機(jī)玻璃制作，在 廣告裝潢、沙盤模型上應(yīng)用十分廣泛，如：標(biāo)牌，廣告牌，燈箱的面板和中英字母面板。選材要取決于造型設(shè)計(jì)，什么樣的造型，用什么樣的有機(jī)玻璃、色彩、品種都要反復(fù)考試， 使之達(dá)到最佳效果。有了好的造型設(shè)計(jì)，還要靠精心的加工制作，才能成為一件優(yōu)美 的工藝品。（3）特點(diǎn)表面光滑、色彩艷麗，比重小，強(qiáng)度較大，耐腐蝕，耐濕，耐曬，絕緣性能好，隔聲 性好。（4）形狀可分管形材、棒形材、板形材三種。（5）種類可分四種。有色透明有機(jī)玻璃：俗稱彩板。透光柔和，用它制成的燈箱工藝品，使人感到舒適大 方。有色的有機(jī)玻璃分：透明有色、半透明有色，不透明有色三種。磁有機(jī)玻璃光澤不如珠 光有機(jī)玻璃鮮艷，質(zhì)脆、易斷、適于制作表盤、盒、醫(yī)療器械和人物、動(dòng)物的造型材料。透 明有機(jī)玻璃：透明度高，宜制燈具。用它制成的吊燈、玲瓏剔透、晶瑩澄澈。半透明有機(jī)玻 璃類似磨砂玻璃，反光柔和，用它制成的工藝品，使人感到舒適大方。無(wú)色透明有機(jī)吊燈， 玲瓏剔透，晶瑩澄澈。珠光有機(jī)動(dòng)性玻璃：是在一般有機(jī)玻璃加入珠光粉或熒光粉著稱。這類有機(jī)玻璃色澤 鮮艷，表面光潔度高，外形式經(jīng)模具熱壓后，即使磨平拋光，仍保持模壓花紋，形成獨(dú)特的 藝術(shù)效果。用它可制作人物、動(dòng)物造型，商標(biāo)、裝飾品及宣傳展覽材料。壓花有機(jī)玻璃：分透明、半透明無(wú)色，質(zhì)脆，易斷，適于制作。如果在生產(chǎn)有機(jī)玻璃時(shí)加入各種染色劑，就可以聚合成為彩色有機(jī)玻璃；如果加入熒 光劑（如硫化鋅） ，就可聚合成熒光有機(jī)玻璃；如果加入人造珍珠粉（如堿式碳酸鉛） ，則可 制得珠光有機(jī)玻璃。 有機(jī)玻璃的特性（ 1）高度透明性。有機(jī)玻璃是目前最優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達(dá)到92%，比玻璃的秀透光度高。 稱為人造小太陽(yáng)的太陽(yáng)燈的燈管是石英做的， 這是因?yàn)槭⒛芡耆高^ 紫外線。普通玻璃只能透過 0.6%的紫外線，但有機(jī)玻璃卻能透過 73%。（ 2）機(jī)械強(qiáng)度高。有機(jī)玻璃的相對(duì)分子量大約為200 萬(wàn)，是長(zhǎng)鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟， 因此， 有機(jī)玻璃的強(qiáng)度比較高， 抗拉伸的抗沖擊的能力比普通玻 璃高 7-18 倍。有一種經(jīng)過加熱和拉伸處理過的有機(jī)玻璃，其中的分子鏈段排列得非常有次 序，使材料的韌性有顯著提高。 用釘子釘進(jìn)這種有機(jī)玻璃，即使釘子穿透了，有機(jī)玻璃上也 不產(chǎn)生裂紋。 這種有機(jī)玻璃被子彈擊穿后同樣不會(huì)破成碎片。 因此， 拉伸處理的有機(jī)玻璃可 用作防彈玻璃，也用作軍用飛機(jī)上的座艙蓋。（3）重量輕。有機(jī)玻璃的密度為 1.18kg/dm 3，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃 的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的 43%。（4）易于加工。有機(jī)玻璃不但能用車床進(jìn)行切割，鉆床進(jìn)行鉆孔，而且能用丙酮、 氯仿等粘結(jié)成各種形狀的器具， 也能用吹塑、 注射、 擠出等塑料成型的方法加工成大到飛機(jī) 座艙蓋，小到假牙和牙托等形形色色的制品。有機(jī)玻璃的用途 有機(jī)玻璃具有以上優(yōu)良性能，使它的用途極為廣泛。除了在飛機(jī)上用作座艙蓋、風(fēng)擋 和弦窗外，也用作吉普車的風(fēng)擋的車窗、大型建筑的天窗（可以防破碎） 、電視和雷達(dá)的屏 幕、儀器和設(shè)備的防護(hù)罩、電訊儀表的外殼、望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)上的光學(xué)鏡片。用有機(jī)玻璃制造的日用品琳瑯滿目，如用珠光有機(jī)玻璃制成的紐扣，各種玩具、燈具 也都因?yàn)橛辛瞬噬袡C(jī)玻璃的裝飾作用，而顯得格外的美觀。有機(jī)玻璃在醫(yī)學(xué)上還有一個(gè)絕妙的用處，那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜 長(zhǎng)滿了不透明的物質(zhì)， 光線就不能進(jìn)入眼內(nèi)。 這就是全角膜白斑病引起的失明， 而且這種病 無(wú)法用藥物治療。于是，醫(yī)學(xué)家設(shè)想用人工角膜代替長(zhǎng)滿白斑的角膜。所謂人工角膜，就是用一種透明 的物質(zhì)做成一個(gè)直徑只有幾毫米的鏡柱， 然后在人眼的角膜上鉆一個(gè)小孔， 把鏡柱固定在角 膜上，光線通過鏡柱進(jìn)入眼內(nèi)，人眼就能重見光明。有機(jī)玻璃制作方法（1）粘貼法 將有機(jī)玻璃切割成一定形狀后，在平面上粘貼而成。（2）熱壓法 將有機(jī)玻璃薄板加熱后， 在模具中中熱壓型。 這種造型法制成的工藝品具有形體豐滿， 曲線流暢，立體感強(qiáng)的特點(diǎn)，有浮雕的效果。熱壓?？捎媚静?、油泥塑形，然后用鑄鉛、石 膏材料作陰陽(yáng)模，有機(jī)玻璃加熱后即可壓成型。（3）鑲嵌法 將不同色彩的有機(jī)玻璃塊切割成抽象的幾何圖形，在底板上鑲嵌拼接而成。這種方法 要求拼接嚴(yán)密，棱角分明，能收到色彩強(qiáng)烈，但又渾然一體的效果。（4）立磨法 將棒形有機(jī)玻璃或厚板形有機(jī)玻璃粘接后，直接在砂輪上磨制、拋光成型。用此法制 作的工藝品與某種雕塑相似，由豐富多彩的表面形狀，構(gòu)成別具一格的藝術(shù)形象。（5）斷磨法 將板形有機(jī)玻璃重疊粘貼在一起，然后直接削磨斷面成型。此法制成的工藝品能得到 色澤多變，渾樸自然的效果。（6）熱煨法 將有機(jī)玻璃加工到一定形狀，將有機(jī)玻璃加熱，直接用手迅速窩制、捏制成型。此法 要求事先對(duì)構(gòu)圖胸有成竹，動(dòng)作敏捷，一氣呵成。用此法制成的工藝品具有線條奔放，形象 簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)。以上幾種方法可交替使用，根據(jù)造型設(shè)計(jì)的藝術(shù)要求，定最佳方法。熱塑性塑料 聚甲基丙烯酸甲酯通常稱做有機(jī)玻璃，英文縮寫 PMMA ，具有高透明度，低價(jià)格，易 于機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn)，是平常經(jīng)常使用的玻璃替代材料。有機(jī)玻璃是開發(fā)較早的一種重要熱塑性塑料， 具有透明性、 穩(wěn)定性和耐候性， 易染色、 易加工，外觀優(yōu)美，在建筑業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。在建筑方面，有機(jī)主要應(yīng)用于采光體、屋頂、棚頂、樓梯和室內(nèi)墻壁護(hù)板等方面。近 年來(lái)，有機(jī)玻璃在高速公路和高級(jí)道路的照明燈罩和汽車燈具方面的應(yīng)用也相當(dāng)快。 隨著大 城市飯店、 賓館和高級(jí)住宅的興建， 采光體發(fā)展迅速， 采用有機(jī)玻璃擠出板制成的采光體具 有整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、 自重輕、透光率高和安全性能好等特點(diǎn)， 與無(wú)機(jī)玻璃采光裝置相比，具 有很大的優(yōu)越性。在衛(wèi)生潔具方面，有機(jī)玻璃可制作浴缸、洗臉盆、化妝臺(tái)等產(chǎn)品。由于有機(jī)玻璃浴缸 具有外觀豪華、有深度感、容易清洗、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕和使用舒適等特點(diǎn)，近年來(lái)得到了廣 泛的應(yīng)用。目前，美國(guó)和日本已在法律中作出強(qiáng)制性規(guī)定，中小學(xué)和幼兒園建筑必須采用有機(jī)玻 璃。隨著我國(guó)法律的不斷完善， 預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)也會(huì)作出相應(yīng)的規(guī)定。同時(shí)，我國(guó)各地加 快了城市建設(shè)步伐， 采用有機(jī)玻璃制作的街頭標(biāo)志、 廣告燈箱和電話亭等也將大量出現(xiàn)， 因 而有機(jī)玻璃發(fā)展空間很大，市場(chǎng)前景十分廣闊！有機(jī)玻璃的屬性 1 力學(xué)性能聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的綜合力學(xué)性能，在通用塑料中居前列，拉伸、彎曲、壓 縮等強(qiáng)度均高于聚烯烴， 也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等， 沖擊韌性較差，但也稍優(yōu)于聚苯乙 烯。澆注的本體聚合聚甲基丙烯酸甲酯板材(例如航空用有機(jī)玻璃板材)拉伸、彎曲、壓縮 等力學(xué)性能更高一些，可以達(dá)到聚酰胺、聚碳酸酯等工程塑料的水平。一般而言，聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到 50-77Mpa 水平，彎曲強(qiáng)度可達(dá)到 90-130Mpa ，這些性能數(shù)據(jù)的上限已達(dá)到甚至超過某些工程塑料。其斷裂伸長(zhǎng)率僅2%-3%，故力學(xué)性能特征基本上屬于硬而脆的塑料， 且具有缺口敏感性， 在應(yīng)力下易開裂， 但斷裂時(shí) 斷口不像聚苯乙烯和普通玻璃那樣尖銳參差不齊。40 C是一個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)變溫度，相當(dāng)于側(cè)甲基開始運(yùn)動(dòng)的溫度，超過 40 C,該材料的韌性，延展性有所改善。聚甲基丙烯酸甲酯表面硬 度低，容易擦傷。聚甲基丙烯酸甲酯的耐熱性并不高，它的玻璃化溫度雖然達(dá)到104 C,但最高連續(xù)使用溫度卻隨工件條件不同在65C -95C之間改變，熱變形溫度約為 96C ( 1.18MPa),維卡軟化點(diǎn)約為113C?？梢杂脝误w與甲基丙烯酸甲酯或雙酯基丙烯酸乙二醇酯共聚的方法提高耐 熱性。聚甲基丙烯酸甲酯的耐寒性刀較差，脆化溫度約9.2C。聚甲基丙烯酸甲酯的熱穩(wěn)定性屬于中等，優(yōu)于聚氯乙烯和聚甲醛， 但不及聚烯烴和聚苯乙烯，熱分解溫度略高于 270 C,其流動(dòng)溫度約為160C，故尚有較寬的熔融加工溫度范圍。聚甲基丙烯酸甲酯的熱導(dǎo)率和比熱容在塑料中都屬于中等水平，分別為0.19W/CM.K和 1464J/Kg.K 。2電性能 聚甲基丙烯酸甲酯由于主鏈側(cè)位含有極性的甲酯基，電性能不及聚烯烴和聚苯乙烯等 非極性塑料。甲酯基的極性并不太大，聚甲基丙烯酸甲酯仍具有良好的介電和電絕緣性能。 值得指出的是， 聚甲基丙烯酸甲酯及至整個(gè)丙烯酸類塑料， 都具有優(yōu)異的抗電弧性， 在電弧 作用下，表面不會(huì)產(chǎn)生碳化的導(dǎo)電通路和電弧徑跡現(xiàn)象。20C是一個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)變溫度，相應(yīng)于側(cè)甲酯基開始運(yùn)動(dòng)的溫度，低于20C，側(cè)甲酯基處于凍結(jié)狀態(tài)，材料的電性能比處于20C以上時(shí)會(huì)有所提高。3耐化學(xué)試劑及耐溶劑性 聚甲基丙烯酸甲酯可耐較稀的無(wú)機(jī)酸，但濃的無(wú)機(jī)酸可使它侵蝕，可耐堿類，但溫?zé)?的氫氧化鈉、氫氧化鉀可使它浸蝕，可耐鹽類和油脂類，耐脂肪烴類，不溶于水、乙醇、甘 油等，但可吸收醇類溶脹，并產(chǎn)生應(yīng)力開裂，不耐酮類、氯代烴和芳烴。它的溶解度參數(shù)約 為 18.8(J/CM 3)1/2，在許多氯代烴和芳烴中可以溶解，如二氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、甲苯等，乙酸乙烯和丙酮也可以使它溶解。 聚甲基丙烯酸甲酯對(duì)臭氧和二氧化硫等氣體具有良好的抵抗能力。4耐侯性 聚甲基丙烯酸甲酯具有優(yōu)異的耐大氣老化性， 其試樣經(jīng) 4 年自然老化試驗(yàn)， 重量變化， 拉伸強(qiáng)度、透光率略有下降，色澤略有泛黃，抗銀紋性下降較明顯，沖擊強(qiáng)度還略有提高， 其它物理性能幾乎未變化。5燃燒性 聚甲基丙烯酸甲酯很容易燃燒，有限氧指數(shù)僅 17.3 。