PMMA、亞克力、有機(jī)玻璃性能及特點(diǎn)

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1、幾種常用的材料： PMMA PMMA 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

2、、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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，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

10、洗、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕和使用舒適等特點(diǎn)，近年來得到了廣 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

11、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

12、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。可以用單體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

13、.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機(jī)酸，但濃的無機(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

14、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 。