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聚甲基丙烯酸甲酯与亚加力(PMMA塑料)的物性加工条件详细介绍
一、聚甲基丙烯酸甲酯简介
聚甲基丙烯酸甲酯为大分子链上含有甲基丙烯酸甲酯重复结构单元的一类聚合物,俗称“有机玻璃”、“亚克力”或“亚加力”,英文名称为polymethylmethacrylate,简称
PMMA。
PMMA较早于1932年由英国ICI公司实现工业化生产,美国的Rohm & Huss公司于1936年大规模生产,目前仍为世界较大的生产商;其他供应商还有日本的旭化成、住友化学、三菱人造丝及协和瓦斯等;我国的生产商很多,具体有锦西化工厂、上海珊瑚化工厂、苏州安利化工厂、晨光化工研究院二分厂、上海制笔厂及上海有机玻璃厂等。
PMMA的较大特点为透明性好,透光率达90%~92%,可与无机玻璃媲美;此外,它耐候性好、表面硬度高及综合性能优良,主要用途为光学透明制品。
PMMA的一半用于浇铸和挤出板材,其余川于注塑制品。
二、聚甲基丙烯酸甲酯的结构性能
PMMA为高度透明的无定形热塑性塑料,具有十分优异的光学性能,透光率可达90%~92%,折射率为1.49,并可透过大部分紫外线和红外线。
PMMA为一种质轻而坚軔的材料,在常温下具有优良的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度;但冲击强度一般,且缺口敏感较大;表面硬度一般,易于划伤,耐磨性较低,抗银纹能力较差。
PMMA的氧指数为17.3%,属易燃塑料,燃烧有花果臭味;耐热温度不高,长期使用温度仅为80°C。由于分子中极性较大,其电性能不如PE好,其介电常数较大;主要用作高频率绝缘材料。
PMMA的耐候性好,可长期在户外使用。
PMMA中酯基的存在使其耐溶剂一般,只可耐碱、稀酸及水溶性无机盐、长链烷烃、油脂、醇类及汽油等;不耐芳烃、氯代烃,具体品种有四氯化碳、苯、二甲苯、二氯乙烷及氯仿等。
三、聚甲基丙烯酸甲酯的成型加工
1.加工特性
PMMA属非牛顿流体,黏度的变化主要受螺杆转速的影响。其熔体的黏度比PE、PS等高,对温度的敏感性也比其他非牛顿流
体类塑料高。
PMMA对加工温度比较敏感,成型温度在180~230°C,加工温度范围比较窄,超过260°C即分解。因此加工中要严格控制温
度,以防过热。
PMMA在加工前需进行干燥处理,使其含水量在0.02%以下。干燥条件为:先在100~110°C干燥4h,再于70~80°C下干燥2h,料层厚度应小于30mm。
PMMA的熔体黏度较大,成型中易产生内应力。为得到尺寸精度高的制品,必须迸行退火处理。退火处理条件为:温度85°C,缓慢冷却即可。
2.加工方法
PMMA可用聚合成型和塑化成型两种。
(1)聚合成型主要为浇铸成型,它将液体的MMA单体和催化剂一起注人模具中,在适当的温度下(一般40~60°C),保温一定时间,缓慢冷却即可。
浇铸成型可用于生产平板、圆棒和圆管等制品。
(2)塑化成型塑化成型有注塑、挤出和热成型等。
注射成型的料筒温度为180~230°C,喷嘴温度为180~230°C,模具温度为40~60°C,注射压力为110~140MPa,保压压力为40~60MPa,注射时间为1~5s,保压时间为加20~40s,冷却时间为20~40s。挤出成型的温度为210~230°C。热成型的温度为100~120°C。
四、聚甲基丙烯酸甲酯的改性品种
1.a甲基取代PMMA
常用的为a甲基氟化PMMA,它可提高拉伸强度、冲击强度和硬度,透明性不变。其中拉伸强度为132MPa,冲击强度为25kJ/m2,布氏硬度为318MPa。
2.交联PMMA
采用乙二酸二丙烯酯、三聚氰酸三丙烯酯及二乙烯基苯等为交联剂,交联后耐热性、力学性能和表面耐磨性都有提高。
3.共聚PMMA
(1)与苯乙烯共聚,流动性好、易加工、成本低,可用于假牙。
(2)与丙烯酸甲酯共聚,如牌号为372的有机玻璃,冲击强度和耐磨性高。
(3)与丙烯腈共聚,增大刚性和硬度。
(4)与甲基丙烯酸共聚,热变形温度可达120~140°C。
五、聚甲基丙烯酸甲酯的应用范围
(1)照明及采光常用于灯罩和玻璃,如玻璃用于各种交通工具如飞机、轮船、汽车上的窗玻璃及挡风玻璃,其他有仪表窗、展示窗、广告橱窗、天花板
照明板等。
(2)光学仪器各种光学镜片如眼镜、放大镜、导光板及透镜等,信息传播材料如光盘及光纤等。
(3)医学材料用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。
(4)日用品各种产品模型、标本及工艺美术品等,各种纽扣、发夹、儿童玩具、笔杆及绘图仪器等。