PMMA材料解析

1、PMMA材料有機玻璃是一種通俗的名稱，從這個名稱看，你未必能知道它是一種什么樣的物質(zhì)，也無從知道它是由什么元素組成的。這種高分子透明材料的化學(xué)名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯，英文簡稱PMMA,是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的。PMMA材料簡介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為PMMA，俗稱有機玻璃，是迄今為止合成透明材料中性質(zhì)最優(yōu)異的。PMMA材料性能有機玻璃的化學(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。PMMA材料的應(yīng)用有機玻璃應(yīng)用廣泛，不僅在商業(yè)、輕工、建筑、化工

2、等方面。而且有機玻璃制作，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，什么樣的造型，用什么樣的有機玻璃、色彩、品種都要反復(fù)測試，使之達(dá)到最佳效果。有了好的造型設(shè)計，還要靠精心的加工制作，才能成為一件優(yōu)美的工藝品。PMMA材料的特點表面光滑、色彩艷麗，比重小，強度較大，耐腐蝕，耐濕，耐曬，絕緣性能好，隔聲性好?？煞止苄尾?、棒形材、板形材三種。PMMA材料的種類無色透明有機玻璃是最常見、使用量最大的有機玻璃材料。有色透明有機玻璃：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。玻璃分：透明有色、半透明有色，不透明有色三種。磁有

3、機玻璃光澤不如珠光有機玻璃鮮艷,質(zhì)脆、易斷、適于制作表盤、盒、醫(yī)療器械和人物、動物的造型材料。透明有機玻璃：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。無色透明有機吊燈，玲瓏剔透，晶瑩澄澈。珠光有機玻璃：是在一般有機玻璃加入珠光粉或熒光粉著成。這類有機玻璃色澤鮮艷，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，形成獨物的藝術(shù)效果。用它可制作人物、動物造型，商標(biāo)、裝飾品及宣傳展覽材料。壓花有機玻璃：分透明、半透明無色，質(zhì)脆，易斷，適于制作。PMMA材料的誕生于發(fā)展1927年，德國羅姆-哈斯公司

4、的化學(xué)家在兩塊玻璃板之間將丙烯酸酯加熱，丙烯酸酯發(fā)生聚合反應(yīng)，生成了粘性的橡膠狀夾層，可用作防破碎的安全玻璃。當(dāng)他們用同樣的方法使甲基丙烯酸甲酯聚合時，得到了透明度既好，其他性能也良好的有機玻璃板，它就是聚甲基丙烯酸甲酯。1931年，羅姆-哈斯公司建廠生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯，首先在飛機工業(yè)得到應(yīng)用，取代了賽璐珞塑料，用作飛機座艙罩和擋風(fēng)玻璃。如果在生產(chǎn)有機玻璃時加入各種染色劑，就可以聚合成為彩色有機玻璃；如果加入熒光劑（如硫化鋅），就可聚合成熒光有機玻璃；如果加入人造珍珠粉（如堿式碳酸鉛），則可制得珠光有機玻璃。有機玻璃的特性高度透明性。有機玻璃是目前最優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達(dá)到92%,比

5、玻璃的透光度高。稱為人造小太陽的太陽燈的燈管是石英做的，這是因為石英能完全透過紫外線。普通玻璃只能透過0.6%的紫外線，但有機玻璃卻能透過73%。機械強度高。有機玻璃的相對分子質(zhì)量大約為200萬，是長鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟，因此，有機玻璃的強度比較高，抗拉伸和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)這種有機玻璃，即使釘子穿透了，有機玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機玻璃被子彈擊穿后同樣不會破成碎片。因此，拉伸處理的有機玻璃可用作防彈玻璃，也用作軍用飛機上的座艙蓋。重量輕。有機玻璃的密

6、度為1.18g/cm³,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%。易于加工。有機玻璃不但能用車床進(jìn)行切削，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座艙蓋，小到假牙和牙托等形形色色的制品。編輯本段用途有機玻璃具有以上優(yōu)良性能，使它的用途極為廣泛。除了在飛機上用作座艙蓋、風(fēng)擋和、電視和雷達(dá)的屏幕、弦窗外，也用作吉普車的風(fēng)擋和車窗、大型建筑的天窗（可以防破碎）儀器和設(shè)備的防護(hù)罩、電訊儀表的外殼、望遠(yuǎn)鏡和照相機上的光學(xué)鏡片。用有機玻璃制造的日用品琳瑯滿目，如用珠光有機玻璃制成的紐扣，各種

7、玩具、燈具也都因為有了彩色有機玻璃的裝飾作用，而顯得格外的美觀。有機玻璃在醫(yī)學(xué)上還有一個絕妙的用處，那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜長滿了不透明的物質(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)做成一個直徑只有幾毫米的鏡柱，然后在人眼的角膜上鉆一個小孔，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。早在1771年，就有眼科醫(yī)生用光學(xué)玻璃做成鏡柱，植入角膜，但并未獲得成功。后來，用水晶代替光學(xué)玻璃，也只用了半年就失效了。在第二次世界大戰(zhàn)中，有些飛機失事時，飛機上用

8、有機玻璃做的座艙蓋被炸，飛行員的眼睛里嵌入了有機玻璃碎片。經(jīng)過了許多年以后，雖然這些碎片并未被取出，但也未進(jìn)一步引起人眼發(fā)生炎癥或其他不良反應(yīng)。這件偶然發(fā)生的事說明有機玻璃和人體組織有良好的相容性。同時也啟發(fā)了眼科醫(yī)生，可以用有機玻璃制造人工角膜，它的透光性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對人體無毒，容易加工成所需形狀，能與人眼長期相容?，F(xiàn)在，用有機玻璃做的人工角膜已經(jīng)普遍用于臨床。編輯本段制作方法粘貼法將有機玻璃切割成一定形狀后，在平面上粘貼而成。熱壓法將有機玻璃薄板加熱后，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，立體感強的特點，有浮雕的效果。熱壓模可用木材、油泥塑形，然后用鑄鉛、

9、石膏材料作陰陽模，有機玻璃加熱后即可壓成型。鑲嵌法將不同色彩的有機玻璃塊切割成抽需的幾何圖形，在底板上鑲嵌拼接而成。這種方法要求拼接嚴(yán)密，棱角爭明，能收到色彩強烈，但又渾然一體的效果。立磨法將棒形有機玻璃或厚板形有機玻璃粘接后，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。將板形有機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。熱煨法將有機玻璃加工到一定形狀，將有機玻璃加熱，直接用手迅速窩制、捏制成型。些法要求事先對構(gòu)圖胸有成竹，動作敏捷，一氣呵成。用此法制成的工藝品具有線條奔放，形象簡潔

10、等優(yōu)點。以上幾種方法可交替使用，根據(jù)造型設(shè)計的藝術(shù)要求，定最佳方法。編輯本段熱塑性塑料聚甲基丙烯酸甲酯通常稱做有機玻璃，英文縮寫PMMA,具有高透明度，低價格，易于機械加工等優(yōu)點，是平常經(jīng)常使用的玻璃替代材料。有機玻璃是開發(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，有機玻璃主要應(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，有機玻璃在高速公路和高級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、賓館和高級住宅的興建，采光體發(fā)展迅速，采用有機玻璃擠出板制成的采光體具有整體結(jié)構(gòu)強度高、自重輕、透光率

11、高和安全性能好等特點，與無機玻璃采光裝置相比,具有很大的優(yōu)越性。在衛(wèi)生潔具方面，有機玻璃可制作浴缸、洗臉盆、化妝臺等產(chǎn)品。由于有機玻璃浴缸具有外觀豪華、有深度感、容易清洗、強度高、質(zhì)量輕和使用舒適等特點，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。目前，美國和日本已在法律中作出強制性規(guī)定，中小學(xué)和幼兒園建筑必須采用有機玻璃。隨著我國法律的不斷完善，預(yù)計在不久的將來也會作出相應(yīng)的規(guī)定。同時，我國各地加快了城市建設(shè)步伐，采用有機玻璃制作的街頭標(biāo)志、廣告燈箱和電話亭等也將大量出現(xiàn)，因而有機玻璃發(fā)展空間很大，市場前景十分廣闊！編輯本段與普通玻璃的不同有機玻璃與普通玻璃看來像是一家人，事實上它們是完全不相同的兩家。普通玻璃

12、的父親”是硅酸鹽，但有機玻璃的父母”卻是丙酮、甲醇、硫酸以及氧化氫。有機玻璃的真名字叫做聚甲基丙烯酸甲酯。這個名字念起來相當(dāng)別扭，因為它是人工合成的一種高分子聚合物，因此人們籠統(tǒng)地把它叫做有機玻璃。有機玻璃性格一般比普通玻璃倔強得多。它的密度盡管比普通玻璃小一半，但不像玻璃那樣容易破碎。它的透明度十分好，晶瑩剔透，并且具有很好的熱塑性，把它加熱，就能任意把它塑成玻璃棒、玻璃管或玻璃板，正由于它有惹人喜愛的外貌以及性格，所以它的用途很廣。噴氣式飛機在云端高速飛行時，經(jīng)常會遇到劇烈的振動以及溫度的突變和氣流的壓力等特別情況，這對飛機座艙的窗玻璃就是嚴(yán)峻的考驗。誰可以經(jīng)受這種考驗?zāi)?？有機玻璃。假如是

13、戰(zhàn)斗機，在追擊敵人時，有機玻璃被子彈打中，它也不會整塊破裂，而只穿一小孔，這樣就不會再發(fā)生類似玻璃碎片傷人的事故。普通玻璃的厚度超過15厘米，就會變成翠綠一片，并且隔著玻璃沒法看清東西。有機玻璃隔著1米厚，還可以清晰地看清對面的東西。因為它的透光性能相當(dāng)好，再加上紫外線也可以穿透，所以常用來制造光學(xué)儀器。有機玻璃另外有一個令人驚異的性能，一條彎曲的有機玻璃棒，只要彎度小于48度,光線就可以沿著它，像水通過水管一樣投射過來。光線可以走彎路，多么有趣！利用這個絕技，它就變成了制造外科傳光玻璃儀器的珍品。因此，醫(yī)生在手術(shù)室動手術(shù)的時候，就不用擔(dān)心看不清楚了。有機玻璃既輕巧，又堅韌，化學(xué)性又相當(dāng)穩(wěn)定，

14、受熱而且有可塑性，因此它的用途十分廣泛。有機玻璃的屬性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、壓縮等強度均高于聚烯燒，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度可達(dá)到50-77MPa水平，彎曲強度可達(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

15、裂，但斷裂時斷口不像聚苯乙烯和普通無機玻璃那樣尖銳參差不齊。40C是一個二級轉(zhuǎn)變溫度，相當(dāng)于側(cè)甲基開始運動的溫度，超過40C，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強度與應(yīng)力作用時間有關(guān)，隨作用時間增加，強度下降。經(jīng)拉伸取104C,但最高連續(xù)使用向后的聚甲基丙烯酸甲酯（定向有機玻璃）的力學(xué)性能有明顯提高，缺口敏感性也得到改善。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)到溫度卻隨工作條件不同在65C-95c之間改變，熱變形溫度約為96C(1.18MPa),維卡軟化點約113C。可以用單體與甲基丙烯酸丙烯酯或雙酯基丙烯酸乙二醇酯共聚的方法提

16、高耐熱性。聚甲基丙烯酸甲酯的耐寒性也較差，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，但不及聚烯煌和聚苯乙烯，熱分解溫度略高于270C,其流動溫度約為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.K2.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，電性能不及聚烯煌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，聚甲基丙烯酸甲酯乃至整個丙烯酸類塑料，都具有優(yōu)異的抗電弧性，在電弧作用下，表面不會產(chǎn)生碳化的導(dǎo)電通路和電弧徑跡現(xiàn)象。20c是一個二級轉(zhuǎn)變溫度，相應(yīng)于側(cè)甲酯基開始運動的溫度，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以上時會有所提高。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酸，但濃的無機酸可使它侵蝕，可耐堿類，但溫?zé)岬臍溲趸c、氫氧化鉀可使它浸蝕，可耐鹽類和油脂類，耐脂肪燒類，不溶于水、甲醇、