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有機玻璃特性

發布時間:2017-12-28 丨 閱讀次數:951

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,易于機械加工等優點,是平常經常使用的玻璃替代材料。有機玻璃是開發較早的一種重要熱塑性塑料, 具有透明性、穩定性和耐候性,易染色、易加工,外觀優美,在建筑業中有著廣泛的應用。

①高度透明性。有機玻璃是優良的高分子透明材料,透光率達到


有機玻璃

92%,比玻璃的透光度高。被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%。

②機械強度高。有機玻璃的相對分子質量大約為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。用釘子釘進這種有機玻璃,即使釘子穿透了,有機玻璃上也不產生裂紋。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。

③重量輕。有機玻璃的密度為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%。

④易于加工。有機玻璃不但能用車床進行切削,鉆床進行鉆孔,而且能用丙酮、氯仿等粘結成各種形狀的器具,也能用吹塑、注射、擠出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。

優點

一、有機玻璃的美觀性:呈鏡面效果,工藝精美,無褶皺,無接縫;

二、有機玻璃的視覺效果:色彩多種多樣、視覺沖擊力很強;

三、有機玻璃的透光性:透光率可達到96%,透光率極佳、光線比較柔和;

四、有機玻璃的耐沖擊性:是普通玻璃產品的200倍以上,幾乎沒有任何斷裂的危險;

五、有機玻璃的耐久性:產品對內置光源有很良好的保護,延長光源產品使用的壽命;

六、有機玻璃的耐侯性:可保長久不褪色,質量好的板材使用年限長達6-13年之久;

七、有機玻璃的耐燃性:不會有自燃并具自熄性;

八、有機玻璃的節能性:透光性非常好,相對減少光源,省電,降低使用的成本;

九、有機玻璃的合理性:合理性的設計和防雨防潮,開啟式的結構,便于清潔維修等。

電性能

聚甲基丙烯酸甲酯由于主鏈側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,聚甲基丙烯酸甲酯乃至整個丙烯酸類塑料,都具有優異的抗電弧性,在電弧作用下,表面不會產生碳化的導電通路和電弧徑跡現象。20℃是一個二級轉變溫度,相應于側甲酯基開始運動的溫度,低于20℃,側甲酯基處于凍結狀態,材料的電性能比處于20℃以上時會有所提高。

物理性能

聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的綜合力學性能,在通用塑料中居前列,拉伸、彎曲、壓縮等強度均高于聚烯烴,也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等,沖擊韌性較差,但也稍優于聚苯乙烯。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、壓縮等力學性能更高一些,可以達到聚酰胺、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到50-77MPa水平,彎曲強度可達到90-130MPa,這些性能數據的上限已達到甚至超過某些工程塑料。其斷裂伸長率僅2%-3% ,故力學性能特征基本上屬于硬而脆的塑料,且具有缺口敏感性,在應力下易開裂,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。40℃ 是一個二級轉變溫度,相當于側甲基開始運動的溫度,超過40℃ ,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力作用時間有關,隨作用時間增加,強度下降。經拉伸取向后的聚甲基丙烯酸甲酯(定向有機玻璃)的力學性能有明顯提高,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到104℃,但最高連續使用溫度卻隨工作條件不同在65℃-95℃之間改變,熱變形溫度約為96℃(1.18MPa),維卡軟化點約113℃?梢杂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9.2℃。聚甲基丙烯酸甲酯的熱穩定性屬于中等,優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℃,其流動溫度約為160℃,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率比熱容在塑料中都屬于中等水平,分別為0.19W/M.K和1464J/Kg.K

化學性能

耐化學試劑及耐溶劑性

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,但溫熱的氫氧化鈉、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、甲醇、甘油等,但可吸收醇類溶脹,并產生應力開裂,不耐酮類、氯代烴和芳烴。它的溶解度參數約為18.8(J/CM3)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臭氧二氧化硫等氣體具有良好的抵抗能力。

耐候性

聚甲基丙烯酸甲酯具有優異的耐大氣老化性,其試樣經4年自然老化試驗,重量變化,拉伸強度、透光率略有下降,色澤略有泛黃,抗銀紋性下降較明顯,沖擊強度還略有提高,其它物理性能幾乎未變化。

燃燒性

聚甲基丙烯酸甲酯很容易燃燒,極限氧指數僅17.3。


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