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有机玻璃的特性     

发布时间:2015-07-03 19:18
聚甲基丙烯酸甲酯 通常称做有机玻璃,英文缩写PMMA,具有高透明度,低 价格,易于机械加工等优点,是平常经常使用的玻璃替代材料。有机玻璃是开发较早的一种重要热塑性塑料, 具有透明性、稳定 性和耐候性,易染色、易加工,外观优美,在建筑业中有着广泛的应用。
①高度透明性。有 机玻璃是目前最优良的高分子透明材料,透光率达到92%,比玻璃的透光度 高。被称为人造小太阳的太阳灯的灯管是石英做的,这是因为石英能完全透过紫外线。普通玻璃只能透过0.6%的紫外线,但有机 玻璃却能透过73%。
②机械强度高。有 机玻璃的相对分子质量大约为200万,是长链的高分 子化合物,而且形成分子的链很柔软,因此,有机玻璃的强度比较高,抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高7-18倍。有一种经过加 热和拉伸处理过的有机玻璃,其中的分子链段排列得非常有次序,使材料的韧性有显著提高。用钉子钉进这种有机玻璃,即使钉子穿透了,有机玻璃上也不产生裂纹。这种有机玻璃被子弹击穿后同样不会破成碎片。因此,拉伸处 理的有机玻璃可用作防弹玻璃,也用作军用飞机上的座舱盖。
③重量轻。有机玻 璃的密度为1.18g/cm3;,同样大小的材料 ,其重量只有普通玻璃的一半,金属铝(属于轻金属)的43%。
④易于加工。有机 玻璃不但能用车床进行切削,钻床进行钻孔,而且能用丙酮、氯仿等粘结成各种形状的器具,也能用吹塑、注射、挤出等塑料成型的方法加工成大到飞机座舱盖,小到假牙和牙托等形形色色的制品。
优点
一、有机玻璃的美 观性:呈镜面效果,工艺精美,无褶皱,无接缝;
二、有机玻璃的视 觉效果:色彩多种多样、视觉冲击力很强;
三、有机玻璃的透 光性:透光率可达到96%,透光率极佳、光 线比较柔和;
四、有机玻璃的耐 冲击性:是普通玻璃产品的200倍以上,几乎没有 任何断裂的危险;
五、有机玻璃的耐 久性:产品对内置光源有很良好的保护,延长光源产品使用的寿命;
六、有机玻璃的耐 侯性:可保长久不退色,质量好的板材使用年限长达6-13年之久;
七、有机玻璃的耐 燃性:不会有自燃并具自熄性;
八、有机玻璃的节 能性:透光性非常好,相对减少光源,省电,降低使用的成本;
九、有机玻璃的合 理性:合理性的设计和防雨防潮,开启式的结构,便于清洁维修等。
电性能
 
聚甲基丙烯酸甲酯 由于主链侧位含有极性的甲酯基,电性能不及聚烯烃和聚苯乙烯等非极性塑料。甲酯基的极性并不太大,聚甲基丙烯酸甲酯仍具有良好的介电和电绝缘性能。值得指出的是,聚甲基丙烯酸甲酯乃至整个丙烯酸类塑料,都具有优异 的抗电弧性,在电弧作用下,表面不会产生碳化的导电通路和电弧径迹现象。20℃是一个二级转变 温度,相应于侧甲酯基开始运动的温度,低于20℃,侧甲酯基处于 冻结状态,材料的电性能比处于20℃以上时会有所提 高。
物理性能
 
聚甲基丙烯酸甲酯 具有良好的综合力学性能,在通用塑料中居前列,拉伸、弯曲、压缩等强度均高于聚烯烃,也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等,冲击韧性较差,但也稍优于聚苯乙烯。浇注的本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯板材(例如航空用有机玻璃板材 )拉伸、弯曲、压缩等力学性能更高一些,可以达到聚酰胺、聚碳酸酯等工程塑料的水平。
一般而言,聚甲基 丙烯酸甲酯的拉伸强度可达到50-77MPa水平,弯曲强度可 达到90-130MPa,这些性能数据的 上限已达到甚至超过某些工程塑料。其断裂伸长率仅
2%-3% ,故力学性能特征 基本上属于硬而脆的塑料,且具有缺口敏感性,在应力下易开裂,但断裂时断口不像聚苯乙烯和普通无机玻璃那样尖锐参差不齐。40℃ 是一个二级转变温 度,相当于侧甲基开始运动的温度,超过40℃ ,该材料的韧性,延 展性有所改善。聚甲基丙烯酸甲酯表面硬度低,容易擦伤。
聚甲基丙烯酸甲酯 的强度与应力作用时间有关,随作用时间增加,强度下降。经拉伸取向后的聚甲基丙烯酸甲酯(定向有机玻璃)的力学性能有明显提高,缺口敏感性也得到改善。
聚甲基丙烯酸甲酯 的耐热性并不高,它的玻璃化温度虽然达到104℃,但最高连续使 用温度却随工作条件不同在65℃-95℃之间改变,热变 形温度约为96℃(1.18MPa),维卡软化点约 113℃。可以用单体与 甲基丙烯酸丙烯酯或双酯基丙烯酸乙二醇酯共聚的方法提高耐热性。聚甲基丙烯酸甲酯的耐寒性也较差,脆化温度约9.2℃。聚甲基丙烯酸 甲酯的热稳定性属于中等,优于聚氯乙烯和聚甲醛,但不及聚烯烃和聚苯乙烯,热分解温度略高于270℃,其流动温度约 为160℃,故尚有较宽的 熔融加工温度范围。
聚甲基丙烯酸甲酯 的热导率和比热容在塑料中都属于中等水平,分别为0.19W/CM.K和1464J/Kg.K
化学性能
 
耐化学试剂及耐溶 剂性
聚甲基丙烯酸甲酯 可耐较稀的无机酸,但浓的无机酸可使它侵蚀,可耐碱类,但温热的氢氧化钠、氢氧化钾可使它浸蚀,可耐盐类和油脂类,耐脂肪烃类,不溶于水、甲醇、甘油等,但可吸收醇类溶胀,并产生应力开裂,不耐酮类、氯代烃和芳烃 。它的溶解度参数约为18.8(J/CM3)1/2 ,在许多氯代烃和 芳烃中可以溶解,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 对臭氧和二氧化硫等气体具有良好的抵抗能力。
耐候性
聚甲基丙烯酸甲酯 具有优异的耐大气老化性,其试样经4年自然老化试验, 重量变化,拉伸强度、透光率略有下降,色泽略有泛黄,抗银纹性下降较明显,冲击强度还略有提高,其它物理性能几乎未变化。
燃烧性
聚甲基丙烯酸甲酯 很容易燃烧,极限氧指数仅17.3。
 

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