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有機玻璃的特性

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。有機玻璃是目前最優良的高分子透明材料,透光率達到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。
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?;?,延長光源產品使用的壽命;
六、有機玻璃的耐侯性:可保長久不退色,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℃??梢雜玫ヌ逵爰諄┧岜セ蛩セ┧嵋葉減ス簿鄣姆椒ㄌ岣吣腿刃?。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.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和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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