El polimetil metacrilat, o PMMA, és un polímer sintètic versàtil. Conegut com a acrílic, plexiglas o vidre orgànic, està revolucionant diverses indústries.
Des de l’automoció fins a la construcció, les propietats úniques de PMMA la fan indispensable. En aquesta publicació, explorarem les característiques, les aplicacions de PMMA i per què és crucial en la fabricació moderna.
Què és PMMA?
PMMA, o polimetil metacrilat, és un polímer sintètic versàtil. És conegut per la seva notable claredat i durabilitat. Aquest termoplàstic transparent i rígid serveix com a excel·lent alternativa al vidre i policarbonat.
Sovint anomenat acrílic o plexiglas, PMMA té propietats impressionants:
Lleuger (40% més lleuger que el vidre)
Resistent a les destrosses (10 vegades més fort que el vidre regular)
Transmissió de llum alta (92% de llum passa)
Resistència a la UV i al temps
Estructura molecular
Al nucli, PMMA es forma a partir de monòmers de metil metacrilat (MMA). La fórmula molecular de MMA és C5H8O2 o CH2 = CCH3COOCH3.
Estructura del plàstic PMMA
L’estructura de PMMA contribueix a les seves característiques úniques:
Arranjament molecular fibrós
Configuració de la xarxa espacial
Polímer lineal amb enllaços èster
PMMA comparteix algunes similituds amb altres plàstics com Mascota i PS en termes de transparència i versatilitat. Tot i això, té les seves pròpies propietats úniques que el fan adequat per a aplicacions específiques. Per obtenir més informació sobre com es pot processar PMMA, potser us interessarà aprendre modelat per injecció acrílica.
Propietats de PMMA (acrílic)
Propietats físiques del
| la propietat PMMA | valor/descripció de |
| Densitat | 1.17-1.20 g/cm³ |
| Claritat òptica | 92% de transmissió de llum |
| Duresa superficial | Alt |
| Resistència a ratllades | Bé (millor que altres polímers transparents com el policarbonat, però menys que el vidre) |
| Pes | Un 40% més lleuger que el vidre |
| Resistència a la UV | Excel·lent resistència a la radiació UV |
| Resistència a la meteorització | Alta resistència a la meteorització |
| Transparència | Excel·lent (incolor i clar) |
| Índex de refracció | 1.49 |
Propietats mecàniques de
| la propietat mecànica PMMA | Descripció |
| Força a la tracció | 65 MPa / 9400 psi |
| Força de flexió | 90 MPa / 13000 psi |
| Mòdul de tracció | 2300-3300 MPa |
| Duresa superficial | Alt |
| Resistència a l’impacte | Menor en comparació amb alguns plàstics, però superior al vidre |
| Resistència a ratllades | Bé (millor que altres polímers transparents com el policarbonat, però menys que el vidre) |
| Estabilitat dimensional | Bé (a causa de la baixa absorció d’humitat) |
| Resistència | Moderades (els homopolímers són trencadissos, els copolímers són durs) |
| Rigidesa | Alt |
| Comportament de fatiga | Es pot observar a partir de la corba de Wöhler de la força de flexió enfront del nombre de cicles |
| Brittleness | Es manté trencadís fins i tot a temperatures més altes |
Propietats tèrmiques del valor PMMA
| de propietat tèrmica | /Descripció |
| Temperatura de transició del vidre | 106 ° C (fins a 115 ° C per als espais en blanc) |
| Temperatura de suavització (Vicat B) | 84-111 ° C (depenent de la massa molar mitjana) |
| Temperatura de desviació de calor | 95 ° C / 203 ° F (@ 0,46 MPa / 66 psi) |
| Temperatura màxima d’ús a llarg termini | Fins a 70 ° C |
| Temperatura d'encesa automàtica | 400-465 ° C |
| Resistència a la calor | 60-80 ° C (rang general) |
| Expansió tèrmica | Superior al vidre o metalls |
| Inflamabilitat | Fàcilment inflamable (classificació UL de 94 HB) |
| Temperatura de fusió (per processar) | 200-250 ° C (modelat per injecció) |
| Temperatura d'extrusió | 180-250 ° C |
| Temperatura de termoformació | 150-180 ° C (fins a 200 ° C per a tipus de massa molar alts) |
Resistència química de PMMA
| la resistència química | Descripció |
| Resistent a | Àcids febles i alcalis Solucions de sal Hidrocarburs alifàtics Dissolvents no polars Greixos i olis Regar Detergents |
| No resistent a | Àcids forts i alcalis Benzè Dissolvents polars Cetones Èsters Èters Hidrocarburs aromàtics Hidrocarburs clorats |
| Vulnerabilitats específiques | Susceptible d’esquerda de corrosió d’estrès Es pot danyar per certs dissolvents com H2O2, acetona, alcohol |
| Resistència al temps | Excel·lent resistència a la meteorització i a la radiació ultraviolada |
| Absorció d'aigua | Baixa absorció d’humitat i aigua |
| Resistència a l’aigua salada | No afectat per l’aigua salada |
Propietats elèctriques de la
| elèctrica PMMA | propietat |
| Aïllament elèctric | Bon aïllant elèctric, sobretot a freqüències baixes |
| Rendiment d’alta freqüència | Per sota del polietilè i el poliestirè en les capacitats aïllants |
| Factor de pèrdua | Es manté estable durant l’ús normal |
| Resistència a la superfície | Es manté estable durant l’ús normal |
| Idoneïtat | Avantatjós per produir peces a la indústria elèctrica |
| Càrrec estàtic | Propens a la creació de càrrega superficial |
| Propietats antistàtiques | Sovint requereix additius antistàtics |
| Força dielèctrica | Alt |
| Factor de dissipació | Baix |
Producció de PMMA
El PMMA, o acrílic, es produeix mitjançant la polimerització de metacrilat de metil (MMA). MMA és un compost orgànic amb la fórmula CH2 = C (CH3) COOCH3. És un líquid incolor i inodor.
Polimerització de MMA
La polimerització de MMA es pot fer mitjançant diversos mètodes:
Polimerització tèrmica
Mètode més comú per a la producció de PMMA
MMA s’escalfa a 100-150 ° C
A aquesta temperatura, les molècules MMA es combinen per formar cadenes de polímer
Polimerització catalítica
Polimerització de radiació
L’elecció del mètode de polimerització depèn de les propietats desitjades i de les aplicacions d’ús final del PMMA.
S'aborda d'Europlas
Formació de productes PMMA
Després de la polimerització, es pot formar PMMA en diverses formes:
Fulls i blocs
Perles
Resines
El procés de formació influeix en les propietats finals del producte PMMA. Per exemple, les làmines cel·lulars tenen una claredat òptica superior en comparació amb les extruïdes.
La MMA és produïda per la copolimerització del clorur acriloil amb metanol. Aquest procés garanteix un monòmer d’alta puresa per a la producció de PMMA.
Els mètodes de polimerització tèrmica i catalítica són els més utilitzats a la indústria. Proporcionen un bon equilibri d’eficiència de producció i qualitat del producte.
La polimerització de radiació, tot i que menys freqüent, ofereix avantatges únics. Permet un control precís sobre el procés de polimerització i pot produir PMMA amb propietats específiques.
Mètodes de processament per a plàstic PMMA
Es pot processar PMMA mitjançant diversos mètodes, segons la forma desitjada i les propietats del producte final.
Modelat per injecció
El PMMA fos s’injecta en una cavitat del motlle
Permet formes complexes amb alta precisió
Avantatges: ràpid, eficient i adequat per a la producció massiva
Per obtenir informació més detallada sobre aquest procés, podeu fer referència a la nostra guia modelat per injecció acrílica.
Consideracions de disseny de motlles
Esborrany dels angles per a l'eliminació de peces fàcils
Gruix de la paret uniforme per refrigerar -se uniforme
Enganxament i ventilació adequats per evitar defectes
Resolució de problemes Defectes comuns
Marques de lavabo: causades per parets gruixudes o refrigeració insuficient
Warping : a causa de la refrigeració desigual o les tensions altes de modelat
Marques de cremada: resultat de sobreescalfament o aire atrapat
Per obtenir una llista completa de problemes potencials, consulteu la nostra guia defectes de modelat per injecció.
Aspectes clau
PMMA pre-assecar per evitar defectes relacionats amb la humitat
Controlar les temperatures de processament (200-250 ° C)
Dissenyar angles d’esborrany (1-2 °) per a una fàcil expulsió
Recobriment parts modelat per alleujar les tensions internes
Per garantir resultats d’alta qualitat, és crucial mantenir-se adequat Toleràncies de modelat per injecció.
Extrusió
El PMMA està fosa i forçada a través d’una matriu
Produeix perfils o llençols continus
Avantatges: rendible per a formes llargues i consistents
Disseny i calibració de matrius
Processos aigües avall
TALLAR PERFILES EXTRADES A LONGES desitjades
Forats de perforació o funcions de fresat
Operacions secundàries com la flexió o la formació
Termoformació
Escalfant fulls PMMA fins que flexibili
Formant la làmina sobre un motlle amb buit o pressió
Avantatges: parts grans i de paret fina amb corbes complexes
Materials de motlle i mètodes de calefacció
Els motlles es poden fer de fusta, alumini o materials compostos
Els mètodes de calefacció inclouen infrarojos, convecció i calefacció de contacte
Retallar i acabar
Mecanitzat i fabricació
Es pot mecanitzar PMMA mitjançant eines convencionals
El tall, la perforació i el fresat són operacions habituals
Avantatges: versàtil i adequat per a lots o prototips petits
Tall i gravat làser
Polit i tractament superficial
Enllaç i muntatge
Les peces PMMA es poden unir mitjançant diversos mètodes
Soldadura per dissolvents: utilitzant dissolvents per dissoldre i fusionar parts juntes
Enllaç de ciment: utilitzant adhesius compatibles amb PMMA
Fixació mecànica i Snap Fit
Sobregot i inseriu modelat
Per obtenir més informació sobre aquesta tècnica, consulteu la nostra guia sobre Inseriu el modelat.
L’elecció del mètode de processament depèn de factors com ara:
Per obtenir càlculs precisos en el procés de modelat per injecció, consulteu la nostra guia sobre Fórmules de càlcul per modelar la injecció.
Millora de les propietats del material PMMA
PMMA és un plàstic versàtil, però de vegades necessita un impuls per satisfer els requisits específics de l’aplicació. És allà on entren els additius. Poden millorar les propietats de PMMA, fent -la encara més útil.
Modificadors d’impacte
Augmenta la resistència i la resistència a l’impacte del PMMA
Ideal per al vidre de seguretat i aplicacions d’impacte elevat
Exemples: partícules de goma, modificadors de closca nucli
Estabilitzadors UV
Protegiu el PMMA del groc i la degradació causada per l'exposició a la UV
Essencial per a aplicacions a l'aire lliure i ús a llarg termini
Els estabilitzadors comuns UV: benzotriazoles, benzofenones, Hals
Plastificants
Millora la flexibilitat i la suavitat de PMMA
Útil per a aplicacions com les lents de contacte i les pantalles flexibles
Exemples: Dibutyl ftalat, ftalat de dioctil, ftalat de butil benzil
Colorants i colorants
Afegiu color a PMMA amb finalitats decoratives i funcionals
Pot crear tons transparents, translúcids o opacs
Tipus: colorants orgànics, pigments inorgànics, pigments d'efecte especial
Co-monomers
Modifiqueu les propietats de PMMA incorporant altres monòmers
L’acrilat de metil millora l’estabilitat tèrmica i redueix la despolimerització durant el processament
Altres co-monomers: acrilat d’etil, acrilat de butil, estirene
Voltants
Millorar la força, la rigidesa i l'estabilitat dimensionals del PMMA
Reduir el cost substituint una part del polímer
Exemples: fibres de vidre, fibres de carboni, càrregues de minerals
Aquests additius s’incorporen durant el procés de polimerització o mitjançant compostos. L’elecció de l’additiu depèn de la millora específica de la propietat necessària.
| additiva | Funció |
| Modificadors d’impacte | Augmentar la resistència i la resistència a l’impacte |
| Estabilitzadors UV | Protegir -se contra el groc i la degradació de l’exposició a la UV |
| Plastificants | Millorar la flexibilitat i la suavitat |
| Colorants i colorants | Afegiu color per a fins decoratius i funcionals |
| Co-monomers | Modifiqueu propietats com l'estabilitat tèrmica |
| Voltants | Millorar la força, la rigidesa i la rendibilitat |
Seleccionant els additius adequats i optimitzant les seves concentracions, els fabricants poden adaptar les propietats del PMMA per adaptar -se a aplicacions específiques. Aquesta personalització amplia la utilitat del PMMA a diverses indústries.
És important tenir en compte que, si bé els additius poden millorar algunes propietats, també poden tenir compensacions. Per exemple, afegir modificadors d’impacte pot reduir lleugerament la transparència. És necessària una formulació minuciosa per equilibrar les propietats desitjades.
Tipus de PMMA
PMMA inclou diversos tipus, cadascun amb propietats i aplicacions úniques. Explorem algunes de les varietats més comunes.
PMMA estàndard
El tipus de PMMA més utilitzat
Ofereix una excel·lent claredat òptica i resistència al temps
Ideal per a aplicacions de propòsit general
Visualització dels casos
Finestres
Lents
PMMA modificada per l'impacte
Barrejat amb modificadors d’impacte per augmentar la duresa
Manté un alt nivell de transparència
Apte per a aplicacions d’impacte
Vidre de seguretat
Barreres protectores
PMMA resistent a la UV
PMMA extruïda
Produït a través de processos d’extrusió
Garanteix un gruix uniforme a tot arreu
S'utilitza habitualment per crear perfils contínues
Castre PMMA
Fabricat per abocar la resina PMMA líquida en motlles
Resulta en una claredat òptica superior
S'utilitza normalment en aplicacions que requereixen superfícies d'alta qualitat
Dispositius mèdics
Lents òptiques
PMMA de colors
PMMA resistent a la calor
Formulat per a una resistència a la calor millorada
Apte per a aplicacions de temperatura més alta
S'utilitza on es suavitzaria o es deformaria el PMMA típic
Aquí teniu una taula de comparació ràpida:
| Type | Propietats clau | Aplicacions comunes |
| PMMA estàndard | Excel·lent claredat òptica, resistència al temps | Visualitzacions, finestres, lents |
| Modificada per l'impacte | Augment de la duresa, manté la transparència | Glazatge de seguretat, barreres protectores |
| Resistent a la UV | Resisteix el groc i la degradació de l'exposició a la UV | Claraboies, senyalització, peces d'automoció |
| Extruïda | Gruix uniforme, perfils contínues | Llençols, varetes, tubs |
| Fondre | Claritat òptica superior, superfícies de gran qualitat | Dispositius mèdics, lents òptiques |
| De colors | Diversos colors transparents i opacs | Senyalització, pantalles, béns de consum |
| Resistent a la calor | Resistència a la calor millorada, adequada per a temps més elevats | Aplicacions on el PMMA típic es suavitzaria/deformaria |
Aplicacions de plàstic PMMA
La versatilitat del PMMA la converteix en una elecció popular en diverses indústries.
Indústria de l’automoció
Cobertures de fars de gamma alta
Panells i pantalles d’instruments
Retalls interiors i elements decoratius
Per obtenir més informació sobre les aplicacions de plàstic a la indústria de l’automoció, consulteu la nostra guia sobre Fabricació de peces i components d'automòbils.
Indústria aeroespacial
Obteniu més informació sobre les aplicacions aeroespacials al nostre Guia de fabricació de peces i components aeroespacials .
Òptica i ulleres
Construcció i arquitectura
Claraboies i cúpules de sostre
Barreres de soroll i parets de so
Panells decoratius i façanes
Electrònica i il·luminació
Dispositius mèdics
Ciment òssia i pròtesi dental
Lents intraoculars i lents de contacte
Equips de diagnòstic i eines quirúrgiques
Per obtenir més informació sobre aplicacions mèdiques, consulteu la nostra guia Components de dispositius mèdics Fabricació.
Senyalització i pantalles
Rètols il·luminats i caixes de llum
Mostra i aparadors de punt de compra
Exposicions del museu i instal·lacions d'art
Proveïdor de U-Nuo's Envasament de cosmètic acrílic ampolla de bombes de loció sense aire
Béns de consum
Per obtenir més informació sobre les aplicacions de béns de consum, consulteu el nostre Guia de fabricació de consumidors i productes duradors .
| de la indústria | Aplicacions |
| Automoció | Cobertes de fars, panells d’instruments, guarniments interiors |
| Aeroespacial | Finestres de cabina d’avions |
| Òptica i ulleres | Lents de bloqueig de llum blava |
| Construcció | Claraboies, barreres de soroll, panells decoratius |
| Electrònica | Pantalles LED/LCD, difusors de llum, fibres òptiques |
| Dispositius mèdics | Ciment òssia, lents intraoculars, eines quirúrgiques |
| Senyalització i pantalles | Signes il·luminades, pantalles pop, exposicions del museu |
| Béns de consum | Banyeres de luxe, marcs d’imatges, aquaris, trofeus |
Les aplicacions de PMMA continuen expandint -se a mesura que els fabricants descobreixen noves maneres d’aprofitar les seves propietats. La seva combinació de claredat, força i versatilitat la converteix en un material ideal per a dissenyadors i enginyers en diversos camps.
PMMA plàstic davant altres materials
Quan escolliu un material per a una aplicació específica, és fonamental comparar les propietats de PMMA amb altres materials comuns. Mirem de prop com PMMA s’acumula contra el vidre, el policarbonat i altres plàstics d’enginyeria.
PMMA vs. Glass
PMMA vs. Policarbonat (PC)
Resistència i resistència a l’impacte
Claritat òptica i resistència a la meteorització
Resistència química i estabilitat tèrmica
El PMMA té una millor resistència química, especialment a àcids i dissolvents
El PC té una resistència tèrmica més elevada i pot suportar temperatures més altes
Cost i processament
El PMMA és generalment més assequible que el PC
Els dos materials es poden processar mitjançant tècniques similars, com ara modelat per injecció i extrusió
Per obtenir més informació sobre el policarbonat, podeu consultar la nostra guia Plàstic de PC.
PMMA vs. altres plàstics d’enginyeria
Per obtenir més detalls sobre aquests materials, podeu fer referència a les nostres guies Plàstic abs, Plàstic per a mascotes i PA plàstic (niló).
A continuació, es mostra una taula de comparació que resumeix les diferències clau:
| propietat | PMMA | Glass | PC | ABS | Pet | Nylon |
| Claritat òptica | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★ | ★★★ | ★ |
| Resistència a l’impacte | ★★★ | ★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★★ |
| Resistència a la meteorització | ★★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| Resistència química | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| Estabilitat tèrmica | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ |
| Rendibilitat | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★ |
Quan seleccioneu un material, considereu els requisits específics de la vostra aplicació. S’han de tenir en compte factors com la transparència, la resistència a l’impacte, l’estabilitat de la meteorització, la resistència química, l’estabilitat tèrmica i el cost.
PMMA ofereix una combinació única de propietats que la fan adequada per a una àmplia gamma d’aplicacions. La seva excel·lent claredat òptica, resistència a la UV i resistència química la van diferenciar de molts altres plàstics d’enginyeria.
Tanmateix, en aplicacions on es requereix una resistència a l’impacte extrem o una estabilitat a alta temperatura, poden ser més adequats materials com el policarbonat o el niló.
Per obtenir més informació sobre el processament d’aquests materials, potser us interessarà les nostres guies modelat d'injecció acrílica i màquines de modelat per injecció.
Aspectes ambientals i de seguretat del plàstic PMMA
Quan es considera l’ús de PMMA, és crucial avaluar els seus aspectes d’impacte ambiental i de seguretat. Explorem la reciclabilitat de la PMMA, les preocupacions de toxicitat i les normes i normes rellevants.
Reciclabilitat i sostenibilitat
Mètodes i reptes de reciclatge
El PMMA és 100% reciclable
El reciclatge es pot fer mitjançant piròlisi o despolimerització
Entre els reptes s’inclouen l’ordenació, la contaminació i la qualitat del material reciclat
Impacte ambiental i consum d’energia
Iniciatives de producció sostenible
Toxicitat i problemes de salut
Seguretat de contacte amb BPA i aliments
Partires de combustió i toxicitat del fum
Exposició laboral i precaucions de manipulació
Normes i estàndards
A continuació, es mostra una taula que resumeix els aspectes clau ambientals i de seguretat del PMMA:
| d’aspecte | Detalls |
| Reciclabilitat | 100% reciclable mitjançant piròlisi o despolimerització |
| Impacte ambiental | Requereix energia i recursos; La gestió adequada de residus és essencial |
| Seguretat del contacte amb els aliments | BPA-lliure i FDA aprovat per al contacte amb els aliments |
| Subproductes de combustió | Allibera la calor i el fum quan es cremen; Mesures adequades de seguretat contra incendis necessaris |
| Exposició laboral | La pols i els fums poden causar irritació respiratòria; PPE recomanat |
| Arribar i Rohs | Compleix les regulacions d’abast i ROHS |
| UL 94 Flammabilitat | UL 94 HB Classificació; Els additius retornats de flama poden millorar la resistència al foc |
| Normes ISO i ASTM | Diversos estàndards utilitzats per avaluar les propietats i el rendiment |
Conclusió
PMMA, o acrílic, és un plàstic versàtil amb propietats úniques. Ofereix una excel·lent transparència, durabilitat i resistència al temps. Es pot millorar PMMA amb additius i processar -los mitjançant diversos mètodes per adaptar -se a aplicacions específiques.
L’elecció del material adequat és crucial per al disseny de productes amb èxit. Les propietats de PMMA la fan adequada per a aplicacions d'automoció, construcció, mèdica i béns de consum.
Consells: potser us interessa tots els plàstics
