Polymethylmethakrylát, neboli PMMA, je všestranný syntetický polymer. Známý jako akrylové, plexispy nebo organické sklo, revolucionizuje různá průmyslová odvětví.
Od automobilu po stavbu je jedinečné vlastnosti PMMA nezbytné. V tomto příspěvku prozkoumáme vlastnosti, aplikace PMMA a proč je to v moderní výrobě zásadní.
Co je PMMA?
PMMA nebo polymethylmethakrylát je všestranný syntetický polymer. Je známá svou pozoruhodnou jasností a trvanlivost. Tento průhledný, tuhý termoplastický slouží jako vynikající alternativa ke sklu a Polykarbonát.
PMMA se často nazývá akrylové nebo plexiskla, může se pochlubit působivými vlastnostmi:
Lehký (o 40% lehčí než sklo)
Shatter-Resistentní (10krát silnější než běžné sklo)
Vysoký přenos světla (92% světla prochází)
UV a odolné proti počasí
Molekulární struktura
Ve svém jádru je PMMA tvořena monomery methylmethakrylátu (MMA). Molekulární vzorec MMA je C5H8O2 nebo CH2 = CCH3COOCH3.
Struktura plastu PMMA
Struktura PMMA přispívá k jeho jedinečným vlastnostem:
Vláknité molekulární uspořádání
Konfigurace prostorové sítě
Lineární polymer s esterovými vazbami
PMMA sdílí některé podobnosti s jinými plasty jako Mazlíček a PS z hlediska transparentnosti a všestrannosti. Má však své vlastní jedinečné vlastnosti, díky nimž je vhodný pro konkrétní aplikace. Pro více informací o tom, jak lze zpracovat PMMA Akrylové injekční lišty.
Vlastnosti PMMA (akryl)
Fyzikální vlastnosti
| vlastnosti PMMA | hodnoty/popisu |
| Hustota | 1,17-1,20 g/cm³ |
| Optická jasnost | 92% propustnost světla |
| Tvrdost povrchu | Vysoký |
| Odolnost proti poškrábání | Dobré (lepší než jiné průhledné polymery, jako je polykarbonát, ale méně než sklo) |
| Hmotnost | O 40% lehčí než sklo |
| Odolnost proti UV | Vynikající odolnost vůči UV záření |
| Odolnost proti povětrnostním povětrnostem | Vysoká odolnost vůči zvětrávání |
| Průhlednost | Vynikající (bezbarvé a jasné) |
| Index lomu | 1.49 |
Mechanické vlastnosti
| mechanického vlastnictví PMMA | popisu |
| Pevnost v tahu | 65 MPA / 9400 psi |
| Síla ohybu | 90 MPA / 13000 psi |
| Tahový modul | 2300-3300 MPa |
| Tvrdost povrchu | Vysoký |
| Odolnost vůči dopadu | Nižší ve srovnání s některými plasty, ale vyšší než sklo |
| Odolnost proti poškrábání | Dobré (lepší než jiné průhledné polymery, jako je polykarbonát, ale méně než sklo) |
| Rozměrová stabilita | Dobré (kvůli absorpci nízké vlhkosti) |
| Houževnatost | Mírné (homopolymery jsou křehké, kopolymery jsou tvrdé) |
| Ztuhlost | Vysoký |
| Únavové chování | Lze pozorovat z křivky síly ohybu oproti počtu cyklů ohybu |
| Křehkost | Zůstává křehký i při vyšších teplotách |
Tepelné vlastnosti PMMA
| tepelné vlastnosti | hodnoty/popisu |
| Teplota přechodu skla | 106 ° C (až 115 ° C pro odlitky) |
| Změkvená teplota (Vicat B) | 84-111 ° C (v závislosti na střední molární hmotnosti) |
| Teplota vychylování tepla | 95 ° C / 203 ° F (@ 0,46 MPa / 66 PSI) |
| Maximální teplota dlouhodobého použití | Až 70 ° C. |
| Teplota automatického zapalování | 400-465 ° C. |
| Odolnost proti teplu | 60-80 ° C (obecný rozsah) |
| Tepelná roztažení | Vyšší než sklo nebo kovy |
| Hořlavost | Snadno hořlavá (klasifikace UL 94 HB) |
| Teplota tání (pro zpracování) | 200-250 ° C (vstřikování) |
| Teplota vytlačování | 180-250 ° C. |
| Teplota teploty | 150-180 ° C (až 200 ° C pro typy vysokých molárních hmot) |
Chemická odolnost proti PMMA
| chemické odolnosti | popisu |
| Odolný vůči | Slabé kyseliny a alkálie Solná řešení Alifatické uhlovodíky Nepolární rozpouštědla Tuky a oleje Voda Detergenty |
| Není odolný vůči | Silné kyseliny a alkális Benzen Polární rozpouštědla Ketony Estery Ethers Aromatické uhlovodíky Chlorované uhlovodíky |
| Konkrétní zranitelnosti | Náchylný k praskání kororace na stresu Mohou být poškozeny určitými rozpouštědly, jako je H2O2, aceton, alkohol |
| Odolnost proti povětrnostním povětrnostem | Vynikající odolnost vůči povětrnostním a ultrafialovým zářením |
| Absorpce vody | Nízká vlhkost a absorpce vody |
| Odolnost proti slané vodě | Neovlivňující slanou vodu |
Elektrické vlastnosti
| elektrické vlastnosti PMMA | popisu |
| Elektrická izolace | Dobrý elektrický izolátor, zejména při nízkých frekvencích |
| Vysokofrekvenční výkon | Pod polyethylen a polystyren v izolačních schopnostech |
| Ztrátový faktor | Při normálním použití zůstává stabilní |
| Odolnost proti povrchu | Při normálním použití zůstává stabilní |
| Vhodnost | Výhodný pro výrobu dílů v elektrickém průmyslu |
| Statický poplatek | Náchylné k vytváření povrchového náboje |
| Antistatické vlastnosti | Často vyžaduje antistatické přísady |
| Dielektrická síla | Vysoký |
| Faktor rozptylu | Nízký |
Produkce PMMA
PMMA nebo akryl je produkován polymerizací methylmethakrylátu (MMA). MMA je organická sloučenina se vzorcem CH2 = C (CH3) Cooch3. Je to bezbarvá, bez zápachu.
Polymerace MMA
Polymerace MMA lze provést pomocí různých metod:
Tepelná polymerace
Nejběžnější metoda výroby PMMA
MMA se zahřívá na 100-150 ° C
Při této teplotě se molekuly MMA spojí a vytvářejí polymerní řetězy
Katalytická polymerace
Radiační polymerace
Výběr polymerační metody závisí na požadovaných vlastnostech a aplikacích pro konečné použití PMMA.
Sourcing z Europlasu
Tvorba produktů PMMA
Po polymeraci může být PMMA vytvořena do různých tvarů:
Listy a bloky
Produkované odléváním nebo vytlačováním buněk
Používá se pro aplikace, jako jsou značky, akvária a zasklení
Korálky
Pryskyřice
Proces tvorby ovlivňuje konečné vlastnosti produktu PMMA. Například listy buněčného zpravodajství mají ve srovnání s extrudovanými listy vynikající optickou čistotu.
MMA je produkována kopolymerizací akryloylchloridu methanolem. Tento proces zajišťuje vysoce čistý monomer pro výrobu PMMA.
Tepelné a katalytické polymerační metody jsou v tomto odvětví nejčastěji používány. Poskytují dobrou rovnováhu účinnosti výroby a kvality produktu.
Polymerizace záření, i když méně běžná, nabízí jedinečné výhody. Umožňuje přesnou kontrolu nad procesem polymerace a může produkovat PMMA se specifickými vlastnostmi.
Metody zpracování PMMA plastu
PMMA lze zpracovat pomocí různých metod v závislosti na požadovaném tvaru a vlastnostech konečného produktu.
Injekční lisování
Roztavená PMMA je injikována do plísní dutiny
Umožňuje složité tvary s vysokou přesností
Výhody: Rychlé, efektivní a vhodné pro hromadnou výrobu
Podrobnější informace o tomto procesu najdete na našem průvodci Akrylové injekční lišty.
Úvahy o návrhu plísní
Návrh úhlů pro snadné odstranění dílů
Jednotná tloušťka stěny pro rovnoměrné chlazení
Správné hradlování a odvzdušňování, abyste se vyhnuli vadám
Odstraňování problémů s běžnými vadami
Značky dřezu: způsobené tlustými stěnami nebo nedostatečným chlazením
Deformace : Vzhledem k nerovnoměrnému chlazení nebo vysokému napětí
Popáleniny: Výsledkem přehřátí nebo uvězněného vzduchu
Pro komplexní seznam potenciálních problémů najdete v našem průvodci Injekční lisovací vady.
Klíčové aspekty
Před sušením PMMA, aby se zabránilo vadám souvisejícím s vlhkostí
Kontrola teplot zpracování (200-250 ° C)
Navrhování úhlů návrhů (1-2 °) pro snadné vyhazování
Žíhání lisovaných částí pro zmírnění vnitřních napětí
Pro zajištění vysoce kvalitních výsledků je zásadní udržovat správné tolerance injekčního lišty.
Vytlačování
PMMA je roztavena a nucena zemřelou
Produkuje nepřetržité profily nebo listy
Výhody: nákladově efektivní pro dlouhé, konzistentní tvary
Konstrukce a kalibrace
Procesy downstream
Snížení extrudovaných profilů na požadované délky
Vrtání otvorů nebo frézování
Sekundární operace, jako je ohýbání nebo formování
Thermoforming
Vytápění listů PMMA, dokud se nepohlí
Formování listu přes formu pomocí vakua nebo tlaku
Výhody: Velké, tenkostěnné části se složitými křivkami
Materiály plísní a metody zahřívání
Formy mohou být vyrobeny ze dřeva, hliníku nebo kompozitních materiálů
Metody vytápění zahrnují infračervené, konvekci a kontaktní vytápění
Ořezávání a dokončení
Obrábění a výroba
PMMA lze obrobit pomocí konvenčních nástrojů
Řezání, vrtání a mletí jsou běžné operace
Výhody: všestranné a vhodné pro malé dávky nebo prototypy
Řezání a gravírování laseru
Leštění a povrchové ošetření
Lepení a montáž
Části PMMA lze spojit pomocí různých metod
Svařování rozpouštědla: Použití rozpouštědel k rozpuštění a spojování dílů dohromady
Cementová vazba: Použití lepidel kompatibilních s PMMA
Mechanické upevnění a snapky
Nadměrná a vložení formování
Další informace o této technice naleznete v naší průvodci Vložte lisování.
Výběr metody zpracování závisí na faktorech, jako jsou:
Geometrie a velikost dílu
Požadované povrchové úpravy a tolerance
Objem výroby a omezení nákladů
Přesné výpočty v procesu formování vstřikování naleznete v naší průvodci Výpočtové vzorce pro injekční lisování.
Zvyšování vlastností materiálu PMMA
PMMA je všestranný plast, ale někdy potřebuje podporu, aby splňoval specifické požadavky na aplikaci. To je místo, kde přicházejí přísady. Mohou zlepšit vlastnosti PMMA, což je ještě užitečnější.
Modifikátory dopadu
Zvyšte houževnatost a odolnost proti nárazu PMMA
Ideální pro bezpečnostní zasklení a aplikace s vysokým dopadem
Příklady: gumové částice, modifikátory jádra
UV stabilizátory
Chraňte PMMA před žloutnutím a degradací způsobenou expozicí UV.
Nezbytné pro venkovní aplikace a dlouhodobé použití
Běžné UV stabilizátory: Benzotriazoles, benzofenony, Hals
Plasticery
Zvyšte flexibilitu a měkkost PMMA
Užitečné pro aplikace, jako jsou kontaktní čočky a flexibilní displeje
Příklady: dioctyl ftalát, dioctyl ftalát, butyl benzyl ftalát
Barevné a barviva
Přidejte barvu do PMMA pro dekorativní a funkční účely
Může vytvořit průhledné, průsvitné nebo neprůhledné odstíny
Typy: Organická barviva, anorganické pigmenty, pigmenty speciálního efektu
Co-Monomers
Upravit vlastnosti PMMA začleněním jiných monomerů
Methylakrylát zlepšuje tepelnou stabilitu a snižuje depolymerizaci během zpracování
Další komonomery: ethylakrylát, butylakrylát, styrene
Výplně
Zlepšit pevnost, ztuhlost a rozměrovou stabilitu PMMA
Snižte náklady výměnou části polymeru
Příklady: Skleněná vlákna, uhlíková vlákna, minerální plniva
Tyto přísady jsou začleněny během procesu polymerace nebo složením. Volba aditivu závisí na požadovaném konkrétním vylepšení vlastnosti.
| Aditivní | funkce |
| Modifikátory dopadu | Zvyšte odolnost proti nárazu a nárazu |
| UV stabilizátory | Chraňte před žloutnutí a degradací před expozicí UV. |
| Plasticery | Zvýšit flexibilitu a měkkost |
| Barviva a barviva | Přidejte barvu pro dekorativní a funkční účely |
| Co-Monomers | Upravit vlastnosti, jako je tepelná stabilita |
| Výplně | Zlepšit sílu, ztuhlost a nákladová efektivita |
Výběrem správných přísad a optimalizací jejich koncentrací mohou výrobci přizpůsobit vlastnosti PMMA tak, aby vyhovovaly konkrétním aplikacím. Toto přizpůsobení rozšiřuje užitečnost PMMA napříč různými průmyslovými odvětvími.
Je důležité si uvědomit, že zatímco aditivy mohou zlepšit určité vlastnosti, mohou mít také kompromisy. Například přidání modifikátorů dopadu může mírně snížit průhlednost. K vyvážení požadovaných vlastností je nezbytná pečlivá formulace.
Typy PMMA
PMMA přichází v různých typech, z nichž každá má jedinečné vlastnosti a aplikace. Pojďme prozkoumat některé z nejběžnějších odrůd.
Standardní PMMA
Impact-modified PMMA
Smícháno s modifikátory nárazu pro zvýšenou houževnatost
Udržuje vysokou úroveň transparentnosti
Vhodné pro aplikace s vysokým dopadem
Bezpečnostní zasklení
Ochranné bariéry
UV rezistentní PMMA
Extruded PMMA
Produkované procesy vytlačování
Zajišťuje rovnoměrnou tloušťku v celém
Běžně se používá pro vytváření kontinuálních profilů
Obsazení PMMA
Vyrobeno nalití kapaliny PMMA pryskyřice do forem
Výsledkem je vynikající optická čistota
Obvykle se používá v aplikacích vyžadujících vysoce kvalitní povrchy
Zdravotnické prostředky
Optické čočky
Barevné PMMA
Tepelně rezistentní PMMA
Formulováno pro zvýšenou odolnost proti teplu
Vhodné pro aplikace s vyšší teplotou
Používá se tam, kde by typická PMMA změkla nebo deformovala
Zde je tabulka rychlého srovnání:
| Typ | klíčových vlastností | Společné aplikace |
| Standardní PMMA | Vynikající optická jasnost, odolnost proti povětrnostním povětrnostem | Vitríny, okna, čočky |
| Impact-Modified | Zvýšená houževnatost, udržuje transparentnost | Bezpečnostní zasklení, ochranné bariéry |
| UV rezistentní | Odolává žloutnutí a degradaci při expozici UV. | Světlíky, značení, automobilové díly |
| Extruded | Jednotná tloušťka, kontinuální profily | Listy, tyče, trubice |
| Obsazení | Vynikající optická čistota, vysoce kvalitní povrchy | Zdravotnické prostředky, optické čočky |
| Barevný | Různé průhledné a neprůhledné barvy | Značení, displeje, spotřební zboží |
| Tepelně rezistentní | Zvýšená odolnost proti teplu, vhodná pro vyšší tempy | Aplikace, kde by typická PMMA změkčila/deformovala |
Aplikace PMMA plastu
Všestrannost PMMA z něj dělá oblíbenou volbu v různých průmyslových odvětvích.
Automobilový průmysl
Špičkové kryty světlometů
Přístrojové panely a displeje
Interiérový obložení a dekorativní prvky
Další informace o plastových aplikacích v automobilovém průmyslu naleznete v našem průvodci Výroba automobilových dílů a komponent.
Letecký průmysl
Další informace o Aerospace Applications v našem výrobou leteckých dílů a komponent . Průvodce
Optika a brýle
Konstrukce a architektura
Světlíky a střešní kopule
Hlukové bariéry a zvukové stěny
Dekorativní panely a fasády
Elektronika a osvětlení
LED a LCD obrazovky
Lehké difuzory a kryty
Optická vlákna a čočky
Zdravotnické prostředky
Kostní cement a zubní protetika
Intraokulární čočky a kontaktní čočky
Diagnostické vybavení a chirurgické nástroje
Další informace o lékařských aplikacích naleznete v naší průvodci Výroba součástí zdravotnických zařízení.
Značení a displeje
Osvětlené značky a světelné boxy
Displeje a předváděče bodu
Exponáty a umělecké instalace muzea
Sourcing z U-NUO Akrylové kosmetické obaly fialové láhev s mlékem bez vzduchu
Konzumní zboží
Další informace o aplikacích pro spotřební zboží najdete výrobou spotřebitelů a odolného zboží . Průvodce
| Průmyslové | aplikace |
| Automobilový průmysl | Kryty světlometů, přístrojové panely, interiérový obložení |
| Aerospace | Okna kabiny letadla |
| Optics & Eyewear | Čočky blokování modrého světla |
| Konstrukce | Světlíky, hlukové bariéry, dekorativní panely |
| Elektronika | LED/LCD obrazovky, difuzory světla, optická vlákna |
| Zdravotnické prostředky | Kostní cement, nitrooční čočky, chirurgické nástroje |
| Značení a displeje | Osvětlené značky, popové displeje, muzejní výstavy |
| Konzumní zboží | Luxusní vany, rámečky obrázků, akvária, trofeje |
Aplikace PMMA se nadále rozšiřují, protože výrobci objevují nové způsoby, jak využít své nemovitosti. Díky jeho kombinaci jasnosti, síly a všestrannosti z něj dělá materiál pro designéry a inženýry na různých oborech.
PMMA plast vs. další materiály
Při výběru materiálu pro konkrétní aplikaci je nezbytné porovnat vlastnosti PMMA s jinými běžnými materiály. Podívejme se blíže, jak se PMMA hromadí proti sklenici, polykarbonátu a jiným inženýrským plastům.
PMMA vs. sklo
PMMA vs. polykarbonát (PC)
Odolnost vůči síle a nárazu
Optická čistota a odolnost vůči zvětrávání
Chemická odolnost a tepelná stabilita
PMMA má lepší chemickou odolnost, zejména na kyseliny a rozpouštědla
PC má vyšší tepelný odpor a vydrží vyšší teploty
Náklady a zpracování
PMMA je obecně dostupnější než PC
Oba materiály lze zpracovat pomocí podobných technik, jako je vstřikování a vytlačování
Pro více informací o polykarbonátu si můžete prohlédnout náš průvodce PC plast.
PMMA vs. další inženýrské plasty
Další podrobnosti o těchto materiálech můžete odkazovat na naše průvodce ABS plast, Mazlíček plast a PA plast (nylon).
Zde je srovnávací tabulka shrnující klíčové rozdíly:
| vlastnost | PMMA | Glass | PC | ABS ABS | PET | NYLON |
| Optická jasnost | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★ | ★★★ | ★ |
| Odolnost vůči dopadu | ★★★ | ★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★★ |
| Odolnost proti povětrnostním povětrnostem | ★★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| Chemická odolnost | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| Tepelná stabilita | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ |
| Nákladová efektivita | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★ |
Při výběru materiálu zvažte konkrétní požadavky vaší aplikace. Měly by se brát v úvahu faktory, jako je transparentnost, odolnost proti nárazu, stabilita zvětrávání, chemická odolnost, tepelná stabilita a náklady.
PMMA nabízí jedinečnou kombinaci vlastností, díky nimž je vhodná pro širokou škálu aplikací. Jeho vynikající optická jasnost, odolnost proti UV a chemické odolnosti ji odlišuje od mnoha jiných inženýrských plastů.
Avšak v aplikacích, kde je vyžadována extrémní rezistence na dopad nebo stabilita vysoké teploty, mohou být vhodnější materiály, jako je polykarbonát nebo nylon.
Pro více informací o zpracování těchto materiálů byste se mohli zajímat o naše průvodce lisování akrylového injekce a Injekční formovací stroje.
Environmentální a bezpečnostní aspekty plastu PMMA
Při zvažování použití PMMA je zásadní vyhodnotit jeho aspekty dopadu na životní prostředí a bezpečnost. Pojďme prozkoumat recyklovatelnost PMMA, obavy o toxicitu a příslušné předpisy a standardy.
Recyklovatelnost a udržitelnost
Toxicita a zdravotní obavy
Bezpečnost kontaktu bez BPA a potraviny
Spalovací vedlejší produkty a toxicita kouře
První expozice a manipulace
Předpisy a standardy
Zde je tabulka shrnutí klíčových aspektů životního prostředí a bezpečnosti PMMA:
| o aspektu | podrobnosti |
| Recyklovatelnost | 100% recyklovatelné prostřednictvím pyrolýzy nebo depolymerace |
| Dopad na životní prostředí | Vyžaduje energii a zdroje; Správné nakládání s odpady je nezbytné |
| Bezpečnost kontaktu s potravinami | BPA bez BPA a FDA schváleny pro kontakt s potravinami |
| Spalovací vedlejší produkty | Při spálení uvolňuje teplo a kouř; Potřebná správná opatření pro požární bezpečnost |
| Vystavení zaměstnání | Prach a výpary mohou způsobit podráždění dýchacích cest; PPE doporučuje |
| Dosah a rohs | Vyhovuje předpisům REACH a ROHS |
| UL 94 Hlavatelnost | Hodnocení UL 94 HB; Aditiva-retardantní přísady mohou zlepšit odolnost proti požáru |
| Standardy ISO a ASTM | Různé standardy používané k vyhodnocení vlastností a výkonu |
Závěr
PMMA nebo akryl je všestranný plast s jedinečnými vlastnostmi. Nabízí vynikající transparentnost, trvanlivost a odolnost proti povětrnostním povětrnostem. PMMA lze vylepšit aditivy a zpracovat pomocí různých metod tak, aby vyhovovaly konkrétním aplikacím.
Výběr správného materiálu je zásadní pro úspěšný design produktu. Vlastnosti PMMA je vhodný pro automobilové, stavební, lékařské a spotřební zboží.
Tipy: Možná máte zájem o všechny plasty
