ポリメチルメタクリレート、またはPMMAは、汎用性のある合成ポリマーです。アクリル、プレキシグラス、またはオーガニックガラスとして知られており、さまざまな産業に革命をもたらしています。
自動車から建設まで、PMMAのユニークな特性により不可欠になります。この投稿では、PMMAの特性、アプリケーション、および現代の製造においてそれが重要である理由を調べます。
PMMAとは何ですか？
PMMA、またはポリメチルメタクリレートは、汎用性のある合成ポリマーです。驚くべき明快さと耐久性で知られています。この透明で剛性のある熱可塑性は、ガラスの優れた代替品として機能し、 ポリカーボネート.
多くの場合、アクリルまたはプレキシグラスと呼ばれ、PMMAは印象的な特性を誇っています。
軽量（ガラスより40％軽い）
粉砕抵抗性（通常のガラスの10倍強い）
高光感染（92％の光が通過する）
紫外線と耐候性
分子構造
そのコアでは、PMMAはメチルメタクリレート（MMA）モノマーから形成されます。 MMAの分子式はC5H8O2またはCH2 = CCH3COOCH3です。
PMMAプラスチックの構造
PMMAの構造は、そのユニークな特性に貢献しています。
繊維分子配置
空間ネットワーク構成
エステル結合を備えた線形ポリマー
PMMAは、他のプラスチックといくつかの類似点を共有しています ペット と PS 。 透明性と汎用性の観点からただし、特定のアプリケーションに適した独自のプロパティがあります。 PMMAの処理方法の詳細については、学習に興味があるかもしれません アクリル射出成形.
PMMAの特性（アクリル）
PMMAの物理的特性
| プロパティ | 値/説明 |
| 密度 | 1.17-1.20 g/cm³ |
| 光学的透明度 | 92％の光透過率 |
| 表面の硬度 | 高い |
| スクラッチ抵抗 | 良い（ポリカーボネートのような他の透明なポリマーよりも優れていますが、ガラスよりも少ない） |
| 重さ | ガラスより40％軽い |
| UV抵抗 | 紫外線に対する優れた耐性 |
| 風化抵抗 | 風化に対する高い抵抗 |
| 透明性 | 優れた（無色で明確な） |
| 屈折率 | 1.49 |
PMMAの機械的特性の
| 機械的特性 | の説明 |
| 抗張力 | 65 MPA / 9400 psi |
| 曲げ強度 | 90 MPa / 13000 psi |
| 引張弾性率 | 2300-3300 MPA |
| 表面の硬度 | 高い |
| 耐衝撃性 | いくつかのプラスチックと比較して低いが、ガラスよりも高い |
| スクラッチ抵抗 | 良い（ポリカーボネートのような他の透明なポリマーよりも優れていますが、ガラスよりも少ない） |
| 寸法安定性 | 良い（水分吸収が低いため） |
| タフネス | 中程度（ホモポリマーは脆く、コポリマーは困難です） |
| 剛性 | 高い |
| 疲労挙動 | 曲げ強度のウェーラー曲線からサイクル数から観察できます |
| 脆さ | 高温でも脆いままです |
PMMA熱
| 特性 | 値/説明の熱特性 |
| ガラス遷移温度 | 106°C（鋳造ブランクの場合は115°Cまで） |
| 柔らかい温度（Vicat B） | 84-111°C（平均モル質量に応じて） |
| 熱偏向温度 | 95°C / 203°F（@ 0.46 MPa / 66 psi） |
| 最大長期使用温度 | 最大70°C |
| 自動点火温度 | 400-465°C |
| 耐熱性 | 60-80°C（一般範囲） |
| 熱膨張 | ガラスまたは金属よりも高い |
| 可燃性 | 簡単に可燃性（UL 94 HB分類） |
| 融解温度（処理用） | 200-250°C（射出成形） |
| 押出温度 | 180-250°C |
| 熱成形温度 | 150-180°C（高モル質量タイプの場合は200°Cまで） |
PMMA耐薬品
| 耐性の | 説明 |
| 耐性 | 弱酸とアルカリ 塩溶液 脂肪族炭化水素 非極性溶媒 油脂 水 洗剤 |
| 耐性はありません | 強酸とアルカリ ベンゼン 極性溶媒 ケトン エステル エーテル 芳香族炭化水素 塩素化炭化水素 |
| 特定の脆弱性 | |
| 気象抵抗 | 風化および紫外線に対する優れた耐性 |
| 吸収 | 低水分と吸水 |
| 塩水抵抗 | ソルトウォーターの影響を受けません |
PMMA電気特性の
| 電気的特性 | の説明 |
| 電気断熱 | 特に低周波数での良好な電気絶縁体 |
| 高周波性能 | 絶縁能力におけるポリエチレンとポリスチレンの下 |
| 損失係数 | 通常の使用中は安定したままです |
| 表面抵抗 | 通常の使用中は安定したままです |
| 適合性 | 電気産業で部品を生産するのに有利です |
| 静的電荷 | 表面電荷の作成が起こりやすい |
| 抗抵抗性特性 | 多くの場合、抗抵抗性添加物が必要です |
| 誘電強度 | 高い |
| 散逸係数 | 低い |
PMMAの生産
PMMA、またはアクリルは、重合メチルメタクリレート（MMA）によって生成されます。 MMAは、式CH2 = C（CH3）COOCH3を備えた有機化合物です。それは無色の、無臭の液体です。
MMAの重合
MMAの重合は、さまざまな方法を使用して行うことができます。
熱重合
触媒重合
触媒を使用して重合を開始します
過酸化ベンゾイルは最も一般的な触媒です
放射線重合
紫外線またはX線放射を利用します
放射線は、重合プロセスを引き起こします
重合法の選択は、PMMAの目的の特性と最終用途に依存します。
Europlasからの調達
PMMA製品の形成
重合後、PMMAはさまざまな形状に形成できます。
シートとブロック
ビーズ
懸濁液重合により形成されます
押出または射出成形により、さらに処理できます
樹脂
フォーメーションプロセスは、PMMA製品の最終的な特性に影響します。たとえば、セルキャストシートは、押し出されたものと比較して優れた光学的透明度を持っています。
MMAは、塩化アクリロイルのメタノールの共重合によって生成されます。このプロセスにより、PMMA生産のための高純度モノマーが保証されます。
熱および触媒重合方法は、業界で最も広く使用されています。それらは、生産効率と製品の品質のバランスをとることができます。
放射線重合は、あまり一般的ではありませんが、ユニークな利点を提供します。重合プロセスを正確に制御できるようになり、特定の特性を持つPMMAを生成できます。
PMMAプラスチックの処理方法
PMMAは、最終製品の目的の形状と特性に応じて、さまざまな方法を使用して処理できます。
射出成形
溶けたPMMAがカビの空洞に注入されます
高精度で複雑な形状を可能にします
利点：高速で効率的で、大量生産に適しています
このプロセスの詳細については、ガイドを参照できます。 アクリル射出成形.
カビの設計上の考慮事項
ドラフト角度 パーツを簡単に削除するための
冷却のための均一な壁の厚さ
欠陥を避けるための適切なゲーティングと通気
一般的な欠陥のトラブルシューティング
潜在的な問題の包括的なリストについては、ガイドを確認してください 射出成形欠陥.
重要な側面
高品質の結果を確保するには、適切に維持することが重要です 射出成形耐性.
押し出し
PMMAは溶けてダイを通して強制されます
連続プロファイルまたはシートを生成します
利点：長く、一貫した形状の費用対効果
ダイのデザインとキャリブレーション
ダウンストリームプロセス
押し出されたプロファイルを目的の長さに切断します
掘削穴またはフライス式機能
曲げや形成などの二次操作
熱成形
柔軟になるまでPMMAシートを加熱します
真空または圧力を使用して金型の上にシートを形作る
利点：複雑な曲線を備えた大きな薄壁部品
カビ材料と加熱方法
トリミングと仕上げ
形成された部分から余分な材料を削除します
滑らかな仕上げのために端や表面を研磨します
機械加工と製造
レーザー切断と彫刻
研磨と表面処理
結合とアセンブリ
機械的な固定とスナップフィット
オーバーモールディングと成形を挿入します
この手法の詳細については、ガイドのガイドを参照してください 成形を挿入します.
処理方法の選択は、次のような要因に依存します。
パーツジオメトリとサイズ
必要な表面仕上げと公差
生産量とコストの制約
射出成形プロセスでの正確な計算については、ガイドを参照してください 射出成形のための計算式.
PMMA材料特性の強化
PMMAは汎用性の高いプラスチックですが、特定のアプリケーション要件を満たすためにブーストが必要な場合があります。それが添加物が登場するところです。彼らはPMMAの特性を強化することができ、それをさらに有用にすることができます。
影響修飾子
UV安定剤
可塑剤
着色剤と染料
共同メノーマー
他のモノマーを組み込むことにより、PMMAの特性を変更します
アクリル酸メチルは熱の安定性を改善し、処理中の解重合を減少させます
その他の共同制度：アクリール酸エチル、ブチルアクリレート、スチレン
フィラー
これらの添加剤は、重合プロセス中または調合中に組み込まれています。添加剤の選択は、必要な特定のプロパティ強化に依存します。
| 加算 | 関数 |
| 影響修飾子 | 靭性と耐衝撃性を高めます |
| UV安定剤 | 紫外線暴露からの黄色と分解から保護します |
| 可塑剤 | 柔軟性と柔らかさを高めます |
| 着色剤と染料 | 装飾的および機能的な目的のために色を追加します |
| 共同メノーマー | 熱安定性などのプロパティを変更します |
| フィラー | 強度、剛性、および費用対効果を向上させます |
適切な添加物を選択し、濃度を最適化することにより、メーカーは特定のアプリケーションに合わせてPMMAの特性を調整できます。このカスタマイズは、さまざまな業界でPMMAの有用性を拡大します。
添加物は特定の特性を強化できるが、トレードオフもある可能性があることに注意することが重要です。たとえば、衝撃修飾子を追加すると、透明性がわずかに低下する場合があります。目的の特性のバランスをとるには、慎重な定式化が必要です。
PMMAの種類
PMMAにはさまざまなタイプがあり、それぞれに一意のプロパティとアプリケーションがあります。最も一般的な品種のいくつかを探りましょう。
標準PMMA
最も広く使用されているPMMAのタイプ
優れた光学的透明度と気象抵抗を提供します
汎用アプリケーションに最適です
衝撃修飾PMMA
UV耐性PMMA
押し出されたPMMA
押出プロセスを通じて生成されます
全体に均一な厚さを保証します
連続プロファイルの作成に一般的に使用されます
PMMAをキャストします
色付きPMMA
さまざまな透明で不透明な色があります
装飾的または機能的な目的を果たします
よく使用されます：
熱耐性PMMA
クイック比較テーブルは次のとおりです。
| 入力してください | キープロパティの | 一般的なアプリケーションを |
| 標準PMMA | 優れた光学的透明度、気象抵抗 | ケース、ウィンドウ、レンズを表示します |
| インパクト修飾 | 靭性の向上は、透明性を維持します | セーフティグレージング、保護障壁 |
| UV耐性 | 紫外線曝露による黄色と劣化に抵抗します | 天窓、看板、自動車部品 |
| 押し出し | 均一な厚さ、連続プロファイル | シート、ロッド、チューブ |
| キャスト | 優れた光学明確性、高品質の表面 | 医療機器、光レンズ |
| 色付き | さまざまな透明で不透明な色 | 看板、ディスプレイ、消費財 |
| 耐熱性 | 高温に適した耐熱性の強化 | 典型的なPMMAが柔らかく/変形するアプリケーション |
PMMAプラスチックのアプリケーション
PMMAの汎用性により、さまざまな業界で人気のある選択肢があります。
自動車産業
ハイエンドカーヘッドライトがカバーされています
楽器パネルとディスプレイ
インテリアトリムと装飾的な要素
自動車業界のプラスチックアプリケーションの詳細については、ガイドをご覧ください 自動車部品およびコンポーネントの製造.
航空宇宙産業
航空宇宙アプリケーションの詳細をご覧ください 航空宇宙部品およびコンポーネント製造 ガイド。
光学とアイウェア
建設と建築
天窓と屋根のドーム
騒音障壁と音の壁
装飾パネルとファサード
電子機器と照明
LEDおよびLCD画面
軽いディフューザーとカバー
光繊維とレンズ
医療機器
骨セメントと歯の補綴
眼内レンズとコンタクトレンズ
診断機器と外科用ツール
医療アプリケーションの詳細については、ガイドを参照してください 医療機関のコンポーネント製造.
看板とディスプレイ
照らされた標識と軽い箱
ポイントオブプアチャスディスプレイとショーケース
博物館の展示とアートインスタレーション
u-nuoの調達 アクリル化粧品包装紫色のエアレスローションポンプボトル
消費財
豪華なバスタブとシャワーエンクロージャー
額縁と家の装飾
水族館とテラリウム
トロフィーと賞
消費財アプリケーションの詳細については、確認してください 消費者および耐久財製造 ガイド。
| 業界 | アプリケーション |
| 自動車 | ヘッドライトカバー、楽器パネル、インテリアトリム |
| 航空宇宙 | 航空機のキャビンの窓 |
| 光学&アイウェア | 青色光ブロックレンズ |
| 工事 | 天窓、騒音障壁、装飾パネル |
| エレクトロニクス | LED/LCDスクリーン、光ディフューザー、光ファイバー |
| 医療機器 | 骨セメント、眼内レンズ、手術ツール |
| 看板とディスプレイ | 照らされた標識、ポップディスプレイ、博物館の展示 |
| 消費財 | 豪華なバスタブ、額縁、水族館、トロフィー |
メーカーがそのプロパティを活用する新しい方法を発見するにつれて、PMMAのアプリケーションは拡大し続けています。明快さ、強さ、汎用性の組み合わせにより、さまざまな分野のデザイナーとエンジニアにとって頼りになる素材になります。
PMMAプラスチック対その他の材料
特定のアプリケーション用の資料を選択する場合、PMMAのプロパティを他の一般的な材料と比較することが不可欠です。 PMMAがガラス、ポリカーボネート、およびその他のエンジニアリングプラスチックに対してどのように積み重なっているかを詳しく見てみましょう。
PMMA対ガラス
重量と耐衝撃性
PMMAはガラスよりも約50％軽いです
ガラスの耐衝撃性の最大10倍の倍
光学的透明度とUV安定性
コストと製造
PMMA対ポリカーボネート（PC）
強度と耐衝撃性
PCは、PMMAよりも耐衝撃性が高くなります
PMMAはより硬く、表面の硬度が向上しています
光学的透明度と風化抵抗
化学耐性と熱安定性
コストと処理
ポリカーボネートの詳細については、ガイドを確認できます。 PCプラスチック.
PMMA対その他のエンジニアリングプラスチック
ABS（アクリロニトリルブタジエンスチレン）
PET（ポリエチレンテレフタレート）
ナイロン（ポリアミド）
これらの資料の詳細については、ガイドを参照できます。 ABSプラスチック, ペットプラスチック、そして PAプラスチック（ナイロン）.
これが重要な違いを要約する比較テーブルです：
| プロパティ | PMMA | ガラス | PC | ABS | ペット | ナイロン |
| 光学的透明度 | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★ | ★★★ | ★ |
| 耐衝撃性 | ★★★ | ★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★★ |
| 風化抵抗 | ★★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| 耐薬品性 | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| 熱安定性 | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ |
| 費用対効果 | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★ |
資料を選択するときは、アプリケーションの特定の要件を検討してください。透明性、耐衝撃性、風化安定性、耐薬品性、熱安定性、コストなどの要因を考慮する必要があります。
PMMAは、幅広いアプリケーションに適したプロパティのユニークな組み合わせを提供します。その優れた光学的透明度、UV耐性、および耐薬品性は、他の多くのエンジニアリングプラスチックとは一線を画しています。
ただし、極度の耐衝撃性または高温安定性が必要な用途では、ポリカーボネートやナイロンなどの材料がより適している可能性があります。
これらの資料の処理の詳細については、私たちのガイドに興味があるかもしれません アクリル射出成形 と 射出成形機.
PMMAプラスチックの環境と安全の側面
PMMAの使用を検討する場合、環境への影響と安全性の側面を評価することが重要です。 PMMAのリサイクル可能性、毒性の懸念、関連する規制と基準を調査しましょう。
リサイクル性と持続可能性
リサイクル方法と課題
環境への影響とエネルギー消費
持続可能な生産イニシアチブ
毒性と健康上の懸念
BPAフリーおよび食品接触の安全性
燃焼副産物と煙毒性
職業曝露と取り扱いの予防策
規制と基準
リーチとROHSコンプライアンス
UL 94可燃性評価
ISOおよびASTMテスト方法
これがPMMAの主要な環境と安全の側面を要約するテーブルです：
| アスペクトの | 詳細 |
| リサイクル性 | 熱分解または解重合により100％リサイクル可能 |
| 環境への影響 | エネルギーと資源が必要です。適切な廃棄物管理が不可欠です |
| 食品接触の安全性 | BPAフリーとFDAは食品接触を承認しました |
| 燃焼副産物 | 燃やしたときに熱と煙を放出します。適切な火災安全対策が必要です |
| 職業暴露 | ほこりや煙は呼吸器の刺激を引き起こす可能性があります。 PPEが推奨 |
| リーチとROHS | ReachおよびROHSの規制に準拠しています |
| UL 94可燃性 | UL 94 HB評価。難燃性添加剤は、耐火性を改善する可能性があります |
| ISOおよびASTM標準 | プロパティとパフォーマンスを評価するために使用されるさまざまな基準 |
結論
PMMA、またはアクリルは、ユニークな特性を備えた汎用性の高いプラスチックです。優れた透明性、耐久性、気象抵抗を提供します。 PMMAは、添加物で強化し、特定のアプリケーションに合わせてさまざまな方法を使用して処理できます。
適切な材料を選択することは、製品設計を成功させるために重要です。 PMMAのプロパティにより、自動車、建設、医療、消費財のアプリケーションに適しています。
ヒント：すべてのプラスチックに興味があるかもしれません
