Polymetylmetakrylat eller PMMA är en mångsidig syntetisk polymer. Känd som akryl, plexiglas eller organiskt glas, det revolutionerar olika branscher.
Från fordon till konstruktion gör PMMA: s unika egenskaper det nödvändigt. I det här inlägget utforskar vi PMMA: s egenskaper, applikationer och varför det är avgörande för modern tillverkning.
Vad är PMMA?
PMMA, eller polymetylmetakrylat, är en mångsidig syntetisk polymer. Det är känt för sin anmärkningsvärda tydlighet och hållbarhet. Denna transparenta, styva termoplast fungerar som ett utmärkt alternativ till glas och polykarbonat.
Ofta kallas akryl eller plexiglas, PMMA har imponerande egenskaper:
Lätt (40% lättare än glas)
Shatter-resistent (10 gånger starkare än vanligt glas)
Hög ljusöverföring (92% ljus passerar genom)
UV och väderbeständig
Molekylstruktur
I sin kärna bildas PMMA av metylmetakrylat (MMA) monomerer. Molekylformeln för MMA är C5H8O2 eller CH2 = CCH3COOCH3.
PMMA -plaststruktur
PMMA: s struktur bidrar till dess unika egenskaper:
Fibrös molekylär arrangemang
Rumslig nätverkskonfiguration
Linjär polymer med esterbindningar
PMMA delar vissa likheter med andra plast som Husdjur och PS när det gäller transparens och mångsidighet. Den har emellertid sina egna unika egenskaper som gör det lämpligt för specifika applikationer. För mer information om hur PMMA kan behandlas kan du vara intresserad av att lära dig om akrylinsprutning.
PMMA: s egenskaper (akryl)
Fysiska egenskaper hos PMMA
| -egendomsvärde | /beskrivning |
| Densitet | 1,17-1,20 g/cm³ |
| Optisk tydlighet | 92% ljusöverföring |
| Ythårdhet | Hög |
| Repa | Bra (bättre än andra transparenta polymerer som polykarbonat, men mindre än glas) |
| Vikt | 40% lättare än glas |
| UV -motstånd | Utmärkt motstånd mot UV -strålning |
| Vädermotstånd | Hög motstånd mot väderbildning |
| Genomskinlighet | Utmärkt (färglös och tydlig) |
| Brytningsindex | 1.49 |
Mekaniska egenskaper hos PMMA
| Mekanisk | egendomsbeskrivning |
| Dragstyrka | 65 MPa / 9400 psi |
| Böjhållfasthet | 90 MPa / 13000 psi |
| Dragmodul | 2300-3300 MPA |
| Ythårdhet | Hög |
| Slagmotstånd | Lägre jämfört med vissa plast, men högre än glas |
| Repa | Bra (bättre än andra transparenta polymerer som polykarbonat, men mindre än glas) |
| Dimensionell stabilitet | Bra (på grund av låg fuktabsorption) |
| Seghet | Måttliga (homopolymerer är spröda, sampolymerer är tuffa) |
| Styvhet | Hög |
| Trötthetsbeteende | Kan observeras från Wöhler -kurvan för böjhållfasthet kontra antal cykler |
| Sprödhet | Förblir spröd även vid högre temperaturer |
Termiska egenskaper för PMMA
| termisk | egendomsvärde/beskrivning |
| Övergångstemperatur | 106 ° C (upp till 115 ° C för gjutna ämnen) |
| Mjukgöringstemperatur (Vicat B) | 84-111 ° C (beroende på genomsnittlig molmassa) |
| Värmeavböjningstemperatur | 95 ° C / 203 ° F (@ 0,46 MPa / 66 psi) |
| Maximal långsiktig användningstemperatur | Upp till 70 ° C |
| Auto-antydningstemperatur | 400-465 ° C |
| Värmemotstånd | 60-80 ° C (allmänt intervall) |
| Termisk expansion | Högre än glas eller metaller |
| Brandfarlighet | Lätt brandfarligt (UL 94 HB -klassificering) |
| Smälttemperatur (för bearbetning) | 200-250 ° C (formsprutning) |
| Extruderingstemperatur | 180-250 ° C |
| Termoformningstemperatur | 150-180 ° C (upp till 200 ° C för högmolära masstyper) |
Kemiskt motstånd för PMMA
| kemisk | resistensbeskrivning |
| Motståndskraftig | |
| Inte motståndskraftig | |
| Specifika sårbarheter | Mottaglig för stresskorrosionsprickor Kan skadas av vissa lösningsmedel som H2O2, aceton, alkohol |
| Vädermotstånd | Utmärkt motstånd mot väderbildning och ultraviolett strålning |
| Vattenabsorption | Låg fukt och vattenabsorption |
| Saltvattenmotstånd | Inte påverkas av saltvatten |
Elektriska egenskaper hos PMMA
| elektrisk | egendomsbeskrivning |
| Elektrisk isolering | Bra elektrisk isolator, särskilt vid låga frekvenser |
| Högfrekvensprestanda | Under polyeten och polystyren i isolerande kapacitet |
| Förlustfaktor | Förblir stabil under normal användning |
| Ytmotstånd | Förblir stabil under normal användning |
| Lämplighet | Fördelaktigt för att producera delar i elindustrin |
| Statisk laddning | Benägna att skapa ytladdning |
| Antistatiska egenskaper | Kräver ofta antistatiska tillsatser |
| Dielektrisk styrka | Hög |
| Spridningsfaktor | Låg |
Produktion av PMMA
PMMA eller akryl produceras genom polymeriserande metylmetakrylat (MMA). MMA är en organisk förening med formeln CH2 = C (CH3) COOCH3. Det är en färglös, luktfri vätska.
Polymerisation av MMA
Polymerisationen av MMA kan göras med olika metoder:
Termisk polymerisation
Vanligaste metoden för PMMA -produktion
MMA upphettas till 100-150 ° C
Vid denna temperatur kombineras MMA -molekyler för att bilda polymerkedjor
Katalytisk polymerisation
Strålningspolymerisation
Valet av polymerisationsmetod beror på de önskade egenskaperna och slutanvändningsapplikationerna för PMMA.
Sourcing från Europlas
Bildning av PMMA -produkter
Efter polymerisation kan PMMA bildas i olika former:
Ark
Producerad av cellgjutning eller extrudering
Används för applikationer som skyltar, akvarier och glasering
Pärlor
Hartser
Formationsprocessen påverkar de slutliga egenskaperna för PMMA -produkten. Till exempel har cellgjutna ark överlägsen optisk tydlighet jämfört med extruderade.
MMA produceras genom sampolymerisation av akryloylklorid med metanol. Denna process säkerställer en monomer med hög renhet för PMMA-produktion.
De termiska och katalytiska polymerisationsmetoderna är de mest använda i branschen. De ger en bra balans mellan produktionseffektivitet och produktkvalitet.
Strålningspolymerisation, även om det är mindre vanligt, erbjuder unika fördelar. Det möjliggör exakt kontroll över polymerisationsprocessen och kan producera PMMA med specifika egenskaper.
Bearbetningsmetoder för PMMA -plast
PMMA kan behandlas med olika metoder, beroende på den önskade formen och egenskaperna för slutprodukten.
Formsprutning
Smält PMMA injiceras i en mögelhålrum
Möjliggör komplexa former med hög precision
Fördelar: Snabb, effektiv och lämplig för massproduktion
För mer detaljerad information om denna process kan du hänvisa till vår guide om akrylinsprutning.
Mögeldesignöverväganden
Utkast till vinklar för enkel del avlägsnande
Enhetlig väggtjocklek för jämn kylning
Korrekt grindning och avluftning för att undvika defekter
Felsökning av vanliga defekter
Sänkmärken: orsakad av tjocka väggar eller otillräcklig kylning
Warping : På grund av ojämn kylning eller hög gjutspänningar
Brännmärken: Resultat av överhettning eller fångad luft
För en omfattande lista över potentiella problem, kolla vår guide om formsprutningsfel.
Nyckelaspekter
Förtorkning av PMMA för att förhindra fuktrelaterade defekter
Kontrollering av bearbetningstemperaturer (200-250 ° C)
Designa dragvinklar (1-2 °) för enkel utkastning
Glödgning av gjutna delar för att lindra inre spänningar
För att säkerställa högkvalitativa resultat är det avgörande att upprätthålla rätt formsprutningstoleranser.
Extrudering
PMMA är smält och tvingad genom en matris
Producerar kontinuerliga profiler eller ark
Fördelar: Kostnadseffektiva för långa, konsekventa former
Die design och kalibrering
Nedströmsprocesser
Skär extruderade profiler till önskade längder
Borrhål eller fräsfunktioner
Sekundära operationer som böjning eller formning
Termoformning
Uppvärmning av PMMA -ark tills de är smidiga
Forma arket över en form med vakuum eller tryck
Fördelar: Stora, tunnväggiga delar med komplexa kurvor
Mögelmaterial och uppvärmningsmetoder
Formar kan tillverkas av trä, aluminium eller kompositmaterial
Uppvärmningsmetoder inkluderar infraröd, konvektion och kontaktuppvärmning
Trimning och efterbehandling
Bearbetning och tillverkning
PMMA kan bearbetas med konventionella verktyg
Skärning, borrning och fräsning är vanliga operationer
Fördelar: mångsidig och lämplig för små partier eller prototyper
Laserskärning och gravering
Polering och ytbehandling
Bindning och montering
PMMA -delar kan förenas med olika metoder
Solventsvetsning: Använd lösningsmedel för att lösa upp och smälta ihop delar
Cementbindning: Använd PMMA-kompatibla lim
Mekanisk fästning och snap-pass
Övermoldning och infoga gjutning
Formning PMMA över ett annat material eller komponent
Skapar en stark, integrerad bindning mellan materialen
För mer information om denna teknik, se vår guide om Inspelning.
Valet av bearbetningsmetod beror på faktorer som:
För exakta beräkningar i formsprutningsprocessen, se vår guide om beräkningsformler för formsprutning.
Förbättra PMMA -materialegenskaper
PMMA är en mångsidig plast, men ibland behöver den ett boost för att uppfylla specifika applikationskrav. Det är där tillsatser kommer in. De kan förbättra PMMA: s egenskaper, vilket gör det ännu mer användbart.
Slagmodifierare
Öka PMMA: s seghet och slagmotstånd
Idealisk för säkerhetsglasning och högeffektiva applikationer
Exempel: gummipartiklar, kärnskalmodifierare
UV -stabilisatorer
Skydda PMMA från gulning och nedbrytning orsakad av UV -exponering
Väsentligt för utomhusansökningar och långvarig användning
Vanliga UV -stabilisatorer: Benzotriazoler, bensofenoner, Hals
Mjukgörare
Förbättra PMMA: s flexibilitet och mjukhet
Användbart för applikationer som kontaktlinser och flexibla skärmar
Exempel: Dibutylftalat, Dioctyl Phtalate, Butyl Bensylftalat
Färgämnen och färgämnen
Lägg till färg till PMMA för dekorativa och funktionella ändamål
Kan skapa transparenta, genomskinliga eller ogenomskinliga nyanser
Typer: Organiska färgämnen, oorganiska pigment, specialeffektpigment
Medmonomer
Ändra PMMA: s egenskaper genom att integrera andra monomerer
Metylakrylat förbättrar termisk stabilitet och minskar depolymerisation under bearbetning
Andra medmonomer: etylakrylat, butylakrylat, styren
Fyllare
Förbättra PMMA: s styrka, styvhet och dimensionell stabilitet
Minska kostnaden genom att ersätta en del av polymeren
Exempel: glasfibrer, kolfibrer, mineralfyllmedel
Dessa tillsatser införlivas under polymerisationsprocessen eller genom sammansättning. Valet av tillsatsmedel beror på den specifika egenskapsförbättring som krävs.
| Tillsatsfunktion | |
| Slagmodifierare | Öka seghet och slagmotstånd |
| UV -stabilisatorer | Skydda mot gulning och nedbrytning från UV -exponering |
| Mjukgörare | Förbättra flexibilitet och mjukhet |
| Färgämnen & färgämnen | Lägg till färg för dekorativa och funktionella ändamål |
| Medmonomer | Ändra egenskaper som termisk stabilitet |
| Fyllare | Förbättra styrka, styvhet och kostnadseffektivitet |
Genom att välja rätt tillsatser och optimera deras koncentrationer kan tillverkare skräddarsy PMMA: s egenskaper för att passa specifika applikationer. Denna anpassning utvidgar PMMA: s användbarhet i olika branscher.
Det är viktigt att notera att även om tillsatser kan förbättra vissa fastigheter, kan de också ha avvägningar. Till exempel kan tillägg av påverkningsmodifierare något minska transparensen något. Noggrann formulering är nödvändig för att balansera de önskade egenskaperna.
PMMA -typer
PMMA finns i olika typer, var och en med unika egenskaper och applikationer. Låt oss utforska några av de vanligaste sorterna.
Standard PMMA
Den mest använda typen av PMMA
Erbjuder utmärkt optisk tydlighet och vädermotstånd
Perfekt för allmänna applikationer
Visningsfall
Fönster
Linser
PUCT-modifierad PMMA
Blandad med slagmodifierare för ökad seghet
Upprätthåller hög öppenhet
Lämplig för högeffektiva applikationer
Säkerhetsglas
Skyddsbarriärer
UV-resistent PMMA
Extruderad PMMA
Produceras genom extruderingsprocesser
Säkerställer enhetlig tjocklek hela tiden
Vanligtvis används för att skapa kontinuerliga profiler
Gjutna PMMA
Tillverkad genom att hälla flytande PMMA -harts i formar
Resulterar i överlägsen optisk tydlighet
Vanligtvis används i applikationer som kräver ytor av hög kvalitet
Medicinsk utrustning
Optiska linser
Färgad PMMA
PMMA
Formulerad för förbättrad värmebeständighet
Lämplig för högre temperaturapplikationer
Används där typisk PMMA skulle mjukas eller deformeras
Här är en snabb jämförelsetabell:
| Skriv | nyckelegenskaper | Vanliga applikationer |
| Standard PMMA | Utmärkt optisk tydlighet, vädermotstånd | Visa fodral, fönster, linser |
| Slagmodifierad | Ökad seghet, upprätthåller öppenhet | Säkerhetsglas, skyddande barriärer |
| UV-resistent | Motstår gulning och nedbrytning från UV -exponering | Takfönster, skyltar, bildelar |
| Extruderad | Enhetlig tjocklek, kontinuerliga profiler | Ark, stavar, rör |
| Kasta | Överlägsen optisk tydlighet, högkvalitativa ytor | Medicinska apparater, optiska linser |
| Färgad | Olika transparenta och ogenomskinliga färger | Skylt, skärmar, konsumentvaror |
| Värmebeständig | Förbättrad värmebeständighet, lämplig för högre temps | Applikationer där typisk PMMA skulle mjukgöra/deformera |
Applikationer av PMMA -plast
PMMA: s mångsidighet gör det till ett populärt val i olika branscher.
Bilindustri
För mer information om plastapplikationer i bilindustrin, kolla in vår guide om Automotive Parts and Components Manufacturing.
Flygindustri
Läs mer om flyg- och rymdansökningar i vår Aerospace Parts and Components Manufacturing Guide.
Optik och glasögon
Konstruktion och arkitektur
Takfönster och takkupoler
Bullerbarriärer och ljudväggar
Dekorativa paneler och fasader
Elektronik och belysning
Medicinsk utrustning
Bencement och tandprotetik
Intraokulära linser och kontaktlinser
Diagnostisk utrustning och kirurgiska verktyg
Mer information om medicinska tillämpningar finns i vår guide om Tillverkning av medicinsk utrustningskomponenter.
Skylt och skärmar
Upplysta skyltar och ljuslådor
Köpsställen och utställningar
Museutställningar och konstinstallationer
Sourcing från U-Nuo's Akryl kosmetisk förpackning lila luftlös lotion pumpflaska
Konsumtionsvaror
För mer information om ansökningar om konsumentvaror, kolla våra Konsument- och hållbar tillverkningsguide för varor .
| Branschapplikationer | |
| Bil | Strålkastare, instrumentpaneler, inredning |
| Flyg- | Flygfönster fönster |
| Optik och glasögon | Blå ljusblockeringslinser |
| Konstruktion | Takfönster, brusbarriärer, dekorativa paneler |
| Elektronik | LED/LCD -skärmar, ljusdiffusorer, optiska fibrer |
| Medicinsk utrustning | Bencement, intraokulära linser, kirurgiska verktyg |
| Skyltar och skärmar | Upplysta skyltar, popdisplayer, museumsutställningar |
| Konsumtionsvaror | Lyxiga badkar, bildramar, akvarier, troféer |
PMMA: s ansökningar fortsätter att expandera när tillverkarna upptäcker nya sätt att utnyttja sina egenskaper. Dess kombination av tydlighet, styrka och mångsidighet gör det till ett material för designers och ingenjörer över olika områden.
PMMA -plast kontra andra material
När du väljer ett material för en specifik applikation är det viktigt att jämföra egenskaperna hos PMMA med andra vanliga material. Låt oss titta närmare på hur PMMA staplar upp mot glas, polykarbonat och annan teknisk plast.
PMMA kontra glas
PMMA kontra polykarbonat (PC)
För mer information om polykarbonat kan du kontrollera vår guide på Plastlast.
PMMA kontra annan teknisk plast
För mer information om dessa material kan du hänvisa till våra guider på ABS -plast, Husdjursplast och PA Plastic (nylon).
Här är en jämförelsestabell som sammanfattar de viktigaste skillnaderna:
| egendom | PMMA | Glass | PC | ABS | PET | NYLON |
| Optisk tydlighet | ★★★★★★ | ★★★★★★ | ★★★★ | ★ | ★★★ | ★ |
| Slagmotstånd | ★★★ | ★ | ★★★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★★ |
| Vädermotstånd | ★★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| Kemisk motstånd | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ |
| Termisk stabilitet | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ |
| Kostnadseffektivitet | ★★★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★ |
När du väljer ett material bör du överväga de specifika kraven i din applikation. Faktorer som transparens, slagmotstånd, vädringsstabilitet, kemisk resistens, termisk stabilitet och kostnad bör beaktas.
PMMA erbjuder en unik kombination av egenskaper som gör den lämplig för ett brett utbud av applikationer. Dess utmärkta optiska tydlighet, UV -resistens och kemisk resistens skiljer det från många andra tekniska plast.
I tillämpningar där extremt slagmotstånd eller hög temperaturstabilitet krävs kan material som polykarbonat eller nylon emellertid vara mer lämpliga.
För mer information om att bearbeta dessa material kan du vara intresserad av våra guider på akrylinsprutning och formsprutmaskiner.
Miljö- och säkerhetsaspekter av PMMA -plast
När man överväger användning av PMMA är det avgörande att utvärdera dess miljöpåverkan och säkerhetsaspekter. Låt oss utforska PMMA: s återvinningsbarhet, problem med toxicitet och relevanta förordningar och standarder.
Återvinningsbarhet och hållbarhet
Återvinningsmetoder och utmaningar
PMMA är 100% återvinningsbart
Återvinning kan göras genom pyrolys eller depolymerisation
Utmaningar inkluderar sortering, förorening och kvalitet på återvunnet material
Miljöpåverkan och energiförbrukning
Hållbara produktionsinitiativ
Toxicitet och hälsoproblem
BPA-fri och livsmedelskontaktsäkerhet
Förbränningsstopp och rök toxicitet
Yrkesexponering och hantering av försiktighetsåtgärder
Regler och standarder
Här är en tabell sammanfattar de viktigaste miljö- och säkerhetsaspekterna av PMMA:
| Aspektdetaljer | som |
| Återvinningsbarhet | 100% återvinningsbart genom pyrolys eller depolymerisation |
| Miljöpåverkan | Kräver energi och resurser; Korrekt avfallshantering är avgörande |
| Matkontaktsäkerhet | BPA-fria och FDA-godkända för matkontakt |
| Biprodukter | Släpper värme och rök när det bränns; Korrekt brandsäkerhetsåtgärder behövs |
| Exponering | Damm och ångor kan orsaka andningsirritation; PPE rekommenderas |
| Nå och ROHS | Uppfyller förordningarna för räckvidd och ROHS |
| UL 94 brandfarlighet | UL 94 HB -betyg; Flammetardanttillsatser kan förbättra brandmotståndet |
| ISO- och ASTM -standarder | Olika standarder som används för att utvärdera egenskaper och prestanda |
Slutsats
PMMA, eller akryl, är en mångsidig plast med unika egenskaper. Det erbjuder utmärkt öppenhet, hållbarhet och väderbeständighet. PMMA kan förbättras med tillsatser och bearbetas med olika metoder för att passa specifika applikationer.
Att välja rätt material är avgörande för framgångsrik produktdesign. PMMA: s fastigheter gör det lämpligt för fordons-, konstruktions-, medicinska och konsumentvaror.
Tips: Du kanske är intresserad av all plast
