聚甲基丙烯酸甲酯

聚甲基丙烯酸甲酯

聚甲基丙烯酸甲酯poly(methyl methacrylate),簡稱PMMA),又稱做壓克力亞克力(英文Acrylic)或有機玻璃、Lucite(商品名稱),在台灣稱做壓加力,在香港多稱做阿加力膠,具有高透明度,低價格,易於機械加工等優點,是平常經常使用的玻璃替代材料。

基本介绍

  • 中文名:聚甲基丙烯酸甲酯
  • 英文名:polymethyl methacrylate(PMMA)
  • 別稱:有機玻璃
  • 化學式:-[CH2C(CH3)(COOCH3)]n-
  • 分子量:80,000-200,000
  • CAS登錄號:9011-14-7
  • 水溶性:不溶
  • 密度:1.18 g/cm3
  • IUPAC命名:聚[1-(甲氧羰基甲基)亞乙基]
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介紹

聚甲基丙烯酸甲酯poly(methylmethacrylate),簡稱PMMA),又稱做壓克力亞克力(英文Acrylic)或有機玻璃、Lucite(商品名稱),在香港多稱做阿加力膠,具有高透明度,低價格,易於機械加工等優點,是平常經常使用的玻璃替代材料。
聚甲基丙烯酸甲酯的單體為甲基丙烯酸甲酯(MMA,壓克力單體)。

性質

聚甲基丙烯酸甲酯經常用作玻璃的替代品,兩種物質的性質分別如下:

物理性質

  1. PMMA的密度比玻璃低:PMMA的密度大約在 1.15-1.19 g/cm3,是玻璃(2.40-2.80 g/cm3)的一半、金屬鋁(屬於輕金屬)的43%。
  2. PMMA的機械強度較高:PMMA的相對分子質量大約為200萬,是長鏈的高分子聚合物,而且形成分子的鏈很柔軟,因此,PMMA的強度比較高,抗拉伸和抗衝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,也不產生裂紋。這種有機玻璃被子彈擊穿後同樣不會破成碎片。因此,拉伸處理的PMMA可用作防彈玻璃,也用作軍用飛機上的座艙蓋。
  3. PMMA的熔點較低:PMMA的熔點約130–140°C(265–285°F),比玻璃約1000度的高溫低很多。
  4. PMMA的透光率較高
  5. 可見光:PMMA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。
  6. 紫外光:石英能完全透過紫外線,但價格高昂,普通玻璃只能透過0.6%的紫外線。PMMA能有效濾除波長小於300nm的紫外光,但300nm至400nm之間濾除效果較差。部分製造商在PMMA表面進行鍍膜,以增加其濾除300nm至400nm紫外光的效果和性質。另一方面,在照射紫外光的狀況下,與聚碳酸酯相比,PMMA具有更佳的穩定性
  7. 紅外線:PMMA允許小於2800nm波長紅外線(IR) 通過。更長波長的IR,小於25,000nm時,基本上可被阻擋。存在特殊的有色PMMA,可以讓特定波長IR透過,同時阻擋可見光(套用於遠程控制或熱感應等)。
PMMA的玻璃轉化溫度為大約105°C。

化學性質

由於其較大的支鏈,聚甲基丙烯酸甲酯的黏度較高,因此在使用熱加工方法時加工速度比較慢,有機玻璃不但能用車床進行切削,鑽床進行鑽孔,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、擠出等塑膠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製品。
氰基丙烯酸酯二氯甲烷氯仿等都可以輕微地溶解有機玻璃,然後可以把兩塊有機玻璃牢固地黏合在一起。
生產1公斤的PMMA,需要大約2公斤的石油。在有的情況下,PMMA在458°C開始燃燒,燃燒後生成二氧化碳一氧化碳及包括甲醛在內的一些低分子化合物。

歷史

1902年,德國化學家 O. Röhm 合成了 PMMA。O .Röhm 開始只是想把這種材料用於黏合劑。
1936年,PMMA 開始大規模生產。

原料特性

原料的特性:
  1. 無色透明,透光率達90%---92%,韌性強,比矽玻璃大10倍以上。
  2. 光學性、絕緣性、加工性及耐候性佳。
  3. 溶解於四氯化碳、苯、甲苯二氯乙烷、三氯甲烷和丙酮等有機溶劑。
  4. 具有較高透明度和光亮度,耐熱性好,並有堅韌,質硬,剛性特點,熱變形溫度80℃,彎曲強度110Mpa。
  5. 密度1.14—1.20g/cc,變形溫度76--116℃,成型收縮率0.2—0.8%。
  6. 線膨脹係數0.00005—0.00009/℃,熱變形溫度68--69℃(74--107℃)

用途

PMMA具有質輕、價廉,易於成型等優點。溶於有機溶劑如苯甲醚等,可以形成良好的薄膜和良好的介電性能,可以作為有機場效應管的介質層。
它的成型方法有澆鑄,射出成型,機械加工、熱成型等。尤其是射出成型,可以大批量生產,製程簡單,成本低。因此,它的套用日趨廣泛,它廣泛用於儀器儀表零件、汽車車燈、光學鏡片、透明管道。
有機玻璃壓克力(亞克力)在建築業中的套用在建築方面,有機玻璃壓克力(亞克力)主要套用於建築採光體、透明屋頂、棚頂、電話亭、樓梯和房間牆壁護板等方面;衛生潔具方面有浴缸、洗臉盆、化妝檯等產品。在高速公路及高等級道路照明燈罩及汽車燈具方面的套用發展也相當快。其中,建築採光體、浴缸、街頭廣告燈箱和電話亭等方面的市場增長較快,今後的發展空間較大,市場前景十分廣闊。
隨著各大城市飯店、賓館及高級住宅的興建,中國建築採光體發展迅速,用有機玻璃壓克力(亞克力)擠出板製成的採光體,具有整體結構強度高、自重輕、透光率高、安全性能高等特殊優點,與無機玻璃採光照置相比較,具有很大的優越性。
美國和日本已在法律中作出強制性規定,中國小及幼稚園建築用玻璃必須採用有機玻璃壓克力 (亞克力)。隨著中國法律法規的不斷完善,預計在不久的將來,中國法律也會規定中國小及幼稚園建築玻璃也必須採用有機玻璃壓克力(亞克力)。同時,中國各地加快了城市建設步伐,街頭標誌、廣告燈箱和電話亭等大量出現,其中所用材料中有相當一部分是有機玻璃壓克力材料。

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