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有機玻璃
本詞條是多義詞，共3個(gè)義項
高分子透明材料
基本信息
| 中文名 | 有機玻璃 |
| 外文名 | methyl methacrylate |
| 別名 | PMMA |
| 分子量 | 80,000-200,000 |
| 組成 | 甲基丙烯酸甲酯 聚合而成 |
| IUPAC | 聚[1-(甲氧羰基甲基)亞乙基] |
| 性能 | 等透明性、化學(xué)穩定性 |
| 化學(xué)名 | 聚甲基丙烯酸甲酯 |
收起
歷史
原理
有機玻璃，英文：( Polymethyl methacrylate），縮寫(xiě)為：PMMA；有機玻璃的化學(xué)名稱(chēng)叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸酯聚合成的高分子化合物。表面光滑、色彩艷麗，比重小，強度較大，耐腐蝕，耐濕，耐曬，絕緣性能好，隔聲性好。可分管形材、棒形材、板形材三種。
以丙烯酸及其酯類(lèi)為原料聚合所得到的聚合物統稱(chēng)丙烯酸類(lèi)樹(shù)酯，相應的塑料統稱(chēng)聚丙烯酸類(lèi)塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯應用最廣泛。聚甲基丙烯酸甲酯縮寫(xiě)代號為PMMA，俗稱(chēng)有機玻璃，透光性能好，可透過(guò)92%以上的太陽(yáng)光，紫外線(xiàn)達73.5%；機械強度較高，有一定的耐熱耐寒性，耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸穩定，易于成型，質(zhì)地較脆，易溶于有機溶劑，表面硬度不夠，容易擦毛，可作要求有一定強度的透明結構件，如油杯、車(chē)燈、儀表零件，光學(xué)鏡片，裝飾禮品等等。在里面加入一些添加劑可以對其性能有所提高，如耐熱、耐摩擦等。該材料廣泛的應用于廣告燈箱，銘牌等方面的制作。
種類(lèi)
有機玻璃按照外形可分為四種：
1.無(wú)色透明有機玻璃
最常見(jiàn)、使用量最大的有機玻璃材料。
2.有色透明有機玻璃
俗稱(chēng)彩板。透光柔和，用它制成的燈箱、工藝品，使人感到舒適大方。有色的有機
玻璃分：透明有色、半透明有色，不透明有色三種。磁有機玻璃光澤不如珠光有機玻璃鮮艷，質(zhì)脆、易斷、適于制作表盤(pán)、盒、醫療器械和人物、動(dòng)物的造型材料。透明有機玻璃：透明度高，宜制燈具。用它制成的吊燈、玲瓏剔透、晶瑩澄澈。半透明有機玻璃類(lèi)似磨砂玻璃，反光柔和，用它制成的工藝品，使人感到舒適大方。
有機玻璃
3.珠光有機玻璃
是在一般有機玻璃加入珠光粉或熒光粉著(zhù)成。這類(lèi)有機玻璃色澤鮮艷，表面光潔度高，外形式經(jīng)模具熱壓后，即使磨平拋光，仍保持模壓花紋，形成獨物的藝術(shù)效果。用它可制作人物、動(dòng)物造型，商標、裝飾品及宣傳展覽材料。
4.壓花有機玻璃
特性
聚甲基丙烯酸甲酯通常稱(chēng)做有機玻璃，英文縮寫(xiě)PMMA,具有高透明度，低價(jià)格，易于機械加工等優(yōu)點(diǎn)，是平常經(jīng)常使用的玻璃替代材料。有機玻璃是開(kāi)發(fā)較早的一種重要熱塑性塑料，具有透明性、穩定性和耐候性，易染色、易加工，外觀(guān)優(yōu)美，在建筑業(yè)中有著(zhù)廣泛的應用。
①高度透明性。有機玻璃是優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達到
92%，比玻璃的透光度高。被稱(chēng)為人造小太陽(yáng)的太陽(yáng)燈的燈管是石英做的，這是因為石英能完全透過(guò)紫外線(xiàn)。普通玻璃只能透過(guò)0.6%的紫外線(xiàn)，但有機玻璃卻能透過(guò)73%。
有機玻璃
②機械強度高。有機玻璃的相對分子質(zhì)量大約為200萬(wàn)，是長(cháng)鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟，因此，有機玻璃的強度比較高，抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高7-18倍。有一種經(jīng)過(guò)加熱和拉伸處理過(guò)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(zhù)提高。用釘子釘進(jìn)這種有機玻璃，即使釘子穿透了，有機玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機玻璃被子彈擊穿后同樣不會(huì )破成碎片。因此，拉伸處理的有機玻璃可用作防彈玻璃，也用作軍用飛機上的座艙蓋。
③重量輕。有機玻璃的密度為1.18g/cm3;，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的43%。
④易于加工。有機玻璃不但能用車(chē)床進(jìn)行切削，鉆床進(jìn)行鉆孔，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、擠出等塑料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制品。
優(yōu)點(diǎn)
一、有機玻璃的美觀(guān)性：呈鏡面效果，工藝精美，無(wú)褶皺，無(wú)接縫；
二、有機玻璃的視覺(jué)效果：色彩多種多樣、視覺(jué)沖擊力很強；
三、有機玻璃的透光性：透光率可達到96%，透光率極佳、光線(xiàn)比較柔和；
四、有機玻璃的耐沖擊性：是普通玻璃產(chǎn)品的200倍以上，幾乎沒(méi)有任何斷裂的危險；
五、有機玻璃的耐久性：產(chǎn)品對內置光源有很良好的保護，延長(cháng)光源產(chǎn)品使用的壽命；
六、有機玻璃的耐侯性：可保長(cháng)久不褪色，質(zhì)量好的板材使用年限長(cháng)達6-13年之久；
七、有機玻璃的耐燃性：不會(huì )有自燃并具自熄性；
八、有機玻璃的節能性：透光性非常好，相對減少光源，省電，降低使用的成本；
九、有機玻璃的合理性：合理性的設計和防雨防潮，開(kāi)啟式的結構，便于清潔維修等。
電性能
聚甲基丙烯酸甲酯由于主鏈側位含有極性的甲酯基，電性能不及聚烯烴和聚苯乙烯等非極性塑料。甲酯基的極性并不太大，聚甲基丙烯酸甲酯仍具有良好的介電和電絕緣性能。值得指出的是，聚甲基丙烯酸甲酯乃至整個(gè)丙烯酸類(lèi)塑料，都具有優(yōu)異的抗電弧性，在電弧作用下，表面不會(huì )產(chǎn)生碳化的導電通路和電弧徑跡現象。20℃是一個(gè)二級轉變溫度，相應于側甲酯基開(kāi)始運動(dòng)的溫度，低于20℃，側甲酯基處于凍結狀態(tài)，材料的電性能比處于20℃以上時(shí)會(huì )有所提高。
物理性能
聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的綜合力學(xué)性能，在通用塑料中居前列，拉伸、彎曲、壓縮等強度均高于聚烯烴，也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等，沖擊韌性較差，但也稍?xún)?yōu)于聚苯乙烯。澆注的本體聚合聚甲基丙烯酸甲酯板材（例如航空用有機玻璃板材）拉伸、彎曲、壓縮等力學(xué)性能更高一些，可以達到聚酰胺、聚碳酸酯等工程塑料的水平。
一般而言，聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸強度可達到50-77MPa水平，彎曲強度可達到90-130MPa，這些性能數據的上限已達到甚至超過(guò)某些工程塑料。其斷裂伸長(cháng)率僅2%-3% ，故力學(xué)性能特征基本上屬于硬而脆的塑料，且具有缺口敏感性，在應力下易開(kāi)裂，但斷裂時(shí)斷口不像聚苯乙烯和普通無(wú)機玻璃那樣尖銳參差不齊。40℃ 是一個(gè)二級轉變溫度，相當于側甲基開(kāi)始運動(dòng)的溫度，超過(guò)40℃ ,該材料的韌性，延展性有所改善。聚甲基丙烯酸甲酯表面硬度低，容易擦傷。
聚甲基丙烯酸甲酯的強度與應力作用時(shí)間有關(guān)，隨作用時(shí)間增加，強度下降。經(jīng)拉伸取向后的聚甲基丙烯酸甲酯（定向有機玻璃）的力學(xué)性能有明顯提高，缺口敏感性也得到改善。
聚甲基丙烯酸甲酯的耐熱性并不高，它的玻璃化溫度雖然達到104℃，但最高連續使用溫度卻隨工作條件不同在65℃-95℃之間改變，熱變形溫度約為96℃（1.18MPa），維卡軟化點(diǎn)約113℃。可以用單體與甲基丙烯酸丙烯酯或雙酯基丙烯酸乙二醇酯共聚的方法提高耐熱性。聚甲基丙烯酸甲酯的耐寒性也較差，脆化溫度約9.2℃。聚甲基丙烯酸甲酯的熱穩定性屬于中等，優(yōu)于聚氯乙烯和聚甲醛，但不及聚烯烴和聚苯乙烯，熱分解溫度略高于270℃，其流動(dòng)溫度約為160℃，故尚有較寬的熔融加工溫度范圍。
化學(xué)性能
耐化學(xué)試劑及耐溶劑性
聚甲基丙烯酸甲酯可耐較稀的無(wú)機酸，但濃的無(wú)機酸可使它侵蝕，可耐堿類(lèi)，但溫熱的氫氧化鈉、氫氧化鉀可使它浸蝕，可耐鹽類(lèi)和油脂類(lèi)，耐脂肪烴類(lèi)，不溶于水、甲醇、甘油等，但可吸收醇類(lèi)溶脹，并產(chǎn)生應力開(kāi)裂，不耐酮類(lèi)、氯代烴和芳烴。它的溶解度參數約為18.8(J/CM3)1/2 ，在許多氯代烴和芳烴中可以溶解，如二氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、甲苯等，乙酸乙烯和丙酮也可以使它溶解。
耐候性
聚甲基丙烯酸甲酯具有優(yōu)異的耐大氣老化性，其試樣經(jīng)4年自然老化試驗，重量變化，拉伸強度、透光率略有下降，色澤略有泛黃，抗銀紋性下降較明顯，沖擊強度還略有提高，其它物理性能幾乎未變化。
燃燒性
應用
選材要取決于造型設計，什么樣的造型，用什么樣的有機玻璃、色彩、品種都要反復測試，使之達到最佳效果。有了好的造型設計，還要靠精心的加工制作，才能成為一件優(yōu)美的工藝品。
2.廣告應用：燈箱、招牌、指示牌、展架等
3.交通應用：火車(chē)、汽車(chē)等車(chē)輛門(mén)窗等
4.醫學(xué)應用：嬰兒保育箱、各種手術(shù)醫療器具 民用品：衛浴設施、工藝品、化妝品、支架、水族箱等
5.工業(yè)應用：儀器表面板及護蓋等
6.照明應用：日光燈、吊燈、街燈罩等
結構
二、.有機玻璃是一種無(wú)形的聚合物，它的收縮范圍都在減小，一般都是在0.45%-0.9，所以對于亞克力生產(chǎn)時(shí)候的成型精度提供了很好的條件，一般情況下成型都是很精確的。
三、由聚甲基丙烯酸甲酯對周?chē)鷾囟鹊?a class="dict" href="/azsoft/o2748355.html">適應范圍不具有普通流體性，而是具有非牛頓流體性，因此在溫度高的情況下，有機玻璃的溶粘性將會(huì )降低，這是有機玻璃對溫度非常敏感的表現。
四、有機玻璃在流動(dòng)的過(guò)程中的溫度一般都在150℃左右，但是當有機玻璃開(kāi)始分解的時(shí)候，溫度卻是高于270℃，所以說(shuō)在溫度的變化方面還是很靈活的，不會(huì )受到溫度的影響而生產(chǎn)，耐高溫是有機玻璃的特性。
五、有機玻璃還具有很好的切割性能，可以在量好尺寸的清況下通過(guò)激光切割進(jìn)行加工，簡(jiǎn)單質(zhì)量高，這個(gè)特點(diǎn)是玻璃都不具備的，.因此亞克力可以承受高溫低溫各種環(huán)境，消費者在生產(chǎn)過(guò)程中根本不用擔心溫度的問(wèn)題。
用途
機械
有機玻璃具有以上優(yōu)良性能，使它的用途極為廣泛。除了在飛機上用作座艙蓋、風(fēng)擋和弦窗外，也用作吉普車(chē)的風(fēng)擋和車(chē)窗、大型建筑的天窗（可以防破碎）、電視和雷達的屏幕、儀器和設備的防護罩、電訊儀表的外殼、望遠鏡和照相機上的光學(xué)鏡片。
用有機玻璃制造的日用品種類(lèi)繁多，如用珠光有機玻璃制成的紐扣，各種玩具、燈具也都因為有了彩色有機玻璃的裝飾作用，而顯得格外的美觀(guān)。
醫療
有機玻璃在醫學(xué)上還有一個(gè)絕妙的用處，那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜長(cháng)滿(mǎn)了不透明的物質(zhì)，光線(xiàn)就不能進(jìn)入眼內。這就是全角膜白斑病引起的失明，而且這種病無(wú)法用藥物治療。
于是，醫學(xué)家設想用人工角膜代替長(cháng)滿(mǎn)白斑的角膜。所謂人工角膜，就是用一種透明的物質(zhì)做成一個(gè)直徑只有幾毫米的鏡柱，然后在人眼的角膜上鉆一個(gè)小孔，把鏡柱固定在角膜上，光線(xiàn)通過(guò)鏡柱進(jìn)入眼內，人眼就能重見(jiàn)光明。
早在1771年，就有眼科醫生用光學(xué)玻璃做成鏡柱，植入角膜，但并未獲得成功。后來(lái)，用水晶代替光學(xué)玻璃，也只用了半年就失效了。在第二次世界大戰中，有些飛機失事時(shí)，飛機上用有機玻璃做的座艙蓋被炸，飛行員的眼睛里嵌入了有機玻璃碎片。經(jīng)過(guò)了許多年以后，雖然這些碎片并未被取出，但也未進(jìn)一步引起人眼發(fā)生炎癥或其他不良反應。這件偶然發(fā)生的事說(shuō)明有機玻璃和人體組織有良好的相容性。同時(shí)也啟發(fā)了眼科醫生，可以用有機玻璃制造人工角膜，它的透光性好，化學(xué)性質(zhì)穩定，對人體無(wú)毒，容易加工成所需形狀，能與人眼長(cháng)期相容。用有機玻璃做的人工角膜已經(jīng)普遍用于臨床。
建筑
在建筑方面，有機玻璃主要應用于采光體、屋頂、棚頂、樓梯和室內墻壁護板等方面。有機玻璃在高速公路和高級道路的照明燈罩和汽車(chē)燈具方面的應用也相當快。隨著(zhù)大城市飯店、賓館和高級住宅的興建，采光體發(fā)展迅速，采用有機玻璃擠出板制成的采光體具有整體結構強度高、自重輕、透光率高和安全性能好等特點(diǎn)，與無(wú)機玻璃采光裝置相比，具有很大的優(yōu)越性。
在衛生潔具方面，有機玻璃可制作浴缸、洗臉盆、化妝臺等產(chǎn)品。由于有機玻璃浴缸具有外觀(guān)豪華、有深度感、容易清洗、強度高、質(zhì)量輕和使用舒適等特點(diǎn)得到了廣泛的應用。
美國和日本已在法律中作出強制性規定，中小學(xué)和幼兒園建筑必須采用有機玻璃。隨著(zhù)我國法律的不斷完善，預計在不久的將來(lái)也會(huì )作出相應的規定。同時(shí)，我國各地加快了城市建設步伐，采用有機玻璃制作的街頭標志、廣告燈箱和電話(huà)亭等也將大量出現，因而有機玻璃發(fā)展空間很大，市場(chǎng)前景十分廣闊！
區別
有機玻璃與普通玻璃
有機玻璃性格一般比普通玻璃倔強得多。它的密度盡管比普通玻璃小一半，但不像玻璃那樣容易破碎。它的透明度十分好，晶瑩剔透，并且具有很好的熱塑性，把它加熱，就能任意把它塑成玻璃棒、玻璃管或玻璃板，正由于它有惹人喜愛(ài)的外貌以及性格，所以它的用途很廣。
噴氣式飛機在云端高速飛行時(shí)，經(jīng)常會(huì )遇到劇烈的振動(dòng)以及溫度的突變和氣流的壓力等特別情況，這對飛機座艙的窗玻璃就是嚴峻的考驗。而可以經(jīng)受這種考驗的是有機玻璃。假如是戰斗機，在追擊敵人時(shí)，有機玻璃被子彈打中，它也不會(huì )整塊破裂，而只穿一小孔，這樣就不會(huì )再發(fā)生類(lèi)似玻璃碎片傷人的事故。
普通玻璃的厚度超過(guò)15厘米，就會(huì )變成翠綠一片，并且隔著(zhù)玻璃沒(méi)法看清東西。有機玻璃隔著(zhù)1米厚，還可以清晰地看清對面的東西。因為它的透光性能相當好，再加上紫外線(xiàn)也可以穿透，所以常用來(lái)制造光學(xué)儀器。
有機玻璃另外有一個(gè)令人驚異的性能，一條彎曲的有機玻璃棒，只要彎度小于48度，光線(xiàn)就可以沿著(zhù)它，像水通過(guò)水管一樣投射過(guò)來(lái)。光線(xiàn)可以走彎路，多么有趣！利用這個(gè)絕技，它就變成了制造外科傳光玻璃儀器的珍品。因此，醫生在手術(shù)室動(dòng)手術(shù)的時(shí)候，就不用擔心看不清楚了。
有機玻璃既輕巧，又堅韌，化學(xué)性又相當穩定，受熱而且有可塑性，因此它的用途十分廣泛。
假如在有機玻璃的原料中適當加一些染料，就能根據人們的需要制成紅的、綠的以及紫的……五光十色的彩色有機玻璃了。
制作方法
粘貼法
有機玻璃
將有機玻璃切割成一定形狀后，在平面上粘貼而成。
熱壓法
將有機玻璃薄板加熱后，在模具中中熱壓型。這種造型法制成的工藝品具有形體豐滿(mǎn)，曲線(xiàn)流暢，立體感強的特點(diǎn)，有浮雕的效果。熱壓模可用木材、油泥塑形，然后用鑄鉛、石膏材料作陰陽(yáng)模，有機玻璃加熱后即可壓成型。
鑲嵌法
將不同色彩的有機玻璃塊切割成抽需的幾何圖形，在底板上鑲嵌拼接而成。這種方法要求拼接嚴密，棱角爭明，能收到色彩強烈，但又渾然一體的效果。
立磨法
斷磨法
將板形有機玻璃重疊粘貼在一起，然后直接削磨斷面成型。此法制成的工藝品能得到色澤多變，渾樸自然的效果。
熱煨法
將有機玻璃加工到一定形狀，將有機玻璃加熱，直接用手迅速窩制、捏制成型。些法要求事先對構圖胸有成竹，動(dòng)作敏捷，一氣呵成。用此法制成的工藝品具有線(xiàn)條奔放，形象簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)。
以上幾種方法可交替使用，根據造型設計的藝術(shù)要求，定最佳方法。
施工方法
有機玻璃的材料有很多種，進(jìn)口和國產(chǎn)相差很大，進(jìn)口有機玻璃切出來(lái)很光滑，有些國產(chǎn)雜質(zhì)太多，會(huì )起泡。亞克力的切割一般采用低速的機器，因為激光管功率不是很大，而且薄料精度要求比較高。一般速度不超過(guò)3米/分。
厚料的切割（10-20mm）10mm以上有機玻璃的一般采用75mm聚焦鏡，25mm以上的有機玻璃采用100mm聚焦鏡，最深能切割32mm有機玻璃。10mm有機玻璃切割：切割時(shí)速度一般為0.08-0.12米/分，光強60-70%。在光強60%時(shí)光最穩定的，漏氣噴氣杯調節氣流量大小，使邊緣更光滑。因為吹風(fēng)越大切割時(shí)熔化物體被輔助高壓氣體吹回到有機玻璃上形成不光滑面。盡量把風(fēng)調小。有時(shí)候，客戶(hù)需要加紙或者加上薄膜切割，這時(shí)風(fēng)不能太小，否則會(huì )著(zhù)火。切割有機玻璃時(shí)速度和光強一定搭配好，速度越慢，光滑度并不是越好。15mm以上的有機玻璃最好采用進(jìn)口大功率的激光器。有機玻璃雕刻時(shí)用漏氣噴氣杯，盡量不要雕太深，雕太深很難達到底部平整度，氣體越大會(huì )影響雕刻邊緣效果，要雕刻得更精細和清晰，不能太深和吹小氣，亞克力雕刻需要注意的是分辨率的設置，如果輸出BMP格式，分辨率一般要在600dpi以上，此時(shí)速度為8-18米/分，光強為20%-30%，清掃時(shí)關(guān)閉吹氣使底部更平滑。
薄料的切割（2-10mm)5 mm以下的有機玻璃采用50mm聚焦鏡，切割時(shí)速度一般為0.35-0.8米/分，光強為45-65%，5-10mm有機玻璃一般采用63.5 mm聚焦鏡，切割時(shí)速度為0.15-0.3米/分，光強為50-75%，大面積雕刻機，進(jìn)行雕刻時(shí)若出現較嚴重的共振（震動(dòng)），也會(huì )造成雕刻機的精度大降低，所以切割有機玻璃機型的幅面盡量不要超過(guò)1米，還有有機玻璃雕刻人物圖像過(guò)程中產(chǎn)生一些白色粉末，從而感覺(jué)更清晰，如果雕刻完要用水抹掉，顯得更模糊。要看像具體效果而進(jìn)行哪些加工。
有機玻璃的物理性能：
密度：1.19g/cm 3 透光率: 99% 沖擊強度≥16kg/cm 3 拉伸強度≥61Kg/cm 3 熱變型溫度≥78℃ 熱軟化溫度≥105℃
主要影響
有機玻璃對人體沒(méi)有危害，但是使用一些有機玻璃的日用品會(huì )對人體有一定的危害，但是危害不大，因為有機玻璃杯子中含有的有機化合物不會(huì )溶于水的。有機玻璃是一種通俗的名稱(chēng)，這種高分子透明材料的化學(xué)名稱(chēng)叫聚甲基丙烯酸甲酯，英文簡(jiǎn)稱(chēng)PMMA，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的，市場(chǎng)上還有一個(gè)名稱(chēng)-亞克力。通常，有機玻璃還是多種塑料制品的代稱(chēng)。塑料屬于化學(xué)高分子材料，大多數高分子化學(xué)材料正常對人體的健康無(wú)害。
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有機玻璃——優(yōu)點(diǎn)顯著(zhù)的高分子透明材料
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尚可名片
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