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【有机玻璃】(PMMA或亚力克材质)UV打印机打印材质百科

文章出处:东莞市朗迈打印设备有限公司 人气:-发表时间:2018-11-30 00:00:00
有机玻璃是一种通俗的名称,缩写为PMMA或亚力克。有机玻璃分为无色透明、有色透明、珠光、压花有机玻璃四种。有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力,有机玻璃具有较好的透明性、化学稳定性,力学性能和耐候性,易染色,易加工,外观优美等优点。有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力等。【有机玻璃】(PMMA或亚力克材质)UV打印机打印材质百科


有机玻璃(亚克力)历史


1927年,德国一家公司的化学家在两块玻璃板之间将丙烯酸酯加
有机玻璃的应用有机玻璃的应用
热,丙烯酸酯发生聚合反应,生成了粘性的橡胶状夹层,可用作防破碎的安全玻璃。当他们用同样的方法使甲基丙烯酸甲酯聚合时,得到了透明度极其好,其他性能也良好的有机玻璃板,它就是聚甲基丙烯酸甲酯。
1931年,该德国公司建厂生产聚甲基丙烯酸甲酯,首先在飞机工业得到应用,取代了赛璐珞塑料,用作飞机座舱罩和挡风玻璃。
如果在生产有机玻璃时加入各种染色剂,就可以聚合成为彩色有机玻璃;如果加入荧光剂(如硫化锌),就可聚合成荧光有机玻璃;如果加入人造珍珠粉(如碱式碳酸铅),则可制得珠光有机玻璃。


有机玻璃(亚克力)原理


有机玻璃,英文:( Polymethyl methacrylate),缩写为:PMMA;有机玻璃的化学名称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、色彩艳丽,比重小,强度较大,耐腐蚀,耐湿,耐晒,绝缘性能好,隔声性好。可分管形材、棒形材、板形材三种。
以丙烯酸及其酯类为原料聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯,相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料,其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA,俗称有机玻璃,透光性能好,可透过92%以上的太阳光,紫外线达73.5%;机械强度较高,有一定的耐热耐寒性,耐腐蚀,绝缘性能良好,尺寸稳定,易于成型,质地较脆,易溶于有机溶剂,表面硬度不够,容易擦毛,可作要求有一定强度的透明结构件,如油杯、车灯、仪表零件,光学镜片,装饰礼品等等。在里面加入一些添加剂可以对其性能有所提高,如耐热、耐摩擦等。该材料广泛的应用于广告灯箱,铭牌等方面的制作。


有机玻璃(亚克力)种类

有机玻璃按照外形可分为四种:
1.无色透明有机玻璃
最常见、使用量最大的有机玻璃材料。
2.有色透明有机玻璃
俗称彩板。透光柔和,用它制成的灯箱、工艺品,使人感到舒适大方。有色的有机
吊灯吊灯
玻璃分:透明有色、半透明有色,不透明有色三种。磁有机玻璃光泽不如珠光有机玻璃鲜艳,质脆、易断、适于制作表盘、盒、医疗器械和人物、动物的造型材料。透明有机玻璃:透明度高,宜制灯具。用它制成的吊灯、玲珑剔透、晶莹澄澈。半透明有机玻璃类似磨砂玻璃,反光柔和,用它制成的工艺品,使人感到舒适大方。
3.珠光有机玻璃
是在一般有机玻璃加入珠光粉或荧光粉著成。这类有机玻璃色泽鲜艳,表面光洁度高,外形式经模具热压后,即使磨平抛光,仍保持模压花纹,形成独物的艺术效果。用它可制作人物、动物造型,商标、装饰品及宣传展览材料。
4.压花有机玻璃
分透明、半透明无色,质脆,易断,在室内门窗等装饰中使用,具有既可透光但又不透形的特点,通常在室内隔断或分隔室内间的门窗使用。


有机玻璃(亚克力)特性


聚甲基丙烯酸甲酯通常称做有机玻璃,英文缩写PMMA,具有高透明度,低价格,易于机械加工等优点,是平常经常使用的玻璃替代材料。有机玻璃是开发较早的一种重要热塑性塑料, 具有透明性、稳定性和耐候性,易染色、易加工,外观优美,在建筑业中有着广泛的应用。
①高度透明性。有机玻璃是优良的高分子透明材料,透光率达到
有机玻璃有机玻璃
92%,比玻璃的透光度高。被称为人造小太阳的太阳灯的灯管是石英做的,这是因为石英能完全透过紫外线。普通玻璃只能透过0.6%的紫外线,但有机玻璃却能透过73%。
②机械强度高。有机玻璃的相对分子质量大约为200万,是长链的高分子化合物,而且形成分子的链很柔软,因此,有机玻璃的强度比较高,抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高7-18倍。有一种经过加热和拉伸处理过的有机玻璃,其中的分子链段排列得非常有次序,使材料的韧性有显著提高。用钉子钉进这种有机玻璃,即使钉子穿透了,有机玻璃上也不产生裂纹。这种有机玻璃被子弹击穿后同样不会破成碎片。因此,拉伸处理的有机玻璃可用作防弹玻璃,也用作军用飞机上的座舱盖。
③重量轻。有机玻璃的密度为1.18g/cm3;,同样大小的材料,其重量只有普通玻璃的一半,金属铝(属于轻金属)的43%。
④易于加工。有机玻璃不但能用车床进行切削,钻床进行钻孔,而且能用丙酮、氯仿等粘结成各种形状的器具,也能用吹塑、注射、挤出等塑料成型的方法加工成大到飞机座舱盖,小到假牙和牙托等形形色色的制品。
优点
一、有机玻璃的美观性:呈镜面效果,工艺精美,无褶皱,无接缝;
二、有机玻璃的视觉效果:色彩多种多样、视觉冲击力很强;
三、有机玻璃的透光性:透光率可达到96%,透光率极佳、光线比较柔和;
四、有机玻璃的耐冲击性:是普通玻璃产品的200倍以上,几乎没有任何断裂的危险;
五、有机玻璃的耐久性:产品对内置光源有很良好的保护,延长光源产品使用的寿命;
六、有机玻璃的耐侯性:可保长久不褪色,质量好的板材使用年限长达6-13年之久;
七、有机玻璃的耐燃性:不会有自燃并具自熄性;
八、有机玻璃的节能性:透光性非常好,相对减少光源,省电,降低使用的成本;
九、有机玻璃的合理性:合理性的设计和防雨防潮,开启式的结构,便于清洁维修等。

电性能

聚甲基丙烯酸甲酯由于主链侧位含有极性的甲酯基,电性能不及聚烯烃和聚苯乙烯等非极性塑料。甲酯基的极性并不太大,聚甲基丙烯酸甲酯仍具有良好的介电和电绝缘性能。值得指出的是,聚甲基丙烯酸甲酯乃至整个丙烯酸类塑料,都具有优异的抗电弧性,在电弧作用下,表面不会产生碳化的导电通路和电弧径迹现象。20℃是一个二级转变温度,相应于侧甲酯基开始运动的温度,低于20℃,侧甲酯基处于冻结状态,材料的电性能比处于20℃以上时会有所提高。

物理性能

聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的综合力学性能,在通用塑料中居前列,拉伸、弯曲、压缩等强度均高于聚烯烃,也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等,冲击韧性较差,但也稍优于聚苯乙烯。浇注的本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯板材(例如航空用有机玻璃板材)拉伸、弯曲、压缩等力学性能更高一些,可以达到聚酰胺、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强度可达到50-77MPa水平,弯曲强度可达到90-130MPa,这些性能数据的上限已达到甚至超过某些工程塑料。其断裂伸长率仅2%-3% ,故力学性能特征基本上属于硬而脆的塑料,且具有缺口敏感性,在应力下易开裂,但断裂时断口不像聚苯乙烯和普通无机玻璃那样尖锐参差不齐。40℃ 是一个二级转变温度,相当于侧甲基开始运动的温度,超过40℃ ,该材料的韧性,延展性有所改善。聚甲基丙烯酸甲酯表面硬度低,容易擦伤。
聚甲基丙烯酸甲酯的强度与应力作用时间有关,随作用时间增加,强度下降。经拉伸取向后的聚甲基丙烯酸甲酯(定向有机玻璃)的力学性能有明显提高,缺口敏感性也得到改善。
聚甲基丙烯酸甲酯的耐热性并不高,它的玻璃化温度虽然达到104℃,但最高连续使用温度却随工作条件不同在65℃-95℃之间改变,热变形温度约为96℃(1.18MPa),维卡软化点约113℃。可以用单体与甲基丙烯酸丙烯酯或双酯基丙烯酸乙二醇酯共聚的方法提高耐热性。聚甲基丙烯酸甲酯的耐寒性也较差,脆化温度约9.2℃。聚甲基丙烯酸甲酯的热稳定性属于中等,优于聚氯乙烯和聚甲醛,但不及聚烯烃和聚苯乙烯,热分解温度略高于270℃,其流动温度约为160℃,故尚有较宽的熔融加工温度范围。
聚甲基丙烯酸甲酯的热导率和比热容在塑料中都属于中等水平,分别为0.19W/M.K和1464J/Kg.K

化学性能

耐化学试剂及耐溶剂性
聚甲基丙烯酸甲酯可耐较稀的无机酸,但浓的无机酸可使它侵蚀,可耐碱类,但温热的氢氧化钠、氢氧化钾可使它浸蚀,可耐盐类和油脂类,耐脂肪烃类,不溶于水、甲醇、甘油等,但可吸收醇类溶胀,并产生应力开裂,不耐酮类、氯代烃和芳烃。它的溶解度参数约为18.8(J/CM3)1/2 ,在许多氯代烃和芳烃中可以溶解,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。
聚甲基丙烯酸甲酯对臭氧和二氧化硫等气体具有良好的抵抗能力。
耐候性
聚甲基丙烯酸甲酯具有优异的耐大气老化性,其试样经4年自然老化试验,重量变化,拉伸强度、透光率略有下降,色泽略有泛黄,抗银纹性下降较明显,冲击强度还略有提高,其它物理性能几乎未变化。
燃烧性
聚甲基丙烯酸甲酯很容易燃烧,极限氧指数仅17.3。 [1] 


有机玻璃(亚克力)应用


有机玻璃应用广泛,
有机玻璃有机玻璃
不仅在商业、轻工、建筑、化工等方面。而且有机玻璃制作,在广告装潢、沙盘模型上应用十分广泛,如:标牌,广告牌,灯箱的面板和中英字母面板。
选材要取决于造型设计,什么样的造型,用什么样的有机玻璃、色彩、品种都要反复测试,使之达到最佳效果。有了好的造型设计,还要靠精心的加工制作,才能成为一件优美的工艺品。
1.建筑应用:橱窗、隔音门窗、采光罩、电话亭等
2.广告应用:灯箱、招牌、指示牌、展架等
3.交通应用:火车、汽车等车辆门窗等
4.医学应用:婴儿保育箱、各种手术医疗器具 民用品:卫浴设施、工艺品、化妆品、支架、水族箱等
5.工业应用:仪器表面板及护盖等
6.照明应用:日光灯、吊灯、街灯罩等
7.家居应用:果盘,纸巾盒,亚克力艺术画等家居日用产品


有机玻璃(亚克力)结构


一、有机玻璃是由聚甲基丙烯酸甲酯制成,聚甲基丙烯酸甲酯含有极性侧甲基,具有较强吸湿性能,吸水率一般在亚克力板材必须保持干燥,干燥需要的条件是78℃-80℃下干燥5-6h。
二、.有机玻璃是一种无形的聚合物,它的收缩范围都在减小,一般都是在0.45%-0.9,所以对于亚克力生产时候的成型精度提供了很好的条件,一般情况下成型都是很精确的。
三、由聚甲基丙烯酸甲酯对周围温度的适应范围不具有普通流体性,而是具有非牛顿流体性,因此在温度高的情况下,有机玻璃的溶粘性将会降低,这是有机玻璃对温度非常敏感的表现。
四、有机玻璃在流动的过程中的温度一般都在150℃左右,但是当有机玻璃开始分解的时候,温度却是高于270℃,所以说在温度的变化方面还是很灵活的,不会受到温度的影响而生产,耐高温是有机玻璃的特性。
五、有机玻璃还具有很好的切割性能,可以在量好尺寸的清况下通过激光切割进行加工,简单质量高,这个特点是玻璃都不具备的,.因此亚克力可以承受高温低温各种环境,消费者在生产过程中根本不用担心温度的问题。


有机玻璃的用途


机械

有机玻璃具有以上优良性能,使它的用途极为广泛。除了在飞机上用作座舱盖、风挡和弦窗外,也用作吉普车的风挡和车窗、大型建筑的天窗(可以防破碎)、电视和雷达的屏幕、仪器和设备的防护罩、电讯仪表的外壳、望远镜和照相机上的光学镜片。
用有机玻璃制造的日用品种类繁多,如用珠光有机玻璃制成的纽扣,各种玩具、灯具也都因为有了彩色有机玻璃的装饰作用,而显得格外的美观。

医疗

有机玻璃在医学上还有一个绝妙的用处,那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜长满了不透明的物质,光线就不能进入眼内。这就是全角膜白斑病引起的失明,而且这种病无法用药物治疗。
于是,医学家设想用人工角膜代替长满白斑的角膜。所谓人工角膜,就是用一种透明的物质做成一个直径只有几毫米的镜柱,然后在人眼的角膜上钻一个小孔,把镜柱固定在角膜上,光线通过镜柱进入眼内,人眼就能重见光明。
早在1771年,就有眼科医生用光学玻璃做成镜柱,植入角膜,但并未获得成功。后来,用水晶代替光学玻璃,也只用了半年就失效了。在第二次世界大战中,有些飞机失事时,飞机上用有机玻璃做的座舱盖被炸,飞行员的眼睛里嵌入了有机玻璃碎片。经过了许多年以后,虽然这些碎片并未被取出,但也未进一步引起人眼发生炎症或其他不良反应。这件偶然发生的事说明有机玻璃和人体组织有良好的相容性。同时也启发了眼科医生,可以用有机玻璃制造人工角膜,它的透光性好,化学性质稳定,对人体无毒,容易加工成所需形状,能与人眼长期相容。用有机玻璃做的人工角膜已经普遍用于临床。

建筑

在建筑方面,有机玻璃主要应用于采光体、屋顶、棚顶、楼梯和室内墙壁护板等方面。有机玻璃在高速公路和高级道路的照明灯罩和汽车灯具方面的应用也相当快。随着大城市饭店、宾馆和高级住宅的兴建,采光体发展迅速,采用有机玻璃挤出板制成的采光体具有整体结构强度高、自重轻、透光率高和安全性能好等特点,与无机玻璃采光装置相比,具有很大的优越性。
在卫生洁具方面,有机玻璃可制作浴缸、洗脸盆、化妆台等产品。由于有机玻璃浴缸具有外观豪华、有深度感、容易清洗、强度高、质量轻和使用舒适等特点得到了广泛的应用。
美国和日本已在法律中作出强制性规定,中小学和幼儿园建筑必须采用有机玻璃。随着我国法律的不断完善,预计在不久的将来也会作出相应的规定。同时,我国各地加快了城市建设步伐,采用有机玻璃制作的街头标志、广告灯箱和电话亭等也将大量出现,因而有机玻璃发展空间很大,市场前景十分广阔!


有机玻璃与普通玻璃的区别

有机玻璃有机玻璃
看来像是一家人,事实上它们是完全不相同的两家。普通玻璃的结构是硅酸盐,但有机玻璃的“父母”却是丙酮、甲醇、硫酸以及氰化氢。
有机玻璃性格一般比普通玻璃倔强得多。它的密度尽管比普通玻璃小一半,但不像玻璃那样容易破碎。它的透明度十分好,晶莹剔透,并且具有很好的热塑性,把它加热,就能任意把它塑成玻璃棒、玻璃管或玻璃板,正由于它有惹人喜爱的外貌以及性格,所以它的用途很广。
喷气式飞机在云端高速飞行时,经常会遇到剧烈的振动以及温度的突变和气流的压力等特别情况,这对飞机座舱的窗玻璃就是严峻的考验。而可以经受这种考验的是有机玻璃。假如是战斗机,在追击敌人时,有机玻璃被子弹打中,它也不会整块破裂,而只穿一小孔,这样就不会再发生类似玻璃碎片伤人的事故。
普通玻璃的厚度超过15厘米,就会变成翠绿一片,并且隔着玻璃没法看清东西。有机玻璃隔着1米厚,还可以清晰地看清对面的东西。因为它的透光性能相当好,再加上紫外线也可以穿透,所以常用来制造光学仪器。
有机玻璃另外有一个令人惊异的性能,一条弯曲的有机玻璃棒,只要弯度小于48度,光线就可以沿着它,像水通过水管一样投射过来。光线可以走弯路,多么有趣!利用这个绝技,它就变成了制造外科传光玻璃仪器的珍品。因此,医生在手术室动手术的时候,就不用担心看不清楚了。
有机玻璃既轻巧,又坚韧,化学性又相当稳定,受热而且有可塑性,因此它的用途十分广泛。
假如在有机玻璃的原料中适当加一些染料,就能根据人们的需要制成红的、绿的以及紫的……五光十色的彩色有机玻璃了。


制作有机玻璃的方法


粘贴法
有机玻璃有机玻璃
将有机玻璃切割成一定形状后,在平面上粘贴而成。
热压法
将有机玻璃薄板加热后,在模具中中热压型。这种造型法制成的工艺品具有形体丰满,曲线流畅,立体感强的特点,有浮雕的效果。热压模可用木材、油泥塑形,然后用铸铅、石膏材料作阴阳模,有机玻璃加热后即可压成型。
镶嵌法
将不同色彩的有机玻璃块切割成抽需的几何图形,在底板上镶嵌拼接而成。这种方法要求拼接严密,棱角争明,能收到色彩强烈,但又浑然一体的效果。
立磨法
将棒形有机玻璃或厚板形有机玻璃粘接后,直接在砂轮上磨制、抛光成型。用此法制作的工艺品与某种雕塑相似,由丰富多彩的表面形状,构成别具一格的艺术形象。
断磨法
将板形有机玻璃重叠粘贴在一起,然后直接削磨断面成型。此法制成的工艺品能得到色泽多变,浑朴自然的效果。
热煨法
将有机玻璃加工到一定形状,将有机玻璃加热,直接用手迅速窝制、捏制成型。些法要求事先对构图胸有成竹,动作敏捷,一气呵成。用此法制成的工艺品具有线条奔放,形象简洁等优点。
以上几种方法可交替使用,根据造型设计的艺术要求,定最佳方法。 [2] 


有机玻璃工程施工方法


有机玻璃的材料有很多种,进口和国产相差很大,进口有机玻璃切出来很光滑,有些国产杂质太多,会起泡。亚克力的切割一般采用低速的机器,因为激光管功率不是很大,而且薄料精度要求比较高。一般速度不超过3米/分。
厚料的切割(10-20mm)10mm以上有机玻璃的一般采用75mm聚焦镜,25mm以上的有机玻璃采用100mm聚焦镜,最深能切割32mm有机玻璃。10mm有机玻璃切割:切割时速度一般为0.08-0.12米/分,光强60-70%。在光强60%时光最稳定的,漏气喷气杯调节气流量大小,使边缘更光滑。因为吹风越大切割时熔化物体被辅助高压气体吹回到有机玻璃上形成不光滑面。尽量把风调小。有时候,客户需要加纸或者加上薄膜切割,这时风不能太小,否则会着火。切割有机玻璃时速度和光强一定搭配好,速度越慢,光滑度并不是越好。15mm以上的有机玻璃最好采用进口大功率的激光器。有机玻璃雕刻时用漏气喷气杯,尽量不要雕太深,雕太深很难达到底部平整度,气体越大会影响雕刻边缘效果,要雕刻得更精细和清晰,不能太深和吹小气,亚克力雕刻需要注意的是分辨率的设置,如果输出BMP格式 ,分辨率一般要在600dpi以上,此时速度为8-18米/分,光强为20%-30%,清扫时关闭吹气使底部更平滑。
薄料的切割(2-10mm)5 mm以下的有机玻璃采用50mm聚焦镜,切割时速度一般为0.35-0.8米/分,光强为45-65%,5-10mm有机玻璃一般采用63.5 mm聚焦镜,切割时速度为0.15-0.3米/分,光强为50-75%,大面积雕刻机,进行雕刻时若出现较严重的共振(震动),也会造成雕刻机的精度大降低,所以切割有机玻璃机型的幅面尽量不要超过1米,还有有机玻璃雕刻人物图像过程中产生一些白色粉末,从而感觉更清晰,如果雕刻完要用水抹掉,显得更模糊。要看像具体效果而进行哪些加工。
有机玻璃的物理性能:
  密度:1.19g/cm 3   透光率: 99%   冲击强度≥16kg/cm 3   拉伸强度≥61Kg/cm 3   热变型温度≥78℃   热软化温度≥105℃
  有机玻璃的粘接方法要针对不同需要,502可以对要求不高的,但是要求高的 三氯甲烷简称氯仿也不一定就是最好的,丙酮也需要,但最好是几种混合配方


有机玻璃(亚克力)主要影响


有机玻璃对人体没有危害,但是使用一些有机玻璃的日用品会对人体有一定的危害,但是危害不大,因为有机玻璃杯子中含有的有机化合物不会溶于水的。有机玻璃是一种通俗的名称,这种高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯,英文简称PMMA,是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的,市场上还有一个名称-亚克力。通常,有机玻璃还是多种塑料制品的代称。塑料属于化学高分子材料,大多数高分子化学材料正常对人体的健康无害。
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