Чем отличается оргстекло от акрилового стекла

Обзор видов

Сегодня производители предлагают потребителю широкий ассортимент органического стекла. На рынке встречается тонкое листовое, блочное, толстое тонированное антивандальное стекло. От вида материала напрямую зависит область его использования. Например, рифленое с рисунком, декоративное стекло применяют для дизайна интерьера. В машиностроительной, медицинской отраслях, строительстве актуальными считаются прозрачные полимеры.

Выглядят разные типы оргстекла по-разному, они могут быть матовыми и цветными. Нередко потребители отдают предпочтение светорассеивающему, закаленному, литому, гибкому, термостойкому, жаропрочному, флуоресцентному, текстурированному стеклу, изготовленному экструзионным и другим способом.

По прозрачности

Органическое стекло может быть прозрачным, непрозрачным или матовым. У первого вида изделия высокая светопропускная способность. Ему свойственны двусторонняя гладкость и блеск. Толщина такого материала составляет 5 мм. Матовое молочное стекло пропускает свет на 20-70%.

По типу поверхности

По типу поверхности оргстекла бывают гладкими и рифлеными. Материалу с рифленой поверхностью присущи волнообразность и наличие геометрических выступов. Зачастую такой материал выпускают с матовой поверхностью. Рельеф стекла способен искажать оптические свойства изделия, а также снижать его прозрачность.

По цвету

Цветное органическое стекло реализуется в самых разных расцветках и оттенках. Материал бывает синего, красного, желтого, серебристого, золотистого, черного цвета. Этот полимер бывает как прозрачным, так и равномерно окрашенным с обеих сторон. В настоящее время особенно популярным считается светло-голубое, коричневое, дымчатое стекло. Рифленое цветное изделие может быть украшено такими рисунками, как капли, колотый лед, волны, соты.

Особенности

Так как оргстекло не обладает полным набором качеств, присущих стеклу, оно имеет свои особенности, плюсы и минусы. Материал обладает меньшей удароустойчивостью, чем стекло, но более чувствителен к концентрации напряжений. Могут допускаться перепады по толщине листов из одной партии. Также полимер обладает меньшей сопротивляемостью к воздействию химических веществ, в частности кислот.

Достоинства материала:

• высокая степень светопропускаемости – пропускает более 70% ультрафиолетовых лучей, но нейтрализует инфракрасное воздействие;
• оригинальная форма, которая сохраняется без изменений;
• высокий уровень сопротивляемости механическому воздействию (выше, чем у стекла);
• легкость – при одинаковых размерах и толщине оргстекло весит меньше традиционного аналога;
• для конструкций из материала не требуются дополнительные опоры для создания видимости открытого пространства;
• устойчив к воздействию влаги, бактерий и микроорганизмов и невосприимчив к действию морозов или жары;
• прост в работе и обработке, легко склеивается и не требует особых усилий при формировке;
• утилизируется без вредных последствий для окружающей среды;
• сырье экологически безопасное, даже при горении не выделяются опасные ядовитые газы.

Недостатки оргстекла:

• подвержено поверхностной деформации;
• возможность возникновения технологических проблем во время термической или вакуумной обработки;
• появление микротрещин при возникновении внутреннего напряжения на сгибах и формациях;
• подверженность к воспламенению при превышении критического порога.

Отмечается и низкая степень устойчивости к воздействию различных химических веществ. Оргстекло подвержено разрушительному влиянию фтористых и цианистоводородных растворов, серных, хромовых и азотных кислот. Также сырье может растворяться под воздействием хлорированных углеродов, альдегидов, сложных эфиров и кетонов. К воздействию распространенных видов спиртов материал не особо восприимчив.

Окраска органического стекла

Прежде чем приступать к этой операции, наведите
окончательный глянец. При помощи кислородно-ацетиленовой горелки обработайте
поверхности изделия, оплавив неровности. При этом не забудьте почаще делать
перерывы, чтобы материал не перегрелся и в толще его не началось образование
пузырьков.
Окрашивать плексиглас проще всего нитроэмалями. Они хорошо держатся на
поверхности. Можно красить с наружной и с внутренней стороны изделия. Иногда
для декоративных целей (вывесок, рекламных щитов) применяют обработку,
называемую сколом. Ее выполняют остро заточенным зубилом, которым работают так
же, как стамеской. Материал остается прозрачным, но его поверхность приобретает
свойство рассеивать световые лучи и напоминает изморозь на окне. Известно
несколько способов окраски органического стекла.

1.Лак
для поверхностной окраски органического стекла: острым ножом или драчевым
напильником настругивают опилки от обрезка оргстекла, а затем растворяют их в
уксусной эссенции, на 6 ч. эссенции берут 1 ч. опилок. Когда опилки полностью
растворятся, в раствор добавляют пасту для заправки шариковых авторучек. От
пасты и ее количества зависит цвет лака. Приготовленный лак наносят на
поверхность оргстекла. Лак, растворяя оргстекло и смешиваясь с ним, окрашивает
его.

2.В
качестве красителя используется цапонлак, который выпускается красного,
зеленого, синего, фиолетового, черного и других цветов. В эмалированную или
стеклянную ванночку наливают лак нужного цвета, погружают в него оргстекло и
выдерживают там от нескольких секунд до 15 минут — все зависит от желаемого
оттенка окраски. Чтобы получить относительно темный цвет, оргстекло можно
погружать в ванночку несколько раз, каждый раз давая лаку высохнуть. Поскольку
цапонлак растворяет оргстекло, окрашенная поверхность получается очень прочной,
хорошо полируется и не выцветает.

3.0,5
г анилинового красителя растворяют в метиловом спирте, полученный раствор
наливают в плоскую эмалированную ванночку и ставят ее в кипящую воду. Поскольку
температура кипения спирта около 70° С, краситель вскоре закипит. Окрашиваемое
оргстекло предварительно подогревают в кипящей воде, а затем опускают в
ванночку с красителем. Вследствие диффузии краситель проникает в поверхностный
слой оргстекла и в дальнейшем не смывается.

4.В
глубокую стеклянную, эмалированную или фарфоровую банку наливают красильный раствор,
который приготовляют из 5 г красителя для ацетатного шелка, 2-3 г стирального
порошка «Новость» и 20 г бензилового спирта, которые смешивают до образования
однородной пасты. Затем пасту разбавляют горячей водой до 1 л, температура
раствора должна быть около 80° С. Окрашиваемую поверхность оргстекла тщательно
очищают бензином и после непродолжительной сушки опускают оргстекло на 10-15
мин в раствор моющего средства «Универсал» (около 1 г на 1 л воды). Температура
раствора должна быть в пределах 50—60° С. Затем оргстекло ополаскивают в
холодной воде и сразу же переносят в раствор для крашения.
Продолжительность окрашивания зависит от желаемого оттенка и в среднем
составляет около 15 мин, все это время раствор нужно постоянно перемешивать.

Апрель
2003 г.

История

Материал под маркой Plexiglas создан в 1928 году, запатентован в 1933 году Отто Рёмом (нем. Otto Röhm). С 1933 года началось его промышленное производство фирмой Röhm and Haas (Дармштадт), первые продажи готовых изделий относятся к 1936 году.

Появление органического стекла (в то время — «плексигласа») в период между двумя мировыми войнами было востребовано бурным развитием авиации, непрерывным ростом скоростей полёта всех типов самолётов и появлением машин с закрытой кабиной пилота (экипажа). Необходимым элементом таких конструкций является фонарь кабины пилота. Для применения в авиации того времени органическое стекло обладало удачным сочетанием необходимых свойств: оптическая прозрачность, безосколочность, то есть безопасность для лётчика, водостойкость, нечувствительность к действию авиабензина и смазочных масел.

В годы Второй мировой войны органическое стекло широко применялось в конструкциях фонаря кабины, турелей оборонительного вооружения тяжёлых самолётов, элементов остекления перископов подводных лодок. Однако, ввиду очень легкой возгораемости, при первой же возможности в авиации перешли к другим прозрачным материалам.

Тем не менее полимеры только частично способны заменять термостойкие стёкла повышенной прочности — в современной авиации во многих случаях они применимы только в виде композитов. Развитие современной авиации подразумевает полёты в верхних слоях атмосферы и гиперзвуковые скорости, высокие температуры и давление, где органическое стекло неприменимо вовсе. Примерами могут служить летательные аппараты, сочетающие в себе качества космических кораблей и самолётов: «Спейс Шаттл» и «Буран».

Существуют органические альтернативы акриловому стеклу — прозрачные поликарбонат, поливинилхлорид и полистирол.

История в СССР

В СССР отечественный плексиглас — оргстекло был синтезирован в 1936 году в НИИ пластмасс (Москва). В наши дни теплостойкие фторакрилатные органические стёкла используются в качестве лёгких и надёжных деталей остекления военных и гражданских самолётов, — работоспособны при температурах эксплуатации от −60 до +250 °C.

Технические характеристики

Популярность и широкое распространение ПММА обеспечили его характеристики.

Характеристики	Значение
Плотность	Варьируется в пределах 1,18-1,19 г/куб. см
Плотность при растяжении	75 МПа
Уровень водопоглощения	0,2%
Уровень теплоустойчивости	110°C
Модуль упругости	3210 МПа
Температурный диапазон	Температура: ¾ кипения — 200°C; ¾ плавления — 160°C; ¾ воспламенения – от 460°C до 630°C; ¾ эксплуатации – от -40°C до +90°C

Толщина

Отдельно следует сказать о толщине акрила. От этого параметра зависит выбор материала при изготовлении тех или иных конструкций. В продаже встречаются листы с толщиной:

• 1,5 мм. Вес изделия – 11,2 кг. Хорошо поддается любой обработке. Используется для создания рекламных подставок, визитниц, ценникодержателей.
• 2 мм. Вес – 13,4 кг. Из него изготавливаются смотровые окошки, защитные экраны для картин.
• 3 мм. Вес – 22,3 кг. Применяется как подсветка, для создания светящихся вывесок, лайт-боксов, боковых стекол в автомобиле и лобовых в мотоциклах.
• 4 мм. Вес — 29,8 кг. Из такого листового акрила делают указатели, подставки со стороной не более 8 см, перегородки.
• 5 мм. Вес – 37,2 кг. ПММА встречается в дизайнерских конструкциях, в качестве защитного экрана магазинных витрин.
• 6 мм. Вес – 44,6 кг. Им остекляют промышленные и производственные помещения, катера, самолеты, используют в приборостроение.
• 8 мм. Вес – 59,5 кг. Применяется для производства табличек с подсветкой и гравировкой (акриллайтов), букв, логотипов. Нашло свое место в остеклении вертолетов, самолетов, яхт.
• 10 мм. Вес – 74,4 кг. Из оргстекла таких размеров изготавливают награды, мебель, подставки на стол сложных форм, презентационные стенды, баскетбольные щиты.
• 12 мм. Вес – 89,3 кг. Материал используется для прозрачных лестниц, ступеней, сцен, ограждений, перегородок.
• 20 мм. Вес – 148, 8 кг. Акрил получил распространение при производстве павильонов для бассейнов, навесов, элементов интерьера.

Состав и основные характеристики

Что касается такого важно вопроса, как состав органического стекла, то здесь все предельно просто. Оно на 100% состоит из термопластичной смолы

Это касается абсолютно всех марок, независимо от их толщины, габаритов и цвета. Другой вопрос, если нужно получить стекло с уникальными свойствами.

Тут уже в дело вступают дополнительные присадки, которые несколько изменяют первоначальный состав, но все равно он не будет отличаться от общего строения всей группы более, чем на 35%. Химическая формула полимера является очень сложной, хотя фактически состоит только из комбинации атомов водорода, углерода и кислорода.

Касательно технических характеристик и свойств органического стекла, можно указать:

• —    плотность вещества — 1,18 грамм на кубический сантиметр;
• —    температура плавления — 160 градусов по Цельсию;
• —    температура кипения — 200 градусов по Цельсию;
• —    стойкость к огню — отсутствует;
• —    стойкость к кислотной и щелочной среде — крайне низкая.

Цена органического стекла в зависимости от его марки стартует в среднем от тысячи рублей за квадратный метр. Самые прочные и совершенные с функциональной точки зрения модели могут стоить около 5 тысяч рублей за квадратный метр.

Виды органического стекла

В настоящее время производители выпускают несколько видов оргстекла с различными характеристиками:

• прозрачное стекло с пропусканием света 93%, гладкое и блестящее с обеих сторон, толщиной 3 мм;
• прозрачное цветное органическое стекло, равномерно окрашенное в какой-либо цвет, чаще других встречаются серые и голубые оттенки;
• прозрачное рифленое стекло отличается объемным рисунком с одной стороны листа, другая поверхность остается гладкой, может быть цветным или бесцветным;
• белое матовое органическое стекло с гладкой с двух сторон поверхностью, процент светопропускания колеблется в диапазоне от 20 до 70;
• цветное матовое оргстекло представляет собой листы различных цветов и разной степени светопропускания с глянцевой поверхностью;
• рифленое матовое стекло имеет с одной стороны объемный рисунок с другой гладкую поверхность, выпускается в широкой цветовой палитре.

От вида оргстекла зависит и сфера его применения. Так, прозрачные стекла используются в строительстве, машиностроении, медицине, а матовые рифленые цветные стекла используются для дизайна мебели и предметов интерьера.

Способы резания органического стекла

Листовой материал, конечно, можно пилить ножовкой
по металлу, но это слишком хлопотно. Да и шов получается низкого качества.
Чтобы поправить дело, пользуются специальными самодельными крупнозубыми
ножовочными полотнами. Но лучше всего применять резаки. Резак — это, по
существу, пила, имеющая только один зуб. Затачивают его на наждаке из куска
ножовки (сталь Р9, Р18) и забирают в ручку по руке. На лист оргстекла кладут
стальную линейку и проводят резаком несколько раз, пока материал не будет
прорезан наполовину. Дальше его просто ломают, а край излома зачищают обычным
столярным фуганком. Очень удобен для этой цели самодельный фуганок, состоящий
из рашпиля с двумя ручками, а можно и просто — циклей, сделанной из куска
старой фрезы с ровной прямоугольной гранью. Есть еще один прием циклевки — при
помощи осколка обычного стекла. Плоскость его касается обрабатываемой кромки —
в этом случае поверхность получается совсем прозрачной. Оргстекло можно резать
и на циркульной пиле обычными фрезами для металла толщиной 0,5—1 мм. Правда, во
время работы они быстро нагреваются, материал начинает дымиться, а обработанная
поверхность получается шершавой, вспененной. По этой причине получить
прямолинейный срез очень трудно. Но если фрезу охлаждать, такого не произойдет.
Приспособьте для этого обычную бутылку, расположив ее по одну из сторон фрезы и
наполнив водой. Воду подавайте по пластиковому шлангу диаметром 2-3 мм. 0,5 л
хватит на час работы. В перерывах шланг можно зажимать бельевой прищепкой. Водяное
охлаждение повышает производительность в 2—3 раза. Но самое главное, получается
очень ровная полупрозрачная поверхность. Если же фрезу отполировать, а зубья
заточить с применением оселка, то можно получить и совсем прозрачную. Резать
листы органического стекла удобно с помощью специального ножа-резака,
изготовленного из старого ножовочного полотна

Режущую кромку вытачивают на обычном наждачном
камне. Ручку резака обматывают проводом типа МГШВ сечением 0,50-75 Рмм2, а
затем изоляционной лентой. Лист органического стекла кладут на стол или доску с
гладкой поверхностью, а затем, приложив к стеклу линейку, несколько раз
проводят острием ножа по линии отреза. Края листа на разрезе получаются
гладкими и часто не требуют дополнительной обработки. При предварительной
разметке листа нужно учитывать, что ширина борозды должна быть равна толщине
полотна ножовки. Фигурные детали из листового органического стекла можно
вырезать обычным лобзиком. Относительно невысокая температура плавления
органического стекла позволяет резать его следующим образом. В лобзик вместо
пилки вставляют нихромовую проволочку диаметром около 0,5 мм, к концам которой
подводят напряжение 3—4 В от понижающего трансформатора (лобзик должен быть с
деревянной рамкой или же с изолированными зажимами). В месте соприкосновения с
нагретой проволокой органическое стекло будет плавиться. Этим способом можно
вырезать пластинки любой формы. Подавать большее напряжение не рекомендуется,
так как при перегреве органическое стекло воспламеняется. Вырезать из
органического стекла различные фигурные детали можно с помощью нагретой
проволоки диаметром не более 0,5 мм из сплава высокого сопротивления (никелин,
нихром и т. п.), к которой привязан.

Для нагрева проволоки можно использовать
постоянный или переменный ток напряжением 6-12 В.

Рассмотрим преимущества акриловых стекол на основе Acryl Glass

Вы уже поняли, что кардинальные отличия оргстекла от акрилового стекла рождаются только на производстве

И важно просто найти поставщика высококлассных изделий, чтобы не нарваться на низкосортные материалы

помогут вам понять, насколько надежным будет сотрудничество.

Переходим к акриловому или оргстеклу, за качество которого мы отвечаем нашей репутацией – ACRYL GLASS. Это новаторские кухонные фасады с элегантной эстетикой, за которой стоит прочность, стойкость к царапинам, излому и ударам.

Но все эти характеристики не берутся «с потолка», они достигаются грамотным процессом изготовления стеклянных фасадов:

1. Пластик, имитирующий стекло, клеится на полиуретановый клей
2. Кромка проклеивается «нулевым швом» (лазерным кромлением)
3. Обратная сторона фасада облицовывается компенсационным пластиком того же оттенка, что и лицевая
4. На обеих сторонах применяется акриловое стекло толщиной по 2 мм – это позволяет делать фацет по периметру

Читайте все нюансы об Акрил Гласс, и у вас не останется сомнений, что он создан для производства кухонь класса VIP…

***

Отличается ли акрил от оргстекла? Конечно, нет, если производитель этих материалов сделал все по-честному и качественно!

«Пластик Акрил» дает возможность оценить продукцию высокого класса – посмотрите наш прайс лист и оставьте заявку на звонок…

Отличительные свойства оргстекла:

Легкость — лист оргстекла в 2,5 раза легче обычного. Это упрощает его использование в строительстве (нет необходимости сооружения дополнительных опор в несущих конструкциях), транспортировке, монтаже.

Устойчивость к влаге — материал успешно применяется для производства аквариумов, остекления водного транспорта.

Ударопрочность — акриловое стекло в 5 раз прочнее на удар, чем силикатное

И, что важно, при ударе оргстекло не рассыпается на мелкие осколки.. Широкий температурный диапазон работы — акриловое стекло не деформируется при высоких или низких температурах

Оно устойчиво к перепадам погодных условий и обладает отличительной стойкостью к старению: даже при условии использования в течение многих лет, оптические и механические свойства не будут изменяться значительным образом.

Широкий температурный диапазон работы — акриловое стекло не деформируется при высоких или низких температурах. Оно устойчиво к перепадам погодных условий и обладает отличительной стойкостью к старению: даже при условии использования в течение многих лет, оптические и механические свойства не будут изменяться значительным образом.

Устойчивость к воздействию УФ-лучей — даже при воздействии ультрафиолетовых лучей, оргстекло сохраняет свои механические свойства, не изменяет цвет, не желтеет. Это связано с составом материала: уф-лучи не, задерживаются в полимерах, а, следовательно, не разрушают его внутреннее строение.

Светопропускаемость — листы из акрилового стекла пропускают до 93% видимого света, что больше, чем у других полимерных материалов. Светопропускаемость оргстекла не изменяется с течением длительного периода времени. Светопропускание матового оргстекла может быть от 20% до 75%. Для производства светильников, например, лучшим образом подходит матовое акриловое стекло с пропусканием света 50-75%, а для производства рекламных конструкций используют оргстекло с пропусканием света 25-39%.

Не выделяет газов при горении— акриловое стекло – материал, который легко воспламеняется. Но его преимущество в том, что при горении не выделяются ядовитые газы в отличие от многих других горючих пластиков. Оргстекло воспламеняется при температуре 460°С — 635°С.

Экологически чистый материал — акриловое стекло может использоваться как на улице, так и внутри помещения, в том числе в детских комнатах и медицинских учреждениях: оно абсолютно безопасное, не выделяет токсических веществ. Материал можно перерабатывать и повторно использовать.

Простая обработка — акриловое стекло можно резать (на лазере или фрезере), склеивать, сверлить, полировать, гнуть, формовать и полировать. Тот факт, что оргстекло – термопластичный материал, позволяет нагревать его, придавать необходимую форму и сохранять ее после охлаждения. Это делает его идеальным материалом для производства объемных конструкций, которые наибольшее свое применение находят в рекламном бизнесе.

Акриловое стекло формуется при температуре 150°C — 160°C, обычное же стекло формуется при температуре около 1000°C, т.е. это очевидное преимущество для использования оргстекла в производстве.

Хорошие диэлектрические свойства — молекулярная структура ПММА такая, что не позволяет электрически заряженным частицам проникать в его волокна. Поэтому акрил обладает низкой электропроводностью и может применяться в производстве очень большого количества продукции.

Свойства

• Формула: n
• Температура плавления: 160 °C
• Плотность: 1,19 г/см³
• Название ИЮПАК: Poly(methyl 2-methylpropenoate)
• Температура кипения: 200 °C

Эти органические материалы только формально именуются стеклом и относятся к совершенно иному классу веществ, о чём говорит само их название и чем в основном определяются ограничения свойств и, как следствие, возможностей применения, несопоставимых со стеклом по многим параметрам. Органические стёкла способны приблизиться по свойствам к большинству видов неорганических стёкол только в композитных материалах, однако огнеупорными они быть не могут. Стойкость к агрессивным средам органических стёкол также определяется значительно более узким диапазоном.

Тем не менее, этот материал, когда его свойства дают очевидные преимущества (исключая специальные виды стёкол), используется как альтернатива силикатному стеклу. Различия в свойствах этих двух материалов следующие:

• ПММА легче: его плотность (1190 кг/м³) приблизительно в два раза меньше плотности обычного стекла;
• ПММА более мягок чем обычное стекло и чувствителен к царапинам (этот недостаток исправляется нанесением стойких к царапинам покрытий);
• ПММА может быть легко деформирован при температурах выше +100 °C; при охлаждении приданная форма сохраняется;
• ПММА легко поддаётся механической обработке обычным металлорежущим инструментом;
• ПММА лучше, чем неспециальные, разработанные с этой целью виды стёкол, пропускает ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, отражая при этом инфракрасное; светопропускание оргстекла несколько ниже (92—93 % против 99 % у лучших сортов силикатного);
• ПММА неустойчив к действию спиртов, ацетона и бензола.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества

• малая теплопроводность (0,2—0,3 Вт/(м·К)) по сравнению с неорганическими стеклами (0,7—13,5 Вт/(м·К));
• высокая светопропускаемость — 92 %, которая не изменяется с течением времени, сохраняя свой оригинальный цвет;
• сопротивляемость удару в 5 раз больше, чем у стекла;
• при одинаковой толщине оргстекло весит почти в 2,5 раза меньше, чем стекло, поэтому конструкция не требует дополнительных опор, что создаёт иллюзию открытого пространства;
• устойчиво к действию влаги, бактерий и микроорганизмов, поэтому может использоваться для остекления яхт, производства аквариумов;
• экологически чистое, при горении не выделяет никаких ядовитых газов;
• возможность придавать разнообразные формы при помощи термоформования, без нарушения оптических свойств, с прекрасной деталировкой;
• механическая обработка осуществляется почти с такой же лёгкостью, как и обработка дерева;
• устойчивость во внешней среде, морозостойкость;
• пропускает 73 % ультрафиолетовых лучей, при этом УФ-лучи не вызывают пожелтения и деградации акрилового стекла;
• устойчивость в химических средах;
• электроизоляционные свойства;
• подлежит утилизации.

Недостатки

• при пиролизе выделяет вредный мономер — метилметакрилат;
• склонность к поверхностным повреждениям (твёрдость 180—190 Н/мм²);
• технологические трудности при термо- и вакуумформовании изделий — появление внутренних напряжений в местах сгиба при формовке, что ведёт к последующему появлению микротрещин;
• легковоспламеняющийся материал (температура воспламенения +260 °C).

Особенности экструзионного оргстекла по сравнению с литым оргстеклом

• ряд возможных толщин листов меньше, что определяется возможностью экструдера,
• возможная длина листов больше,
• разнотолщинность листов в партии меньше (допуск по толщине 5 % вместо 30 % у литого акрила),
• меньшая ударостойкость,
• меньшая химическая стойкость,
• большая чувствительность к концентрации напряжений,
• лучшая способность к склеиванию,
• меньший и более низкий диапазон температур при термоформовке (примерно от +150 до +170 °C вместо от +150 до +190 °C),
• меньшее усилие при формовке,
• большая усадка при нагреве (6 % вместо 2 % у литого акрила).

Стойкость к химическим воздействиям

На оргстекло воздействуют разбавленные фтористоводородные и цианистоводородные кислоты, а также концентрированные серная, азотная и хромовая кислоты. Растворителями оргстекла являются хлорированные углеводороды (дихлорэтан, хлороформ, метилен хлористый), альдегиды, кетоны и сложные эфиры. На оргстекло также воздействуют спирты: метиловый, бутиловый, этиловый, пропиловый. При непродолжительном воздействии 10 % этилового спирта взаимодействие с оргстеклом отсутствует.

Основные свойства оргстекла

ПММА, как и любой полимер, обладает высокой молекулярной массой, она для этого полимера достигает 2 млн атомных единиц. Температура размягчения ПММА чуть выше 120 градусов Цельсия, а температура плавления порядка 160 градусов, что во многом обусловливает его хорошую перерабатываемость.

По физическим характеристикам оргстекло обладает очень хорошей прозрачностью, высокой проницаемостью не только для лучей видимой части спектра, но и для ультрафиолета. Органическое стекло имеет хорошие диэлектрические и физико-механические данные и обладает высокой атмосферостойкостью. Также этот материал достаточно химически стоек: устойчив к неконцентрированным кислотам и щелочам, спиртам и жирам, а также к гидролизу и минеральным маслам. Оргстекло, насколько это известно современной науке, безвредно для живых организмов и в то же время стойко к биологическому разрушению. Полиметилметакрилат перерабатывается экструзией с последующим термоформованием (вакуумным или пневмоформованием), штамповкой, литьем под давлением на термопластавтоматах. Также оргстекло легко обрабатывается механически, склеивается и сваривается.

Рассмотрим особенности материала более подробно.

Плотность ПММА для полимера достаточно высока и составляет 1190 кг/см3 , что намного ниже (почти в 2,5 раза) чем плотность силикатного стекла. Она примерно на 20% выше плотности ПЭНД и на 30% полипропилена, но, например, на 17% меньше плотности жесткого ПВХ. Низкая плотность приводит к тому, что при одинаковой толщине масса конструкции из органического стекла в 2,5 раза меньше, чем такая же из силикатного стекла. Зачастую такая конструкция требует гораздо меньше несущих элементов и опор, что придает ей гораздо лучших эстетических вид. Ударная прочность оргстекла примерно в 5 раз выше прочности силикатного стекла, что дает различные возможности его применения там, где высок риск для хрупкого обычного стекла.

Широко известно, что органическое стекло является легковоспламеняющимся, однако оно менее опасно, чем другие полимеры, подверженные открытому горению. В процессе горения ПММА выделяет минимум вредных продуктов окисления. Температура его воспламенения составляет 260°С.

Оргстекло, в отличие от некоторых полимеров имеет высокую морозостойкость. Диапазон рабочих температур ПММА довольно широк и находится в промежутке между минус 40°С и +80°С.

Оргстекло обладает малой теплопроводность, около 0,2—0,3 Вт/(м·К), что гораздо ниже теплопроводности обычного силикатного стекла от 0,7 до 13,5 Вт/(м·К), что дает органическому материалу большое преимущество при применении в энергоэффективных объектах.

Оргстекло обладает высокой стойкостью к старению. Т.к. светопропускание этого материала больше, чем у любого крупнотоннажного полимера и равно примерно 92% от проходящего через него видимого света. Органическое стекло не нуждается в дополнительной защите ультрафиолетового излучения. Физико-механические свойства ПММА, и его светопропускание очень медленно изменяется со временем, несмотря на действие УФ-лучей и воздействий атмосферных явлений. Однако для окрашенного оргстекла возможно изменение цвета материала в зависимости от его производителя и определенного цвета, но это, как правило, происходит по истечении большого срока и при эксплуатации вне помещений.

При этом оргстекло достаточно склонно к поверхностным повреждениям, оно довольно легко царапается. Это обусловливает применение специальных защитных пленок из полимеров на поверхности стекла.

История оргстекла

Этому материалу уже почти 100 лет. Оргстекло, которое в то время получило название «плексиглаз» (марка Plexiglas существует и сегодня) было получено в 1928 году немецким специалистом Отто Рёмом. Товарное производство материала началось в 1933 году там же в Германии, а первые известные продукты, для получения которых было применено оргстекло, датированы 1936 годом.

Рис.3. Кабина самолета середины 20 века

Такой материал, как прозрачный прочный полимер пришелся очень вовремя. В 20-30-е годы 20 века многие страны совершили скачок в развитии самолетостроения, особенно военного, в целом страны милитаризировались. В эти годы появились первые самолеты с закрытой кабиной, для изготовления которой отлично подошел новый полимер. Оргстекло было безопасным, то есть не разбивалось с образованием осколков, оптически прозрачным, химически стойким, в том числе к бензину, маслам и смазкам, водостойким. Всё это определило быстрый рост потребления материала.

40-е годы прошли под знаком развития применения оргстекла в авиастроении и не только. В годы ВОВ из него изготавливались кабины и другие части военных самолетов, детали подводных лодок и другие элементы, требующие прозрачности, легкости и прочности. С началом использования других, более продвинутых и менее горючих материалов, в том числе композитов, применение оргстекла в военной отрасли отошло на второй план.

В послевоенные годы органическое стекло получило широчайшее распространение во всех описанных выше областях. В настоящее время ПММА применяется гораздо скоромнее других крупнотоннажных полимеров, но в качестве прозрачного пластика он по-прежнему очень популярен. Однако во многом этот полимер потеснили другие транспарентные пластики, в том числе с лучшими свойствами или более дешевые, например поликарбонат, некоторые марки ПВХ и особенно полистирол и его сополимеры. Последние обладают огромным разнообразием характеристик при невысокой цене.

Особенности литого оргстекла (литого акрила)

Исходным материалом для производства литого оргстекла является мономер метилметакрилат. В мономер на начальной стадии производства добавляются отвердители, красители и иные компоненты. После чего полученную растворенную массу заливают между двумя силикатными стеклами, размещают в раму, проводят термообработку в воде, а затем воздухом. В результате производится листовой твердый материал, который нарезается под необходимые стандартные размеры.

Основное отличие литого оргстекла от экструзионного – молекулярные связи. В литом акриле они прочнее, поэтому материал обладает большей ударопрочностью, химической стойкостью, проще полируется и более надежно в процессе формовки (меньше чувствительно к неравномерному прогреву листа).

Какие еще есть особенности литого оргстекла?

В производстве литого оргстекла есть ограничения по длине листа материала (при экструзионном способе производстве длина материала может быть больше).

Литое оргстекло обладает меньшей способностью к склеиванию.

Требуется большее усилие для процесса формовки, но есть возможность переформовать изделие.

Экструдированное оргстекло непрерывно производится на экструзионных линиях.

В качестве исходного материала используются гранулы (они практически являются готовым полиметилметакрилатом, а процесс экструзии – это процесс придания формы гранулам). Процесс такого производства непрерывный и может обеспечить листы любой длины. Но в связи с проблемами транспортировки, стандартный формат акрилового стекла – 2050 x 3050 мм.

Т.е. выбор материала зависит от назначения конечного изделия. Если принципиальным моментом является стабильность толщины во всему листу материала и идеально ровная поверхность, но при этом температурная прочность не так важна (например, в производстве световых рекламных коробов), то лучше использовать экструзионное оргстекло, потому как особенности литьевого способа производства не позволяют достигать высочайшей точности толщины материала.