Что такое оргстекло и где оно используется

Для предотвращения повреждений оргстекла при транспортировке его важно упаковать в защитную пленку. Эта мера значительно снижает риск возникновения царапин на поверхности. Кроме того, стоит уделить внимание способу доставки: разумным выбором будет обращение к квалифицированным специалистам, особенно когда речь идет о крупных листах, поскольку они требуют более бережного обращения, чтобы избежать заломов и иных повреждений.

Список тематических статей

Оргстекло, более точно именуемое полиметилметакрилатом (ПММА), представляет собой прозрачный полимерный материал, который внешне и по своим свойствам в определенной мере напоминает обычное оконное стекло. В состав таких материалов входят прозрачные полимеры, такие как полиакрилаты, поликарбонаты и полистиролы, а также их сополимеры. Наиболее распространенной формой является как раз ПММА, который состоит из метилметакрилата — его элементарного молекулы. Так как в дальнейшем вся информация будет сосредоточена на ПММА, именно этот компонент станет основной темой обсуждения. Ниже представлена химическая формула полиметилметакрилата:

Полиметилметакрилат обычно характеризуется высокой прозрачностью и относительной легкостью переработки для создания различных изделий с использованием стандартных методов по всей промышленности. Высокая степень прозрачности сделала его популярным под другим названием — органическое стекло.

Производство ПММА

На современные нефтехимические предприятия полиметилметакрилат получают методом полимеризации, который осуществляется по свободно-радикальному механизму. Процесс может проводиться в блоке, суспензии, иногда с использованием эмульсии или раствора. По окончании синтетического процесса оргстекло обычно выпускается в форме гранул, предназначенных для дальнейшей переработки, или в виде плоских листов.

Рассмотрим технологию производства ПММА более подробно. Химическая реакция проходит в специальных формах, изготовленных из алюминиевых, стальных листов или слоев силикатного стекла. В этих формах размещаются прокладки из эластичного материала, которые помогают определить нужную толщину будущего листа органического стекла. Эти действия представляют собой заключительный этап подготовительных работ.

Первым этапом в процессе синтеза необходимо получить форполимер, который представляет собой вязкую, сиропообразную жидкость. После его получения форполимер помещают в форму, которую размещают в камере с нагретой водой или прогретым воздухом. Этот этап осуществляют для предотвращения появления дефектов, так как при полимеризации метилметакрилата усадка может достигать 23 процентов. Необходимые добавки, такие как красители, замутнители, пластификаторы и стабилизаторы, вводятся и дисперсируются в форполимере перед началом полимеризации. Завершив процесс синтеза, листы оргстекла извлекаются из форм и подвергаются финишной обработке, которая включает в себя удаление облоя и, при необходимости, шлифовку и полировку.

Помимо описанного выше метода литья, органическое стекло также изготавливают с использованием экструзии. Между экструзионным и литьевым оргстеклом существуют заметные различия, касающиеся прочности молекулярных связей: экструзионный материал характеризуется менее прочными связями по сравнению с литым акрилом, где они гораздо крепче. Эта прочность делает литьевое оргстекло более качественным с точки зрения физико-механических, тепловых и химических свойств, а также влияет на его поведение в процессе обработки и переработки в конечные изделия.

Полиметилметакрилат производится в различных частях света и носит разные коммерческие названия в зависимости от страны и торговой марки производителя, включая плексиглас, люсайт, плексигум, диакон, ведрил, акрима, карбогласс, новаттро, плексима, лимакрил, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт и многие другие. Если говорить о методах получения оргстекла, экструзия является массовым процессом, использующим значительное количество полимерного сырья, что объясняет более ограниченный ассортимент цветов и свойств экструзионного материала по сравнению с литьевым акрилом.

Стоит отметить, что органическое стекло любого типа можно перерабатывать повторно без значительных ограничений, как и любой стандартный термопластичный материал.

Что это и из чего делают?

Оргстекло представляет собой термопластичный виниловый полимер, который доступен как в прозрачном, так и в цветном вариантах. Материал обладает уникальными свойствами, превращающими его в идеальную альтернативу обычному стеклу. Одним из ключевых отличий между оргстеклом и традиционным стеклом является последняя характеристика: упругость оргстекла гарантирует, что оно не разобьется на мелкие, острые осколки при сильном ударе. Оргстекло также может быть определено как искусственный материал, обладающий прозрачностью и светопроницаемостью, который создается с использованием специальных акриловых смол и добавок. Полимер, образующий метилметакрилат, выглядит как термопластичная смола, которая после отвердения приобретает вид порошка или гранул. Как правило, его производят в виде листов и блоков с разнообразной толщиной и размерами. Часто его легко найти под названиями акрилайт, метаплекс, плексиглас и акрил.

В процессе производства доступно множество цветов, таких как синий, красный, зеленый и другие. Согласно ГОСТу 17622-72, оргстекло существует в нескольких марках:

Этот материал может быть изготовлен различными способами:

• Блочный метод. Полимер производится путем мономерной заливки между двумя специальными стеклянными формами. Эти мономеры содержат добавки, такие как отвердители и красители. После определенного времени оргстекло обрезается согласно заданным параметрам.
• Экструзионный метод. Этот процесс заключается в том, что гранулированный полиметилметакрилат отправляется в экструзионную машину, где он нагревается до вязкого состояния с последующим выдавливанием в специальные зеркальные каландры. Таким образом, величина зазора между каландрами влияет на толщину конечных листов.

Химический состав органического стекла у всех производителей остается неизменным, однако процесс формовки данной пластмассы обычно сопровождается существенными изменениями, связанными с распределением сжатого воздуха и использованием вакуума.

Пользование этим видом материала началось aproximadamente 70 лет назад, и на данный момент органическое стекло широко используется по всему миру в различных отраслях промышленности.

Свойства и характеристики

Одним из ключевых свойств органического стекла является его многообразие форм, что не мешает сохранению основных качественных характеристик. Согласно ГОСТу, при изгибе листа не допускаются помутнения и искажения визуального восприятия. Основные технические характеристики органического стекла включают:

• плотность – не более 1,2 г/см³;
• удельный вес – варьируется в зависимости от толщины листа, в среднем составляет около 1190 кг/м³;
• диэлектрическая проницаемость – 3,5;
• теплопроводность – низкая, составляющая 0,2-0,3 Вт/(м·К);
• коэффициент прозрачности – 93%;
• температура термической устойчивости – 150 градусов по Цельсию;
• эксплуатационная температура – от -40 до 90 градусов по Цельсию.

Температура плавления оргстекла составляет от 150 до 190 градусов по Цельсию. При этих условиях происходит его размягчение и потеря исходной формы. Данный полимер легко поддается обработке, сверлению и резке, а для создания определенной формы его можно нагревать ради улучшения пластичности. Этот вид термопластика исключает включения пузырьков воздуха, что способствует повышению прочности и однородной прозрачности. В продаже доступно как матовое, так и прозрачное оргстекло, и оно, как правило, имеет нейтральную реакцию на химические вещества.

Высокая потребность в этом полимере обусловлена его безопасностью: оргстекло не горит, обеспечивает защиту от значительных нагрузок и имеет оптимальные показатели преломления света. Однако некоторые кислоты, такие как фторные, азотные, серные, хромовые и цианидные, могут оказывать негативное воздействие на него. Также следует учитывать, что метиловый, бутиловый, пропиловый и этиловые спирты могут растворять этот полимер. Хранить и транспортировать оргстекло можно различными транспортными средствами.

Хранение этого материала должно происходить в сухом закрытом помещении, где температура колеблется от +5 до +35 градусов по Цельсию для оптимального состояния.

Способ изготовления и виды оргстекла

Полиметилметакрилат изготавливают двумя основными методами: экструзией и литьем, что формирует два основных вида материала — экструзионное и литое оргстекло.

При экструзии гранулы полиметилметакрилата помещают в специальное оборудование. Под действием высокой температуры они расплавляются и начинают смешиваться. При необходимости в массу добавляются различные присадки, которые могут менять как цвет, так и свойства конечного продукта. Когда расплавленная масса доходит до головки экструдера, она начинает проходить через отверстие, которое будет определять ширину листа или другую форму готового изделия. Этот процесс также используется для создания труб и стержней из оргстекла.

Если экструзионным способом производятся листы, то после выхода из головки аппарата, они проходят через валки для достижения максимально гладкой поверхности, что позволяет сохранить их оптическую прозрачность. Далее листы продвигаются по конвейеру, где на них наносятся специальные покрытия, и материалы разделяются на необходимые фрагменты. Данный метод имеет преимущество в крупных промышленных предприятиях.

Второй метод — литье. При этом жидкий мономер нагревают, смешивают с добавками, после чего остужают и заливают в форму между двумя стеклянными пластинами. Литое оргстекло отличается высокой полируемостью и отличными характеристиками прочности. Данный метод позволяет производить листы различной толщины.

Ассортимент продукции также включает различные варианты ПММА, и в зависимости от способа изготовления, имеется:

• Прозрачное оргстекло.
• Цветное оргстекло.
• Матовое оргстекло.
• Глянцевое оргстекло.
• Рифленое оргстекло.
• Оргстекло с дополнительными свойствами.

Область применения оргстекла

Органическое стекло на сегодняшний день находит широкое применение в различных сферах, как производственных, так и бытовых. Вот несколько примеров его использования:

• Создание аквариумов. Оргстекло используется как для небольших домашних аквариумов, так и для больших конструкций в океанариумах или зоопарках. Материал безопаснее обычного стекла, лучше выдерживает водяное давление и не повреждается от механических ударов. Кроме того, аквариумы из оргстекла проще чистить из-за отсутствия высокой пористости, что предотвращает развитие микроорганизмов. Процесс резки оргстекла можно осуществить заранее, при покупке, чтобы получить ровные и аккуратные стыки, так как листы могут быть согнуты, позволяя создавать интересные геометрические формы.
• Остекление иллюминаторов в подводных аппаратах. В производстве батискафов используется прочное оргстекло с отличными оптическими характеристиками, что делает его незаменимым в судостроении.
• Производство автомобильных фар. Оргстекло хорошо пропускает свет, что является критически важным для автомобильной освещения.
• Защитные конструкции на спортивных стадионах и хоккейных площадках. Чтобы предотвратить попадание шайбы или другого инвентаря на зрителей, места зрителей ограждаются оргстеклом. Благодаря его прозрачности защита не мешает просмотру, позволяя зрителям посещать матчи без касок.
• Иллюминаторы для авиации. Хотя ограждение кабины пилота из оргстекла стало менее распространенным ввиду его воспламеняемости, некоторые элементы, такие как отсеки для бомбардировщиков, все еще изготавливаются из этого материала.
• Изготовление ветровых стекол для мотоциклов и водных транспортных средств, остекление автомобилей. Преимущество использования оргстекла в этом контексте заключается в его безопасности: даже если камень попадает в стекло, оно не разобьется на острые осколки, что значительно снижает риск повреждения водителей и пассажиров.
• Рекламные конструкции. Оргстекло активно используется для создания щитов, баннеров, табличек, лайтбоксов и витрин магазинов. Хорошая совместимость с светодиодной подсветкой позволяет использовать его как в помещениях, так и на улице. Экспозиции в музеях и выставках также часто защищаются оргстеклом.
• Защитные экраны и перегородки. В условиях пандемии, а также в обычной жизни организации с большим потоком клиентов начали устанавливать прозрачные экраны для защиты сотрудников. Их можно встретить в банках и супермаркетах.
• Емкости для хранения продуктов. Хотя они чаще используются в пищевой промышленности, такая продукция не редкость и в быту.
• Детали промышленных трубопроводов. Это касается не домашних водопроводов, а трубопроводов для транспортировки жидкости или газа на химических и пищевых производствах.

Кроме перечисленных примеров, элементы из оргстекла активно применяются в домашнем декоре, включая замену стенок душевых кабин или создание полок для холодильников. Оргстекло также используется для остекления террас или беседок, а также в производстве столешниц для мебели. Области применения оргстекла практически не ограничены — для него найдется место в любой сфере жизни.

Свойства органического стекла

Внешний вид оргстекла напоминает обычное стекло, однако оно значительно легче, обладает большей гибкостью и легко может быть обработано с использованием различных методов, таких как резка и сверление.

Оргстекло обладает несколькими индивидуальными свойствами, что делает его востребованным в различных областях:

• Прозрачность. Оно пропускает до 92% света, что выделяет его как отличную замену стандартному стеклу.
• Прочность. По сравнению с обычным стеклом, оргстекло значительно прочнее и не образует острых осколков при разрушении.
• Легкость. Вес оргстекла почти в три раза меньше, чем у стекла той же толщины.
• Устойчивость к химическим воздействиям. Данный материал не подвержен разрушающему воздействию большинства бытовых химикатов, а также хорошо справляется с воздействием ультрафиолета и влаги.
• Экологичность. В процессе сгорания он не выделяет токсичных веществ, что делает его безопасным для окружающей среды.
• Удобство обработки. Оргстекло легко подвергается резке, сверлению и гравировке, а также другим формам обработки.

Технологии производства оргстекла

Производство оргстекла осуществляется двумя главными методами:

1. Экструзия. Гранулы полиметилметакрилата (ПММА) плавят и пропускают через специальное оборудование, что позволяет получить листы, трубы или стержни. Экструзионное оргстекло обычно обладает равномерной толщиной, но уступает по прочности литому варианту.
2. Литье. Жидкий материал заливают в формы, после чего он затвердевает, образуя готовое изделие. Литое оргстекло характеризуется более высокой прочностью и лучшими оптическими характеристиками.

Чем отличается литьевое оргстекло от экструзионного?

Акриловое стекло может быть получено двумя способами: литьевым и экструзионным. Что важно учесть, прежде чем покупать ПММА?

Физические характеристики литьевого и экструзионного оргстекла практически аналогичны: оба способа производства гарантируют получение материала, устойчивого к старению, который сохраняет свои свойства на протяжении около 10 лет. Тем не менее, химические и термические свойства, а также особенности обработки у них различаются.

Особенности литого оргстекла (литого акрила)

Производственный процесс литого оргстекла начинается с мономера метилметакрилата, в который добавляют отвердители, красители и другие компоненты. После этого растворенная масса заливается между двумя слоями силикатного стекла, помещается в раму и проходит термическую обработку с использованием воды, а затем и воздуха. В результате производится жесткий листовой материал, который затем нарезается в соответствии с необходимыми стандартами.

Основное отличие литого оргстекла от экструзионного заключается в структуре молекулярных связей: в литом варианте они более прочные, что означает, что этот материал обладает более высокой ударопрочностью, химической стойкостью и его легче полировать. Литое оргстекло оказывается надежнее в процессе формовки, так как оно менее чувствительно к неравномерному прогреву листа.

Какие другие уникальные особенности у литого оргстекла?

В процессе производства литого оргстекла можно наблюдать ограничения по длине листа, в то время как экструзионный процесс может обеспечить больший размер материала.

Литое оргстекло требует больших усилий для процесса формовки, но позволяет повторно формировать изделия.

Экструдированное оргстекло, в свою очередь, производится непрерывно на экструзионных линиях.

В качестве базового сырья используются гранулы, которые уже представляют собой готовый полиметилметакрилат, и процесс экструзии фактически является процессом, в котором этим гранулам придается конкретная форма. Производство такого материала происходит непрерывно, что позволяет получать листы любой желаемой длины. Тем не менее, стандартный формат акрилового стекла составляет 2050 × 3050 мм из-за сложностей транспортировки.

Таким образом, выбор между материалами зависит от предназначения конечного изделия. Если критически важно обеспечить стабильность толщины по всему листу и идеальную ровность поверхности, но прочность при высоких температурах менее актуальна (например, в производстве световых коробов), экструзионное оргстекло будет предпочтительным выбором, поскольку особенности литьевого метода не позволяют достичь высочайшей точности в толщине конечного продукта.

Чтобы приобрести акриловое стекло, вы можете посетить Минск или оформить заказ с доставкой в любой регион Беларуси, включая Брест, Витебск, Гомель, Гродно, Могилев. Узнать стоимость нужной вам категории оргстекла можно, позвонив в отдел продаж по номеру: +375 29 641 41 34.