Смекни!
smekni.com

Свойства и обработка оргстекла (стр. 1 из 5)

«Иркутский Авиационный Техникум»

Пояснительная записка к курсовой работе

на тему

«Оргстекло»

Выполнил

Студент группы ТД-15

Максимовых Алексей

Проверили

Семакина Л. И

Быкова А. А


История возникновения оргстекла

Оргстекло имеет уникальные свойства, отличаясь, в первую очередь, легкостью, пластичностью, исключительной прозрачностью и высокой прочностью. Его появление совершило мощный переворот в строительстве и архитектуре, положило начало возникновению новых сфер применения. Оргстекло было изобретено доктором Отто Ромом и впервые произведено компанией Röhт в Германии в начале 30-х годов ХХ столетия под маркой plexiglas (плексиглас – гибкое стекло). Поэтому данный термин и у нас, и за рубежом долгое время употребляли как синоним нового материала, продемонстрировавшего всему миру уникальные свойства. В том же десятилетии и в России были выпущены первые листы такого пластика. Ему было присвоено не менее логичное название «органическое стекло» или «оргстекло» (в 30-х годах подобное словообразование было популярно). Оно отражало отличие этого материала от идентичных по внешнему виду стекол неорганического происхождения – силикатного, кварцевого и т. д. Во всем мире этот пластик сегодня называют «акриловым стеклом», «акриловым листом» или просто «акрилом», поскольку материал состоит из полиметилметакрилата. Его общепринятые сокращенные обозначения – ПММА (рус.) и РММА (англ.).

Свойства оргстекла

1. ЛЁГКОСТЬ. Плотность оргстекла -1,19 г/куб.см. По сравнению с другими материалами : почти в 2,5 раза легче обычного стекла, на 17% легче компактного ПВХ и на 7% - полиэфирных стекол, поэтому в самонесущих конструкциях не требует дополнительных опор. С поликарбонатом оргстекло имеет равный вес и на 15% тяжелее полистирола).

2. ВЛАГОУСТОЙЧИВОСТЬ. используется для остекления яхт, производства аквариумов.

3. УДАРОПРОЧНОСТЬ. ударная прочность акрилового листа в 5 раз выше, чем у обычного силикатного стекла.

4. СТОЙКОСТЬ К АТМОСФЕРНЫМ ФАКТОРАМ. 40-градусные морозы оргстеклу "не страшны" - оно способно работать в широком диапазоне температур, не размягчаясь и не деформируясь при высоких температурах, и не трескаясь и не коробясь при низких, устойчиво к неблагоприятным погодным факторам. Акриловое стекло отличается высокой устойчивостью к старению. Его механические и оптические свойства не изменяются заметным образом при многолетних атмосферных воздействиях.

5. ОРГАНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО ПРОПУСКАЕТ 90 % УФ- ЛУЧЕЙ, при этом обладает хорошей светостойкостью и превосходным уровнем устойчивости к действию ультрафиолетовых лучей, не требуя специальной защиты.Это объясняется тем, что по своей химической природе оргстекло прозрачно для УФ-излучения. Поэтому ультрафиолет не задерживается в массе полимера и не действует разрушающе на его внутреннее строение (УФ-лучи не вызывают его пожелтения и деградации и материал не теряет своих механических свойств в течении 10 лет и более).

6. СВЕТОПРОНИЦАЕМОСТЬ. Отсутствие собственной окраски и прозрачность предоставляют возможность обеспечить высокую светопроницаемость. Последняя у акриловых листов такая же, как и у стекла светопропускание составляет до 93% видимого света (только 8 % падающего света отражается) - это больше, чем у любого другого полимерного материала и не изменяется с течением времени, сохраняя свой оригинальный цвет. Светопропускание "матового" оргстекла может находиться в пределах от 20% (т.е.быть практически "глухим") до 75% (полупрозрачным). Листы со светопропусканием 50-75% используются, например, для производства светильников. Оптимальный вариант светопропускания для рекламных изделий с внутренней подсветкой - 25-30%.

7. АКРИЛОВОЕ СТЕКЛО УСТОЙЧИВО К ДЕЙСТВИЮ РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВ, присутствующих в городском воздухе и воздухе морских побережий. Оно также устойчиво к воздействию сырости, бактерий и микроорганизмов, обладает высокой химической стойкостью к воздействию неорганических веществ, солей и их растворов. С другой стороны, такие органические вещества как хлоропроизводные углеводородов, кетоны и эфиры являются растворителями для акрилового стекла.

8. ОРГСТЕКЛО - ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЙСЯ МАТЕРИАЛ, но при горении оно не так опасно, как другие горючие пластики, т.к. не выделяет никаких ядовитых газов. Температура воспламенения - 460-635 С.

9. АКРИЛ - ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ МАТЕРИАЛ, не продуцирует никаких токсических веществ и абсолютно безопасно. Оно может использоваться на улице и в помещениях, в т.ч. в детских и лечебных учреждениях. Оргстекло может быть полностью использовано повторно после его переработки.

10. АКРИЛОВОЕ СТЕКЛО ЛЕГКО В ОБРАБОТКЕ. Резке, сверлении, склеивании, его можно гнуть и формовать, полировать и фрезеровать, окрашивать и гравировать (в том числе осуществлять лазерную гравировку), оно имеет отличное сцепление со всеми видами самоклеящихся виниловых плёнок.

11. АКРИЛОВОЕ СТЕКЛО ЛЕГКО ГНЁТСЯ "ХОЛОДНЫМ СПОСОБОМ" (без нагрева).

12. ОРГСТЕКЛО - ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЙ МАТЕРИАЛ, т.е. оно имеет способность размягчаться при нагреве и сохранять при охлаждении ту форму, которую ему придали. Литьевое акриловое стекло великолепно формуется, что позволяет изготавливать из него объёмные изделия различного назначения, в том числе эксклюзивную барельефную и полнообъёмную световую рекламную продукцию.

13. ТЕМПЕРАТУРА РАЗМЯГЧЕНИЯ. акрилового стекла (в зависимости от производителя и марки) находится в пределах 90 - 110 С, максимальная температура его применения соответствует 80 -100С.

14. ХОРОШИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Молекулярная структура органического стекла такова, что препятстсвует проникновению электрически заряженных частиц в его волокна. Отсюда низкая электропровность акрила, позволяющая использовать его при производстве самой широкой номенклатуры продукции.

Возможные цвета оргстекла:

прозрачный;

прозрачный с эффектом зелёной кромки (обыкновенного кварцевого стекла);

белый (для световых коробов);

тонированный (частично прозрачный);

жёлтый;

красный;

зелёный;

синий;

оранжевый;

фиалетовый;

зеркальный;

флюорисцентный.

Фактура поверхности:

структурированное

«Satine»

«MASTERCARRE»

«призма» («соты»)

Способы производства

Акриловый пластик производят двумя методами:

1. Литьевым

2. Экструзионным

Если речь идет о цветном, флуо или флуолюкс, тонированном, с поверхностью под металл или зеркальном пластике, то это литой пластик. Прозрачный или молочный может быть как литым, так и экструдированным. Возникает вполне закономерный вопрос: в чем разница между этими пластиками? Вопрос достаточно важный, и, зная ответ, Вы застрахуете себя от дефектов в готовом изделии. Физические свойства этих акриловых листов отличаются незначительно. Оба имеют превосходную устойчивость к старению. В течение 10 лет взаимодействия с внешней средой, плиты любой толщины сохраняют свои характеристики практически без изменений. Более значительные различия связаны с термическими и химическими свойствами, а также с особенностями обработки обоих материалов. Основное различие в характеристиках заложено в способе изготовления.

Литое оргстекло (литой акрил)

Для литого оргстекла исходным материалом является жидкий мономер метилметакрилата. На первом этапе производства в мономер добавляются различные добавки для окрашивания листов или придания им специальных свойств, отвердители и другие компоненты. После этого, холодную растворённую массу акрила заливают между двумя специальными силикатными стёклами, помещают в рамку, производят термообработку в воде и затем воздухом. В результате полимеризации получается твёрдый листовой материал, который обрезается по стандартным размерам.

Литое оргстекло (литой акрил) отличается от экструзионного оргстекла (экструзионного акрила) прежде всего молекулярными связями. В литом оргстекле они более прочны.

Вследствие особенностей производства, ассортимент литого акрила гораздо шире и производится он практически в неограниченном диапазоне толщин, в то время как экструзионный — от 1,5 до 24 мм. Литое оргстекло более ударопрочно (имеет «сшитую» молекулярную структуру), имеет лучшую химическую стойкость, лучше экструзионного полируется и надежнее при формовке (меньше реагирует на неравномерность прогрева, меньше усадка, меньшее влияние концентраторов напряжений).

Кроме этого, для литого оргстекла имеются следующие особенности по сравнению с экструзионным оргстеклом:

длина листов меньше, чем возможная длина экструзионных листов,

меньшая способность к склеиванию,

более высокие температуры и более широкий диапазон температур при термоформовке (примерно 160—190°С вместо 150—170°С у экструзионного),

большее усилие при формовке,

меньшая усадка при нагреве (2% вместо 6% у экструзионного),

возможна переформовка изделий.

Экструдированное оргстекло изготавливают непрерывным методом на экструзионных линиях. Экструзионная линия состоит из нескольких технологических узлов.

Исходный материал - гранулы, которые уже являются практическим готовым ПММА (полиметилметакрилат), а экструзия - это всего лишь придание формы листа некоторому количеству гранул.

Гранулы полиметилметакрилата через дозаторный бункер поступают в экструдер, который представляет собой обогреваемый цилиндр определенного диаметра - от величины диаметра зависит производительность экструдера. Внутри цилиндра находится спиралевидный червеобразный шнек, который перемещает расплавленную под действием тепла массу полимерного материала к передней части экструдера при этом перемешивая и гомогенизируя расплав с необходимыми добавками.

По мере продвижения расплава в различные части экструдера могут быть добавлены (если это необходимо) различные добавки к полимеру: красители, наполнители, различные стабилизаторы, в том числе, добавки, улучшающие эксплуатационные характеристики листового материала и другие необходимые в каждом конкретном случае компоненты. По достижении расплавленной массы акрила передней части экструдера она поступает в формообразующую щелевидный "головку", величина зазора в которой определяет конечную ширину и толщину готового листа (этим способом, кстати, изготавливаются "бесконечные" профили, трубы и листы (как компактные, так и многоперегородчатые)). После выхода из "головки" материал проходит через несколько валков, имеющих между собой точно заданное расстояние, которое и определяет конечную толщину получаемого листового материала. Поверхность валков имеет специальный слой с высокой степенью чистоты обработки, что позволяет получать листы с высокими оптическими и эксплуатационными характеристиками. Далее материал охлаждается, причем это происходит постепенно и равномерно, что исключает возникновение внутренних напряжений в изделии. Затем по мере продвижения по линии лист покрывается с двух сторон предохранительной плёнкой, автоматически режется по заданному размеру и тут же складируется. Следует отметить, что экструзия - процесс непрерывный, требующий большого количества сырья, и выгоден только для больших партий.