Акриловое стекло или оргстекло. Органическое стекло

Органи́ческое стекло́ (оргстекло́), или полиметилметакрилат (ПММА) - акриловая смола , синтетический виниловый полимер метилметакрилата , термопластичный прозрачный пластик , известный под торговыми марками Plexiglas , Deglas , Acrylite , Lucite , Perspex , плексиглас , «Акрима», ОСТ Карбогласс , новаттро , плексима , лимакрил , плазкрил , акрилекс , акрилайт , акрипласт, также известный под названием акриловое стекло , акрил , метаплекс и др. Может подвергаться окрашиванию и тонированию .

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Как не надо гравировать на оргстекле (по просьбе зрителей)

✪ Как гнуть оргстекло в домашних условиях. Станок для гибки оргстекла

✪ Чем и как резать Оргстекло / Плексиглас / Как я резал оргстекло

Субтитры

История

Материал под маркой Plexiglas создан в 1928 году , запатентован в 1933 году Отто Ромом . C 1933 года началось его промышленное производство фирмой «Röhm and Haas» (Дармштадт) . Впервые продан [кому? ] в 1936 году .

Появление органического стекла (в то время «плексиглас») 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 .

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

История в СССР

Состав

Органическое стекло полностью состоит из термопластичной смолы. Химический состав стандартного оргстекла у всех производителей одинаков. Другое дело, когда необходимо получить материал с разными специфическими свойствами: ударопрочными (антивандальными), светорассеивающими, светопропускающими, шумозащитными, УФ -защитными, теплостойкими и др. Тогда в процессе получения листового материала может быть изменена его структура или в него могут быть добавлены соответствующие компоненты, обеспечивающие комплекс необходимых характеристик.

Свойства

Формула: [-CH2C(CH3)(COOCH3)-]n
Температура плавления: 160 °C
Плотность: 1,18 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.

Существует два типа оргстекла - литое и экструзионное .

Получение оргстекла

Оргстекло получают двумя способами: экструзией и литьём. Сам способ производства накладывает ряд ограничений и определяет некоторые свойства пластика.

Экструзионное оргстекло - от англ. exstrusion , от нем. Extrudiert - получают методом непрерывной экструзии (выдавливания) расплавленной массы гранулированного ПММА через щелевую головку с последующим охлаждением и резкой по заданным размерам.

Блочное (в России утвердился термин «литьевое» - англ. cast ) - получают методом заливки мономера ММА между двумя плоскими стёклами с дальнейшей его полимеризацией до твёрдого состояния.

Способы обработки

Сверление, нарезание резьбы, резьбовое соединение, фрезерование и обработка по заданному профилю, обработка на токарном станке, обработка резанием, пемзование, шлифование, полирование, формование, вакуумное формование, штамповка, втягивание, вдувание, сгибание, нагревание, охлаждение, отжиг, стыкование, склеивание, сварка, окрашивание и металлизация.

В связи со стремительным развитием лазерной техники в последние годы, широкую популярность получил лазерный метод обработки ПММА. CO2-лазеры идеально подходят для этой задачи, поскольку длина волны лазерного излучения этого типа лазера (9,4 - 10,6 мкм) приходится на пик поглощения ПММА. Срез, полученный методом лазерного воздействия получается гладким, без следов продуктов горения. При лазерной резке прозрачного ПММА не наблюдается изменения цвета на срезе. Цветной ПММА может менять оттенок на срезе в редких случаях.

Применение

Как уже отмечено, самолёты и вертолёты, относящиеся к предыдущему поколению, остекляют однослойными или многослойными (композитными) материалами на основе органических и силикатных стёкол.

Изделия из оргстекла получают вакуумным формованием, пневмоформованием и штамповкой. Используется также метод холодного формования. Многие области применения этих полимеров пересекаются со стеклом, но оргстекло значительно проще обрабатывается и формуется, а также обладает меньшим весом. Это определяет его преимущество для изготовления различных деталей интерьера, указателей, рекламной продукции и аквариумов . Обычно для связи используется трудоёмкое оптическое стекло. В этом волокне сердцевина делается из кварцево-германатного стекла. Хотя материал стеклянных волокон дешевле пластиковых, их себестоимость выше из-за специальной обработки и технологии изделий. В отдельных, менее ответственных случаях широкое применение для связи имеет пластиковое волокно.

Из необычных областей применения оргстекла следует отметить:

Изготовление клея -растворителя для самого себя путём получения мономера (метилметакрилата) перегонкой;
В сантехнике (акриловые ванны), в торговом оборудовании .

ПММА нашёл широкое применение в офтальмологии : из него уже несколько десятилетий изготавливаются жёсткие газонепроницаемые контактные линзы и жёсткие интраокулярные линзы (ИОЛ), которых в настоящее время имплантируется в мире до нескольких миллионов штук в год. Интраокулярные (то есть внутриглазные) линзы известны под названием искусственного хрусталика , и ими заменяют капсулу, помутневшую в результате возрастных изменений и других причин, приводящих к катаракте .

Органические стёкла как биоматериалы именно из-за таких качеств, как пластичность, позволили заменить стёкла неорганические (например, контактные линзы). Работа учёных в течение более чем 20 лет привела к созданию в конце 1990-х годов силикон-гидрогелевых линз, которые благодаря сочетанию гидрофильных свойств и высокой кислородопроницаемости могут непрерывно использоваться в течение 30 дней круглосуточно. Тем не менее это не стёкла, но оптический материал со своими характеристиками.

Области применения: осветительная техника (плафоны, перегородки, лицевые экраны, рассеиватели), наружная реклама (лицевые стёкла для коробов, световых букв, формованные объёмные изделия), торговое оборудование (подставки, витрины, ценники), сантехника (оборудование ванных комнат), строительство и архитектура (остекление проёмов, перегородки, купола, танц-пол, объёмные формованные изделия, аквариумы), транспорт (остекление самолётов, катеров, обтекатели), приборостроение (циферблаты, смотровые окна, корпуса, диэлектрические детали, ёмкости).

Используется в качестве материала для изготовления имитаций балтийского янтаря .

Прозрачное оргстекло

Бесцветный кристально прозрачный лист со светопропусканием 92-93 % (при толщине 3 мм), с идеально гладкой поверхностью, отличающейся сильным блеском с обеих сторон. Максимальная прозрачность, отсутствие искажений изображения. Применение: остекление зданий и сооружений (наружное и внутреннее), витрины, прозрачная защита приборов и механизмов.

Прозрачное цветное оргстекло

Равномерно окрашенное в массе прозрачное оргстекло. Наиболее популярны тонированные листы серых (дымчатое), голубых и коричневых (бронза) оттенков. Вообще листы могут быть окрашены в абсолютно любой цвет, иметь многие варианты оттенков разной степени насыщенности, оставаясь при этом прозрачными, не искажающими изображение. Максимальная прозрачность, отсутствие искажений изображения.

Применение: Остекление транспорта, медицинское оборудование, перегородки, ограждающие конструкции, купола, навесы, атриумы, фонари, теплицы, оранжереи, солярии, элементы мебели, столешницы, полки, торговое и выставочное оборудование, подставки, держатели, «кармашки» информационных стендов, демонстрационные конструкции, модели, изделия наружной и интерьерной рекламы, POSM, сувенирная продукция, номерки, бирки, различные термоформованные изделия, защитное остекление фотографий, картин и стендов, аквариумы, детали интерьера, прозрачные полы, ступени лестниц, перила и так далее. Оформление выставок, шоу, концертов, телестудий.

Прозрачное рифлёное оргстекло

Прозрачное бесцветное и цветное оргстекло с выпуклым рисунком на одной стороне листа, другая сторона гладкая. Эффекты светорассеивания за счёт светопреломления при значительном пропускании видимого света. За такими стёклами предметы и изображения приобретают размытые очертания. Классические виды рифления: «колотый лёд», мелкое и крупное рифление «призматическое», «пчелиные соты», «мелкие волны», «капля». Эксклюзивные виды рифления: «ручей», «укол булавки», «квадраты», «пирамиды», «вельвет», «кожа». Прозрачность, светопреломление, частичное скрытие изображения за листом, особая декоративность.

Применение: Остекление душевых кабин, шторки ванн, остекление межкомнатных дверей, заполнение перегородок, мебель, элементы дизайна, рассеиватели светильников, подвесные потолки с внутренней подсветкой, декоративные конструкции интерьера.

Матовое белое оргстекло

Светорассеивающий лист белого цвета со светопропусканием от 20 (внешне непрозрачный) до 70 % (полупрозрачный) с гладкой, отличающейся сильным блеском с обеих сторон поверхностью. Равномерное светорассеивание, полное скрытие изображения за листом (при подсветке образуется световой экран).

Цветное матовое оргстекло

Светорассеивающий лист определённого цвета (с указанием цвета по RAL , Pantone или каталогу производителя) с различной степенью светопропускания, идеально глянцевой поверхностью. Равномерное светорассеивание, полное скрытие изображения за листом (при подсветке образуется световой экран).

Применение: Рассеиватели светильников, светящиеся подвесные потолки, подиумы, полы с внутренней подсветкой, торговые и рекламные световые вывески (лайт-боксы) с нанесением аппликации из самоклеящихся плёнок, фотокаширование, шёлкография , дорожные световые короба , пилоны, указатели общественных учреждений, автостоянок и так далее. Объёмные буквы, макеты рекламируемой продукции с внутренней подсветкой, миниатюрные световые короба с указанием улиц (номеров домов), использованием технологии печати по пластикам, медицинская техника, приборы и так далее.

Рифлёное матовое белое и цветное оргстекло

Белое (или цветное) оргстекло с разной степенью светопропускания, рифлением, нанесённым с одной стороны листа, другая сторона гладкая. Неравномерное светорассеивание, полное скрытие изображения за стеклом. Имеет наиболее ограниченные сферы применения: рассеиватели светильников для люминесцентных ламп, декоративные элементы интерьера с внутренней подсветкой.

Спортивный туризм

Длинные и узкие обрезки оргстекла (30-50×5-9 см) не отсыревают, легко поджигаются и дают яркое, устойчивое на ветру пламя. Благодаря этому резаное оргстекло нередко применяется в туристических походах для разведения костров и, в тёмное время суток, для местного освещения.

Оргстекло - это уникальный материал, который создавался под маркой «Плексиглас» в 30-х годах прошлого столетия. Его промышленным производством изначально занималась компания Röhm and Haas Company. Новый компонент был широко востребован во время Второй мировой войны, учитывая активное развитие авиастроения, дающего возможность усовершенствовать не только корпуса летательных аппаратов, но и кабины пилотов. Рассматриваемый материал обладает высоким уровнем прозрачности, прочностью, отсутствием осколков при разрушении. Дополнительными плюсами оргстекла является минимальная реакция с авиационным керосином и маслом, а также устойчивость к атмосферным воздействиям.

Общие сведения

Оргстекло. Что это такое, в Советском Союзе узнали в 1936 году. Материал был разработан и произведен в НИИ Пластмасс. В период с 1941 по 1945 гг. материал активно применялся в обустройстве самолетов разного типа, турелей, некоторых элементов подводных лодок.

Сейчас оргстекло - это компонент, который применяется в качестве надежных и легких деталей в оснащении высокоскоростных летательных аппаратов, прочих подобных конструкций. Фторакриловые стекла используются в сочетании с алюминиевыми и титановыми сплавами. Температурный режим функциональности таких составов - 230-250 градусов по Цельсию.

Стоит отметить, что полимерные аналоги способны лишь частично заменить стекла, обладающие термической устойчивостью и повышенной прочностью. Преимущественно, такие материалы употребляются в композитном исполнении. Дальнейшее развитие авиации подразумевает полеты в самых верхних слоях атмосферы, что требует соблюдение особенных характеристик. Естественное оргстекло используется в создании таких летательных аппаратов, как «Шаттл» и «Буран».

Аналоги

Оргстекло - это не только акриловый вариант. Существуют альтернативы, созданные из полистирола, карбоната или винилхлорида. Основная составляющая часть рассматриваемого материала - термопластичная смола. Подобные компоненты стеклом можно назвать чисто условно. На самом деле, материал относится к совершенно другому типу, представляя собой неорганический композитный вид, выполняющим функции стекла в узком диапазоне.

Данная субстанция обладает рядом объективных преимуществ. К ним относится:

Облегченная масса.
Использование материала в качестве альтернативы (речь идет о ПММА).
Такая конструкция мягче и безопаснее обычного стекла.
Наблюдается высокий показатель прочности и устойчивости к царапинам.

Среди недостатков можно отметить, что оргстекло - это материал, который легко разрушается при температуре свыше 100 градусов. Изделие неустойчиво к воздействию щелочей, кислот и спиртов. Тем не менее, такая конструкция отражает инфракрасное излучение, ультрафиолет, а также отлично поддается обработке обычными металлорежущими инструментами.

Все о материале «оргстекло»

Оргстекло состоит из акрилового, полимерного и метилакрилата. Изделие производится методом литья либо экструнзиации. Данный материал изготавливается путем внедрения в состав идентичных компонентов. Если необходимо получить аналог изделия, который будет отличаться дополнительной прочностью и эластичностью - используют различные добавки, повышающие уровень указанных параметров.

Оргстекло - основные характеристики:

Получают рассматриваемый материал двумя способами. Это стандартное литье или экструзия. Второй вариант походит от английского слова, подразумевающий накладывание нескольких слоев пластика, с учетом его особенностей.
На отечественном рынке чаще практикуется литьевое производство органического стекла.
Особенности второго способа производства - получение между двумя прослойками стекла полимерной начинки, доведенной до твердого состояния.

Особенности и преимущества

Что такое оргстекло, можно понять из плюсов, которые оно имеет по сравнению с обычным стеклом:

Толщина составляющих листов ниже, чем возможности обработки их экструдером.
Длина элементов больше аналогов.
В одной партии допускаются перепады по толщине до пяти процентов предполагаемой величины.
Особенности оргстекла проявляются в меньшей удароустойчивости, но большей чувствительностью к концентрации напряжений, а также слабой сопротивляемости химическому воздействию.

Высокий показатель пропускаемости света.
Оригинальная форма, сохраняемая почти в ста процентах без изменения.
Сопротивляемость механическому воздействию составляет в 5 раз больше, чем у обычного стекла.
Особенности оргстекла заключаются в том, что его масса составляет почти в 2,5 раза менее традиционного аналога при одинаковой толщине.
Изделие не требует дополнительных опор, что позволяет создать видимость открытого пространства.
Материал устойчив к влаге, бактериям и микроорганизмам, может эксплуатироваться для остекления яхт и аквариумов.
Компоненты не представляют экологической опасности, при горении не выделяют ядовитых и опасных газов.

Прочие достоинства

Среди других плюсов рассматриваемого материала можно отметить следующие аспекты:

Имеется возможность придания разнообразных конфигураций посредством термического воздействия, вследствие чего сохраняется отличная детализация и оптические свойства изделий.
Обработка конструкции не сложнее, чем работа с деревом.
Отмечается устойчивость к любому климату, а также невосприимчивость к морозам.
Пропуск 73 процентов ультрафиолетовых лучей составляет не больше, при этом инфракрасное вредное воздействие - не проходит.
Проходящие лучи не вызывают пожелтения и деформации акриловой составляющей части стекла.
к химической среде.
Такое стекло обладает лучшей способностью к склеиванию, не требует особых усилий при формировке, работает в температурных режимах от 150 до 170 градусов по Цельсию.
Устройство подлежит утилизации без вредного воздействия на экологию.
Материал обладает большой усадкой при нагреве (6 процентов вместо 2, как у литого акрила).

Недостатки и устойчивость к химическим воздействиям

Органическое стекло - это материал, обладающий определенными минусами. Среди них:

Подверженность к поверхностной деформации (твердость - не более 190 Н/кв. мм).
Технологические проблемы при термической и вакуумной обработке.
Возникновение внутренних напряжений в точках сгибов и формаций. Это ведет к появлению микротрещин.
Отмечается подверженность материала к воспламенению (260 градусов - критический порог).

Что касается стойкости изделия к химическим реагентам, то здесь можно отметить несколько нюансов:

На органическое стекло могут воздействовать химические вещества различного характера, включая фтористые и цианистоводородные растворы.
Материал подвержен атаке концентрированных и разбавленных серных, хромовых и азотных кислот.
В качестве растворителей данного изделия служат хлорированные углероды, альдегиды, сложные эфиры и кетоны.
Органическое стекло также особо невосприимчиво к воздействию бутанового, этилового и пропилового спирта. При длительном контакте с 10-процентным аналогом этого типа оргстекло с ним не взаимодействует.

Транспортировка и хранение

Органическое стекло перевозится посредством железнодорожного или автомобильного сообщения. Транспортируется оно в крытых контейнерах, что соответствует стандартам правил перевозки грузов. Не запрещается перевозить подобные изделия открытым способом, однако, при этом требуется его укрытие под водонепроницаемым материалом. Не рассчитывается перевозка данного изделия совместно с химическими средствами и их походными средствами.

Разновидности

Бесцветный аналог имеет прозрачную основу со степенью светового пропуска порядка 92 процентов. Чаще всего используются вариации полупрозрачного типа, которые отличаются значимым блеском с обеих сторон. Такой материал служит для оформления промышленных и прочих сооружений.

В завершение

Органическое стекло подвергается нарезанию резьбы, оборудованию соответствующими соединениями, шлифовке, полировке, различному форматированию. Кроме автомобилестроения, оргстекло применяется в офтальмологии, из него длительное время производятся линзы для зрения. Внутриглазные аналоги известны наличием искусственного хрусталика, который позволяет привести в порядок зрение людей, независимо от возраста.

Другие отрасли применения рассматриваемого материала: осветительная техника, наружная реклама, включая ценники и специальные подставки, а также для остекления кабин самолетов, аквариумов, диэлектрических деталей и емкостей.

Полиметилметакрилат


Общие
Систематическое наименование	Poly(methyl methacrylate)
Сокращения	PMMA
Традиционные названия	акриловое стекло
Хим. формула	(С 5 O 2 H 8) n
Физические свойства
Плотность	1,19 г/см³
Классификация
Рег. номер CAS	9011-14-7
PubChem
Рег. номер EINECS	618-466-4
SMILES
InChI
ChEBI
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа) , если не указано иного.

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 .

История в СССР

Состав

Органическое стекло полностью состоит из термопластичной смолы. Химический состав стандартного оргстекла у всех производителей одинаков. Другое дело, когда необходимо получить материал с разными специфическими свойствами: ударопрочными (антивандальными), светорассеивающими, светопропускающими, шумозащитными, УФ -защитными, теплостойкими и другими, тогда в процессе получения листового материала может быть изменена его структура или в него могут быть добавлены соответствующие компоненты, обеспечивающие комплекс необходимых характеристик.

Свойства

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

Получение оргстекла

Оргстекло получают двумя способами: экструзией и литьём. Поэтому существует два типа оргстекла - экструзионное и литое. Сам способ производства накладывает ряд ограничений и определяет некоторые свойства пластика.

Экструзионное оргстекло (англ. exstrusion , нем. Extrudiert ) получают методом непрерывной экструзии (выдавливания) расплавленной массы гранулированного ПММА через щелевую головку с последующим охлаждением и резкой по заданным размерам.

Блочное (англ. cast , в русском языке утвердились также термины «литьевое», «литое») получают методом заливки мономера ММА между двумя плоскими стёклами с дальнейшей его полимеризацией до твёрдого состояния.

Способы обработки

В связи со стремительным развитием лазерной техники в последние годы, широкую популярность получил лазерный метод обработки ПММА. CO2-лазеры идеально подходят для этой задачи, поскольку длина волны лазерного излучения этого типа лазера (9,4 - 10,6 мкм) приходится на пик поглощения ПММА. Срез, полученный методом лазерного воздействия, получается гладким, без следов продуктов горения. При лазерной резке прозрачного ПММА не наблюдается изменения цвета на срезе. Цветной ПММА может менять оттенок на срезе в редких случаях.

Для изготовления различных приборов, машин и предметов быта человеку приходится производить материалы, которые бы по своим техническим характеристикам удовлетворяли определенным критериям. Стекло используется во многих отраслях для производства прозрачных изделий, благодаря которым можно будет смотреть за происходящими процессами за стеклом. Оно характеризуется огромной твердостью, но относительно низкой прочностью.

Органическое стекло представляет собой совершенно иной по составу материал, который сопоставим с оригиналом только по прозрачности. В остальном он не имеет ничего общего и наоборот является пластичным и гибким, так что может легко переносить определенные нагрузки, от которых бы стекло моментально лопнуло.

Для данного материала тоже характерно наличие государственного стандарта, который определяет основные технические параметры, которыми должен обладать конечный продукт. Стекло органическое регулируется ГОСТом 17622. Ознакомиться с полным текстом документа можно в интернете. Найти его не составит особого труда, так как выложен он в свободном доступе. Актуальная версия содержит не только первоначальный текст, но и все поправки, которые вносились в него под влиянием разных факторов.

Способы изготовления материала

В промышленном варианте существует два способа производства органического стекла. Пор эффективности и себестоимости технологического процесса они являются примерно одинаковыми. Свой отпечаток на выбор одного метода накладывает располагаемое заводом оборудование и тип используемого сырья. Стоит рассмотреть подробнее оба способа:

1. Экструзия. Название метода говорит само за себя. Оно происходит от английского слова «экструде» - выдавливание. Технология подразумевает, что на начальном этапе обработки измельченные до гранулированного состояния частицы полиметилметакрилата нагреваются до температуры плавления, после чего выдавливаются через соответствующую форму и охлаждаются воздушными потоками, чтобы ускорить их застывание. Затем заготовка нарезается на нужные части, упаковывается и отправляется на склад готовой продукции.
2. Литье. Этот способ характерен для получения листового органического стекла. Расплавленный мономер просто заливается между двумя плоскими формами, которые будут служить в качестве ограничителей его габаритов. Затем по мере охлаждения происходит полимеризация заготовки, которая завершается с затвердеванием.

Оба способа одинаково хороши, но каждый имеет и свои недостатки. Полученное стекло маркируется в зависимости от своего предназначения. Например, стекло органическое техническое может быть не прозрачным или мутноватым, так как оно идет на изготовление различной продукции, в которой не важен показатель прозрачности.

Зато там ценится такая характеристика, как прочность, поэтому в состав и добавляют специальные присадки, увеличивающие эту характеристику в ущерб прозрачности. Стекло такого типа востребовано на современном рынке, потому что дает отличные возможности по конструированию самых разных изделий, которые используются в производстве и повседневной жизни.

Применение стекла

Органическое стекло прозрачное уже наоборот, должно быть максимально однородным, чтобы ничего не мешало обзору. Поэтому в него практически не добавляют присадки, которые могли бы негативным образом повлиять на главный показатель. Такое стекло активно используется в самолетостроении, особенно в его военной отрасли.

Собственно, и появление материала связано с развитием военной авиации в годы войны и недостатком обычного стекла для оснащения кабин пилота. Сейчас из прозрачного материала изготавливают даже очки и другие предметы, используемые в бытовых нуждах.

Блочное органическое стекло ТОСП включает в себя огромный ассортимент видов. Кроме привычных прозрачного и непрозрачного вариантов здесь еще добавляются разноцветные аналоги. В прямом смысле в каталоге можно найти стекло абсолютно любого оттенка.

Так что предназначена данная категория в первую очередь для декоративных нужд. С ее помощью можно оригинально украсить жилое помещение или офисный кабинет. Из цветных стеклышек очень легко сложить интересную мозаику, которая будет соответстввоать общему дизайну оформления.

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.

Самым известным пластиком, производящимся более семидесяти лет является оргстекло. Оно до сих пор популярно и имеет отличную репутацию. Оргстекло или акриловое стекло представляет собой прозрачный, светорассеивающий или светопроницаемый с различной степенью пропускания света синтетический материал состоящий из смол акрила с наличием некоторого процента разнообразных добавок, с помощью которых оргстеклу придаются определенные свойства.

Для названия оргстекла используются несколько терминов, означающих в принципе один и тот же материал:
Оргстекло (органическое стекло) – называется так, потому что по своему внешнему виду и по применению оно схоже с обычным силикатным стеклом, но в отличие от него изготовлено из продуктов органической химии;
Полиметилметакрилат (ПММА) – называется так, потому что основным продуктом в его производстве является мономер метилметакрилат (метиловый эфир метакриловой кислоты);
Акрил (акриловое стекло) – называется так, потому что производится из органических продуктов, которые являются производными акриловой кислоты;
Плексиглас (плекс) – именуется так, потому что этот вид материала был получен впервые в тридцатых годах в Германии на фирме под названием Rohm и здесь же получил свое фирменное название Plexiglas (гибкое, пластичное стекло).

Такой материал как оргстекло, используется достаточно часто и применяется практически везде. Акриловое стекло довольно часто применяется в строительстве общественных, а также жилых зданий, промышленных, в качестве деталей и конструкций. Наглядной и световой рекламы; используется для изготовления осветительной арматуры в транспортных средствах, различных светильников для жилых и промышленных зданий и для их наружного освещения, а также для элементов бытовой техники, в автомобилестроении, в машиностроении, для изготовления изделий необходимого назначения. Акрил также довольно часто используется в качестве альтернативы силикатному стеклу. На первом плане в строительстве стоят именно эти достоинства оргстекла в сравнении с этим материалом.

Благодаря таким свойствам как: легкость (легче, чем обычное стекло практически в 2,5 раза), ударопрочность (ударная прочность данного материала больше в 5 раз, чем у силикатного стекла), влагоустойчивость (широко применяется для производства аквариумов и остекления яхт), стойкость к атмосферным явлениям (данный материал может работать как при низких температурах -40 градусов Цельсия, так и при высоких +80 градусов Цельсия, при этом деформируясь и не трескаясь, довольно устойчив, к любым неблагоприятным погодным явлениям) оргстекло пользуется довольно большой популярностью. Также акриловое стекло довольно просто в обработке, его можно сверлить, резать, гнуть, склеивать, окрашивать, формировать. Учитывая то, что оргстекло материал термопластичный, то при его нагреве оно способно размягчаться, и при охлаждении принимать заданную ему форму.

Оргстекло является экологически чистым материалом, который не продуцирует абсолютно никаких токсических веществ и является полностью безопасным. Его можно использовать как в помещениях, так и на улице, в том числе в лечебных и детских учреждениях.

После переработки оргстекла его можно использовать повторно. Акрил наделен свойством хорошей влагостойкости, отличается большой устойчивостью к старению.

Не смотря на, то, что акрил материал, который легко воспламеняется, при горении он практически не опасен, так как почти не выделяет ядовитых газов. Ухаживать за акрилом не составляет особого труда в силу применяемых для этой цели средств и методов.

Оргстекло имеет гранулированную, твердую, прозрачную структуру. Гранулы в свою очередь обладают способностью рассеивать свет и могут быть выкрашены в любой цвет. Окрашиваться листы могут «в массе», при всем этом цветовая палитра может быть самой разнообразной. Помимо того, что акриловое стекло выпускается в виде листов, оно также выпускается блоками, имеющими толщину до двух сот миллиметров, пустотелых панелей (сотовое) и в виде труб и брусков.

Данный вид материала по отношению ко многим реагентам обладает инертностью. Он имеет довольно хорошие диэлектрические свойства, не становиться хрупким и не желтеет, обладает высокой прочностью на излом. Благодаря низкой вязкости при высокой температуре, можно достичь более точного воспроизведения форм при наличии сложной формовки.

Изготовление оргстекла

Изготавливается оргстекло двумя способами. Блочное оргстекло (литьевое) получается с помощью метода заливки мономера (с учетом всех необходимых красителей, отвердителей и других компонентов) между двумя силикатными специальными стеклами и дальнейшей его полимеризацией до состояния твердого листового материала, который после следует обрезать по стандартным размерам.

Второй способ – полученный методом экструзии – экструзионное стекло. Для данного метода характерно: полиметилметакрилат, тоесть исходное сырье, загружают в аппарат (экструзионную машину) в гранулированном виде, где он нагревается до жидко-вязкого состояния, после чего получившуюся массу выдавливают через экструзионную головку на зеркальные каландры. Толщина полученных листов непосредственно зависит от зазора между каландрами.

Что касается отличия в свойствах материала изготовленного тем или иным способом, то экструзионное оргстекло более растяжимо, чем листьевое. Объясняется это тем, что экструзионное органическое стекло при высокой температуре наделено несколько низкой вязкостью в отношении к листьевому оргстеклу.

Но следует учесть и то, что листьевое оргстекло значительно лучше полируется и более ударопрочное. Толщина листьевого органического стекла не ограничена, его формат – 3030х2030 миллиметров, толщина экструзионного – 1,5 – 2 миллиметра, формат – 2050х3050 миллиметров.

Из вышеуказанных свойств и характеристик видно, что эти виды стекла имеют значительное превосходство перед обычным стеклом практически по всем характерным ему параметрам.

Что касается удельного веса органического стекла, то он значительно меньше, чем у силикатного стекла, также оргстекло имеет повышенную стойкость по отношению к атмосферным воздействиям, в том числе механической прочностью и жесткостью.

В гравировальных работах хорошо используется литой акрил, так как лазерная матовая насечка довольно хорошо сочетается с гладкой поверхностью остального материала, тем самым создается эффект белого инея. На экструдированном акриле лазерный луч будет оставлять гладкий и чистый след, не создавая тем самым никакого эффекта и контраста, именно поэтому применять его для гравировки не рекомендуется.

Гравировка на прозрачном акриле произведенная с тыльной стороны будет создавать эффект высеченного изображения при его просмотре через лицевую поверхность (стоит учесть и то, что изображение для гравировки должно быть исключительно зеркальным).

Способ, с помощью которого был изготовлен материал, значительно влияет на его поведение во время эксплуатации. Материалы, которые были произведены разными способами, отличаются по механическим свойствам, устойчивости к образованию трещин вследствие внутреннего напряжения, размерной стабильностью в случае перепада температуры, и по качеству его поверхности. Литое оргстекло имеет лучшее качество, так как экструдировенное акриловое стекло отличается от него характерными экструзии нарушениями.

На сегодняшний день производством органического стекла занимаются различные страны, в том числе и Россия, Германия (Plexiglas), Англия (Perspex), Таиланд (Moden Glas), Франция – Голландия (Altuglas), Словакия (Akrylon) и многие др.

В России выпуском листов из органического стекла занимается завод в городе Дзержинске – «Оргстекло».

Благодаря свойствам характерным акриловому стеклу он является универсальным материалом, чем и заслужил признание и уважение на строительном рынке.