PMMA材料的特性及用途(一文解读PMMA材质优缺点)

材料简介

PMMA

学名:聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate)

简称: PMMA

俗称:有机玻璃,亚克力

PMMA是一种透明的热塑性聚合物,属于丙烯酸及其酯类聚合成的丙烯酸类树酯中应用最广泛的品种,也是迄今为止合成透明材料中质地最优异,价格又比较适宜的品种。

图1是用于注塑的PMMA原料颗粒。

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图1PMMA原料颗粒

1865年,E‧ Frankland 和B ‧ F ‧ Duppa 首次在实验室中合成出甲基丙烯酸酯类单体,人们初步认识了它的基本性能。

1928年,包括William Chalmers、Otto Röhm和Walter Bauer在内一些化学家在实验室里制得了PMMA。

1933年,德国罗姆哈斯(Rohmand Haas)公司首次将工业化生产的PMMA(注册商标为Plexiglas)投放市场。

PMMA的成型方法有浇铸、注塑成型、机械加工和热成型等。其中,注塑成型尤其适合大批量生产,成本较低。

PMMA的分子式:(C5O2H8)n

PMMA的结构式:

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下图2是PMMA的分子结构3D模型,其中灰色小球代表碳原子,白色小球代表氢原子,红色小球代表氧原子。

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图2PMMA分子结构的3D模型

材料特性

PMMA透明度高、光学性能优异,表面硬度和机械强度高,具备优良的耐候性、耐化学性,电性能和绝缘性能,以及优异的加工性能。

通过添加高分子材料专用着色剂,PMMA可以呈现各种颜色。

下表是日本旭化成(Asahi Kasei)生产的一款PMMA的性能表。

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材料应用

PMMA因具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、易着色、易加工,且外观优美,被广泛应用于汽车零部件、工业用品和日用消费品等领域。

汽车零部件

开关控制面板(图3)、控制开关(图4)、车头灯、车尾灯(图5)、车窗和各类装饰件等。

图3是PMMA材质的雪铁龙爱丽舍(Citroën Elysée)的左前门上的车窗控制开门面板。

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图3车窗控制开关面板

图4中红色箭头指示的是吉普牧马人(Jeep Wrangler)的雾灯控制开关,安装开关的面板和控制开关都为PMMA材质。

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图4雾灯控制开关

图5中福特漫游者(Ford Ranger)的车尾灯透镜为PMMA材质,颜色为红色,灯罩为ABS材质。

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图5车尾灯

工业用品

各类仪器仪表的光学透镜(图6)、面板、护盖、以及流量计(图8)和水平仪(图7)等。

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图6光学透镜

PMMA有多重要?看看它的的材料特性和在注塑成型上的应用

图7转子空气流量计

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图8水平仪

日用消费品

各种灯具、食品容器、卫生洁具等家居用品,涉及顶灯、吊灯(图9)、壁灯、保鲜碗、肥皂盒、护肤用品容器、抽取餐巾纸盒、洗手液给液器(图10)、护肤品瓶罐、以及眼镜片和门禁系统(图11)等。

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图9装饰性强的LED吊灯

PMMA有多重要?看看它的的材料特性和在注塑成型上的应用

图10洗手液给液器

图11 是门禁系统的两个主要组成部分,室内的监视器和户外的摄像头,监视器使用了PMMA和ABS。

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图11门禁系统

结语

德国赢创(Evonik)、法国阿科玛(Arkema)、日本三菱丽阳(Mitsubishi Rayon)、住友化学(Sumitomo Chemical)、旭化成(Asahi Kasei)和中国台湾奇美等全球主要的PMMA生产商根据市场多样化的需求不断研发和制造各种等级的PMMA,包括抗冲击、耐热、过滤器级别、透镜级别、抗静电级别、食品级别和医疗级别的PMMA等。

有研究机构预计到2021年,全球PMMA市场将达到55.6亿美元,复合年增长率为4.7%。亚太地区将是PMMA市场需求增长最快的地区,快速的增长需求主要来自汽车和电子领域。汽车行业对PMMA材质的车窗、车灯和车身零部件等的需求稳步提升,LED照明灯具上应用PMMA的比例逐步提高。此外,基建设施的发展也是这一地区PMMA需求增长的一个因素。

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