Что такое полиметилакрилат и где его используют

Полиметилакрилат – полимер метилакрилата, который обладает широчайшими возможностями для применения, обусловленными его исключительными физическими свойствами. Различают полиметилакрилат получаемый блочным и суспензионным способом производства. Данные разновидности полимера имеют различия в своих свойствах в основном по степени прозрачности и твердости. Промышленность производит полимер двух типов: листовой и гранулированный, после чего эти разновидности полиметилакрилата перерабатываются в конечную продукцию. Материал имеет несколько более распространенных названий – органическое стекло (оргстекло) или плексиглас.

Полиметилакрилат, получение которого производится путем полимеризации метилового эфира метакриловой кислоты при равномерном повышении температуры в пределах 60 – 1000С, широко используется как в промышленности, так и в быту. Химическая формула полиметилакрилата СН2-С(СН3)-)n COOCH3.

Свойства полиметилакрилата

Данный полимер сохраняет твердость при температуре до 800С, дальнейшее нагревание приводит к снижению прочностных характеристик и деформации изделия. При нагревании полиметилакрилата до температуры 1250С производят его формование и вытягивание. Повышение температуры свыше 1900С приводит к расплавлению полимера, при такой температуре материал подвергают литью под давлением, и экструзии. Температура свыше 3000С приводит к деполимеризации материала. При этом выделяется метилметакрилат.

Полилетилакрилат растворим в некоторых углеводородных соединениях – бензол, ацетон, дихлорэтан и т.д. Материал не вступает в реакцию со щелочными растворами, неорганическими кислотами, водой, бензинами и маслами. При воздействии на полиметилакрилат концентрированных азотной, серной, фтористоводородной и некоторых других кислот материал незначительно изменяет свои свойства.

Широкое применение полиметилакрилат получил благодаря своим физическим свойствам:

• Оптическая прозрачность. Полиметилакрилат пропускает более 90% светового излучения.
• Ультрафиолетовая проницаемость. Полимер пропускает более 70% ультрафиолетового излучения.
• Гибкость. Материал не образует острых осколков при механическом повреждении изделия.
• Легкость механической обработки. Материал легко режется и обрабатывается, а также подвергается шлифовке. Это свойство имеет обратную сторону – материал легко царапается, из-за чего ответственные светопрозрачные конструкции из полиметилакрилата покрывают защитным слоем, предотвращающим появление царапин, приводящих к снижению оптической прозрачности.
• Химическая стойкость к воздействию органических жидкостей и агрессивных веществ. Данное свойство широко применяется в авиа-, судо- и автомобилестроении, а также в медицине.
• Высокая коррозионная стойкость. Материал не подвергается окислению на открытом воздухе.
• Легкость окрашивания полимерной массы. Полиметилакрилат легко окрашивается красителями с сохранением прозрачных свойств материала.
• Низкая теплопроводность позволяет использовать полимер в качестве теплоизоляционного материала.

Кроме того, материал имеет и свойства, которые снижают возможные способы его применения: низкая температура плавления, под воздействием окружающей среды и высоких температур со временем происходит помутнение материала и повышение его хрупкости.

Применение полиметилакрилата

Полиметилакрилат впервые был синтезирован в 1928 году, когда и получил свое торговое название «plexiglas». В 30-х годах прошлого века материал широко применялся в авиационной промышленности из-за своих исключительных для тех лет свойств – прозрачности, устойчивости к статическим нагрузкам, нечувствительность к воздействию воды и отсутствие острых осколков при разбивании. Из него изготавливали остекление фонаря кабины пилота и турелей вооружения самолетов.

В дальнейшем полиметилакрилат находил все большее применение в самых различных отраслях промышленности.

В настоящее время полиметилакрилат применяется как в своем первоначальном состоянии, так и в составе композитных материалов и в эмульсионном виде:

• Полимер используется в сетевых телекоммуникациях. Его оптическая проницаемость в совокупности с гибкостью материала обеспечили его незаменимость при производстве оптических волноводов. Для производства оптических кабелей используется полиметилакрилат без примесей, с минимальным содержанием стабилизирующих добавок. Это обеспечивает малый коэффициент затухания оптического сигнала и гибкость волновода, что позволяет его использовать для прокладки линий связи. Также из полиметилакрилата изготавливают другие компоненты оптических сетей – устройства спектрального уплотнения и разложения сигналов.
• В автомобильной промышленности используют плексиглас в качестве составных частей осветительных приборов – остекление фар, фонарей. Также из него изготавливают стрелочные указатели, шкалы и защитные стекла панели приборов. При этом широко используется полиметилакрилат, окрашенный в различные цвета.
• Из плексигласа изготавливается множество изделий бытового назначения – множество прозрачных деталей бытовой техники, элементов декора различных расцветок.
• При производстве рекламы полиметилакрилат используется для изготовления вывесок, стендов, прозрачных освещаемых элементов конструкций.
• В электротехнической промышленности полимер применяется в качестве защитных и декоративных частей остекления осветительной продукции – светильников дневного света, энергосберегающих люстр. Широкое применение этого материала ограничено его относительно невысокой теплостойкостью, поэтому его применяют только в элементах осветительных приборов с малым тепловыделением. Также полимер используется в качестве корпуса маломощных светодиодов.
• В авиации полиметилакрилат используется в составе композитных материалов для остекления самолетов, например, для техники, производимой АО «РСК „МиГ“».
• В медицине полимер применяется в виде эмульсии при создании зубных протезов, а также для производства многих медицинских приборов и инструментов – прозрачных элементов капельниц, глазных протезов, контактных линз, волноводов для оптических приборов видеозондирования, искусственных хрусталиков глаза.
• В строительстве листы полиметилакрилата применяются при постройке теплиц и парников, акриловую дисперсию применяют при гидроизоляции бетонных конструкций.