有機玻璃(lí)材料製(zhì)作的效果
發布時間:2013年03月07日 點擊數:
有機玻璃材料製作的效果
有機玻璃全稱為(wéi)聚甲基丙稀酸甲酯( Po lymet hy l M et hacry late, P M MA) . 有機玻(bō)璃是一種熱塑性塑料, 熱變形(xíng)溫度為 90~100 ℃, 當加熱時, 分(fèn)子間的(de)作用力(lì)減弱, 材料變軟, 最(zuì)後(hòu)在(zài)溫度≥200 ℃下, 成為粘性(xìng)液體, 冷卻後固化(huà), 這個過程可(kě)以循環, 因而可以進行熱塑性成形. 過去, 人們認為(wéi)它是光學不敏(mǐn)感材料, 但(dàn)它的光學不敏性這一特點, 在模擬金屬壓力加工的大變形問(wèn)題中, 恰恰可以得(dé)到合適的條(tiáo)紋級數, 不致(zhì)於(yú)象光學(xué)敏感材料一樣, 得到過密(mì)的條紋. 同時, 有機玻璃的高溫可塑性遠遠好(hǎo)於聚碳酸酯和環氧樹酯等光彈性模擬材料(liào). 目前國內對它的分析研究, 特別是在凍(dòng)結溫度 125 ℃時的分析研(yán)究不多. 因此作者對有機玻璃的力學和光學性能進行(háng)了充(chōng)分研究, 並利用有機玻璃(lí)來模擬金屬塑性加工大變形的基本工步, 以望在此材料的 模擬性能研究方麵有所進展.
有機玻璃:具有水晶(jīng)一般的透(tòu)明度,透光率達92%以上(shàng),用染料著色的壓克力(亞克力(lì))又有很好的展色效果,此外,壓克力板(亞克力板)具有極佳的耐(nài)候性,較高的表麵硬度和表麵光澤以及較好的高溫性能。壓克力板有良好的加工性能,既可(kě)采用熱成型(包括模(mó)壓、吹(chuī)塑和真空吸塑),也可用機械加工方式哪鑽、車、切割等(děng)。用微電(diàn)腦控製的機械切刮和(hé)雕刻不僅使加工精度大提高,而且(qiě)還可製作出用傳統方式無法完成的圖案和造型。另外,壓克力板可采用激(jī)光切割和激光雕(diāo)刻,製作效果奇特的製(zhì)品。
如果在生產有機玻璃時加入各種染色劑,就可以聚合成為彩色有機玻璃;如果加入熒光劑(如(rú)硫化(huà)鋅),就可聚合成熒光有機玻璃;如(rú)果加入人造珍珠粉(如堿式碳酸鉛),則可製得(dé)珠光有機玻(bō)璃。
(1)有機玻璃的特性
①高度透明(míng)性。有機玻璃是目(mù)前最(zuì)優良的高分子透明(míng)材料(liào),透光率達到 92%,比玻(bō)璃的(de)透光度高。 稱為人造小太陽的太陽燈的燈管是石英做的,這是因為石(shí)英能完(wán)全透過紫外線。普通(tōng)玻璃隻能透過 0.6%的紫外線,但有機玻璃卻能透過 73%。
②機械強度高(gāo)。有機玻璃的相對分子質量(liàng)大約為 200 萬,是長鏈的高分(fèn)子化合物,而(ér)且形成分子的鏈 很(hěn)柔軟,因此,有機(jī)玻璃的強(qiáng)度比較高,抗拉伸和抗衝(chōng)擊的能力比普通(tōng)玻璃高 7~18 倍。有一種經過 加熱和拉伸處理過的有機玻璃,其中(zhōng)的分子鏈段排列得非(fēi)常有次序(xù),使材料的韌性有顯著提高。用釘 子釘進這種有機玻璃(lí),即使釘子穿透了,有機玻璃上也不產生裂紋。這種有機玻璃(lí)被子彈擊穿後同樣 不會破成碎片。因此,拉伸處理的有機玻璃可用作防彈玻璃,也用作軍用飛機上的(de)座艙蓋。
③重量輕。有機玻璃的密度為 1.18kg/dm3,同樣大小的材料(liào),其重(chóng)量隻有普通玻璃的一(yī)半,金屬鋁 (屬於輕(qīng)金屬)的 43%。
④易於加(jiā)工。有機玻璃(lí)不但能用車床進行切削,鑽床進行鑽孔,而且能(néng)用丙酮、氯仿等(děng)粘(zhān)結成各種(zhǒng)形 狀的器具,也能用吹塑(sù)、注射、擠出等塑料成型的(de)方法加工成大到飛機座(zuò)艙蓋,小到假牙和牙托等形 形色色的製品。
(2)有機玻璃的用途 有機玻璃具有以上優良性能,使它的用途極為廣泛。除了在飛機上(shàng)用作座艙蓋、風擋和弦窗外,也(yě)用 作吉普車的風擋和車窗、大型建築(zhù)的天窗(可以防破碎)、電視和雷達的(de)屏幕(mù)、儀器和設備(bèi)的防護罩、 電訊儀表的外殼(ké)、望(wàng)遠鏡(jìng)和照相機上的光學鏡片。 用有機玻(bō)璃製造的日用品琳琅滿目,如用珠光有機玻璃製成的鈕扣,各種玩(wán)具、燈具也都(dōu)因為有了彩 色有機玻璃的裝飾作用,而顯得格外的美觀。 有機(jī)玻璃在醫學上還有一個(gè)絕妙的用處,那就是製造人工角膜。如果人眼的透明角(jiǎo)膜長滿了不透明的(de) 物質,光線(xiàn)就不能進入眼內。這就是全角膜白斑病引起(qǐ)的失(shī)明,而且這種病無法用藥(yào)物治療。 於是,醫學家設想用人工角膜代替長滿白斑的角膜。所謂人工角膜,就(jiù)是用一種透明的物質做成(chéng)一個 直徑隻有幾毫米(mǐ)的鏡柱,然後在人眼的角膜上鑽一個小孔,把鏡柱(zhù)固定在角(jiǎo)膜上,光線(xiàn)通過鏡柱進入 眼內,人眼就能重見光明。 早在 1771 年,就有眼科醫生用光學玻璃(lí)做成鏡柱,植(zhí)入角膜(mó),但並未獲得(dé)成功。後來,用(yòng)水晶代替 光(guāng)學玻(bō)璃,也隻用了半年就失效了(le)。在第二次(cì)世(shì)界大戰中,有(yǒu)些飛機失事時,飛(fēi)機上用有機玻璃做的 座艙蓋被炸(zhà),飛行(háng)員的眼(yǎn)睛(jīng)裏(lǐ)嵌入了有(yǒu)機玻璃碎(suì)片。經過了許多年以後,雖然這些碎片並未被取出, 但(dàn)也未進一步引起人眼發生炎(yán)症或(huò)其他不良反應。這件偶然發生的事(shì)說明有機玻璃和人體組織有良好的相容性(xìng)。同時也啟發了眼科醫生,可以用有機玻璃製造人工角膜,它(tā)的透光性好,化學性質(zhì)穩定, 對(duì)人體無毒,容易加工成所需形狀,能與人(rén)眼長期(qī)相容。現在,用有機(jī)玻璃做(zuò)的人工角膜已經普遍用 於臨床。 有機玻璃學名(míng)聚甲基丙稀酸甲(jiǎ)酯(PMMA),有部分人稱為壓克力。有極好的透光性能,可透(tòu)過 92%以 上的太陽光,紫外線達(dá) 73.5%;機械強(qiáng)度較(jiào)高,有一定的(de)耐熱耐寒性,耐腐蝕,絕緣性能良好,尺寸 穩(wěn)定,易於(yú)成型,質地較脆,易溶於有機溶劑,表(biǎo)麵硬度不(bú)夠,容易擦毛,可作(zuò)要求有一定強度的透 明結構件,如油杯、車燈、儀表零件,光學鏡片,裝飾禮品等等。在(zài)裏麵加入一些添加劑可以對其性 能有(yǒu)所提高,如耐熱、耐摩擦等。目前該材(cái)料廣泛的應用於廣告燈箱,銘牌等方麵的製作。
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