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高透明丙烯酸酯树脂的加工与应用

时间: 2011-06-26 21:17 来源: 作者: 点击:
丙烯酸酯树脂最重要的性能是其透明性、良好的光学性能、表面硬度、耐化学物质性能以及良好的耐候性。它的透明性接近水晶而密度仅是水晶的一半。它能加工成纤维、片材、薄膜、型材、管材等。该材料以粒料的形式供应,可以进行挤出、压延或者注射成型。

丙烯酸酯树脂指的是一个大树脂家族,其性能坚韧、透明。丙烯酸酯树脂可以单独使用,也可以组合使用,或者包含一些其他单体,从而使聚合物的性能从软和柔韧到坚硬或者坚固。

这种聚合物由甲基丙烯酸单体(MMA)与酯或者胺、丙烯酸或者甲基丙烯酸衍生物聚合而成。丙烯酸酯树脂为自由基聚合,由过氧化物或者含氮化合物催化引发。该聚合物也可以通过氧化还原聚合来获得。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是丙烯酸酯家族中最重要的均聚物,可以通过本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合或者溶液聚合进行生产。加入颜料或者染料能够制得透明或半透明的各种色彩的树脂。与乙烯树脂、丁二烯树脂、丙烯酸或者聚酯共混能够改善材料的物理性能。

用于注射成型的多种PMMA树脂由于具有不同的分子量,致使它们的流动速率、耐热性和韧性都有所不同。被ASTM标准定为5、6、8级的PMMA树脂,其分子量中等,配方的改变使流动速率以及耐热性有所变化,同时表现出一定的韧性。高分子量级别的PMMA树脂除了具有相似的流动性和耐热性以外,还更坚韧。因其在组装和运输时所表现出的极好耐断裂性能,这些级别的树脂也成为挤出成型的首选。在注射成型中,这些级别的材料不但表现出了很好的耐断裂性能,而且容易充满复杂的模具。

PMMA的可见光的透射率达到92%,浑浊度不到2%。普通级别的丙烯酸树脂制品对缺口有些敏感、导电性很低、抗电弧性能良好、介电强度优良。片材产品通常采用浇铸成型(把MMA等物质注入到两块光滑的玻璃板之间用垫圈或夹子夹住,即能够得到不同厚度的板材)。这属于一种批次加工的方法。由于该反应为放热反应,因此需要控制反应速度以避免产生气泡。

另一种生产片材的方法是采用连续浇铸成型,即把聚合物置于两条移动的光滑带之间。此外,采用挤出或者压延方法也能生产片材。这些方法各有优缺点,不能说其中一种加工方法就一定比另外一种方法更好。通常,浇铸丙烯酸酯树脂产品具有更好的光学性能,表面也更光滑;采用连续方法生产的片材能够获得更长的片材,厚度变化也比浇铸成型小;而挤出或者压延方法通常比浇铸成型成本低。

对于耐断裂的应用场合,通常人们选用抗冲击 PMMA改性粒料,采用挤出成型方法生产片材。该方法一般要求挤出机螺杆具有更长的长径比(L/D),从而可更好地控制模头中的熔体。为了改善熔体质量,螺杆与模头之间还要安装静态混合器。

为确保模头之后下游的高产率,卷辊需要更好的抛光。在卷辊上轧花刻上图案可以给片材带来不同的表面抛光效果或其他特殊效果。丙烯酸树脂可以将乙烯基树脂或ABS树脂作为三明治结构板材的芯层进行共挤出,从而使板材具有抗紫外线、隔热或者保护光滑表面的功能。

使用传统的注射成型机能够加工PMMA,由于这种树脂像尼龙和聚酯一样属一种吸湿材料,注射前材料必需进行干燥,否则注射机上必需安装排气管。PMMA的黏度较高,为了生产出高质量的制品,该材料的注射压力的选择一般要比其他热塑性高一些。在一些特殊制品的加工中,如汽车尾灯,模具通常还需要镀铬以获得光滑的表面,同时模具的排气功能也很重要。

PMMA弹性记忆很好,其片材能够采用通用的热成型设备进行生产。因为热熔体强度较低,PMMA在吹塑成型上受到一定限制,这意味着挤出吹塑成型未经改性的丙烯酸酯树脂十分困难。然而它能够先通过注射成型加工成型坯,然后再经加热而完成吹塑成型。

有机玻璃是PMMA一个重要的应用,特别是应用于飞机眩窗。尽管在绝对用量上可能比其他的应用少一些,然而在飞机上它却扮演着十分重要的角色。

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