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PMMA应用市场广阔

时间: 2011-07-07 10:01 来源: 作者: 段庆生 点击:
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是最优秀的有机合成透明材料,透光率达92%,雾度不大于2%。PMMA具有良好的综合力学性能,拉伸、弯曲、压缩等强度均高于聚烯烃,也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等;冲击韧性较差,但也稍优于聚苯乙烯。浇注的本体聚合PMMA(例如航空用有机玻璃板材)拉伸、弯曲、压缩等力学性能更高,可以达到聚胺、聚碳酸酯等工程的水平。PMMA具有良好的介电和电绝缘性能、优异的抗电弧性。PMMA的耐热性和耐寒性并不高,但耐老化性能优良。PMMA可以采用浇铸、注塑、挤出、热成型等工艺加工,并具有良好的后加工性能。

PMMA作为性能优异的透明材料广泛应用于各种灯具、照明器材、光学玻璃、各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘、光导纤维、商品广告橱窗、广告牌、飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃、各种医用、军用、建筑用玻璃等领域。近年来,随着PMMA改性与技术进展,PMMA的应用领域不断扩展。

医用高分子材料

医用高分子已成为功能高分子一个重要分支,广泛应用于以诊断和治疗为中心的医疗领域。目前各种免疫方法用的基质多数是高分子材料,具有生理功能的人工器官也多由高分子材料制成。其中PMMA是在医用制品领域应用广泛的材料之一。早在1949年,美国就将PMMA临床应用于人的头盖骨和关节修补。如今PMMA大约占到医用高分子材料总体用量的10%。中国每年用于医疗的PMMA超过300吨。

PMMA质轻,具有较高的力学强度、较好的抗潮湿性能,可长期在潮湿条件使用,对水溶性无机盐、硷及某些稀酸有一定稳定性,特别是耐生物老化性能和生物相容性好,光学性能优异,透光率高。医学上常用作颅骨修补材料、人工骨、人工关节、胸腔填充材料、人工关节骨粘固剂,特别是在假牙、牙托的应用中更为广泛。以PMMA为主要成分制成的骨水泥,用于骨折的固定和粘合。碳纤维增强PMMA复合材料的弯曲强度、断裂模量及其抗冲击性能均优于人体颅骨材料,对患者实施颅骨缺损修复后起到重要的防护作用。改性的亲水性PMMA在眼科、烧伤敷料和药物微胶囊等方面也都得到广泛应用。PMMA还是目前用于制作人工肾透析膜的主要高分子材料品种之一。

微囊壁材

微囊技术是一种用成膜材料将固体或液体包覆形成微小粒子的技术。由于形成微囊后物质具有许多独特的性能,引起各国科研人员的极大兴趣。纳米微囊,由于其颗粒微小(纳米级),易于分散和悬浮在水中形成胶体溶液,外观上是清澈透明的液体,因此具有与一般微囊不同的独特性质,在许多领域得到广泛的应用。

免疫学中用作抗原的疫苗通常要用氢氧化铝、磷酸铝等吸附才能在人体内更好地产生抗体。有研究表明,用PMMA做成纳米微囊形式可代替氢氧化铝作疫苗的吸附剂,也能产生良好的抗体。由于这种疫苗纳米微囊抗原颗粒小,有较高的亲水性,易被水润湿,因此有利于抗体的产生。用PMMA作壁材的纳米微囊疫苗具有安全高效的特点。抗原形成纳米微囊后,对抗原起保护作用,可防止其在体内新陈代谢过程中过早分解,延长抗原在体内的滞留时间,有利于抗体的生成。

纳米微囊在医药领域主要用于包覆药物。制成纳米微囊的药物用于静脉注射,因其颗粒极其微小,可顺利通过人体最细的毛细血管而不会造成血管堵塞,用于皮下注射时有利于药物集中于注射部位,并使药物释放。

光学显示材料

面对信息化时代的高速发展,显示产业进步迅速,我们在实际生活中使用的显示装置起着翻天覆地的变化。过去一个世纪以来,作为显示产业主流产品的显像管正在逐渐消失,多种形态的平面显示器(FPD)渐渐占据市场主流,其代表产品有TFT-LCD、PDP、EL等。

目前,TFT-LCD和有机EL在显示器领域,TFT LCD和 PDP在全平电视(FPD TV)领域,都在进行着激烈的竞争。TFT-LCD 没有自身发光的光源,为此开发了背光板。导光板是背光板的核心组件。

使用最普遍的导光板材料是光穿透性和耐候性最好的塑料——光学用PMMA。PMMA因具有良好的着色性而可创造出亮丽的外观,因而广泛使用于导光板。用于导光板的PMMA需要彻底的异物处理,光特性也比一般PMMA更优良。

塑料光纤

与玻璃光纤相比,塑料光纤具有柔韧性和抗震性好、易安装及维护、重量轻、对人体安全性好等许多优点,在工业、商业、民用、国防等诸多行业和领域有广泛的应用前景,是解决全光网络中最后一段距离高速宽带通信的最佳技术途径之一。

聚合物光纤自19世纪60年代美国杜邦公司首次发明以来,取得了很大发展。1968年杜邦公司研制的PMMA阶跃型塑料光纤,其损耗为1000dB/km。1983年,NTT公司的全氘化PMMA塑料光纤在650nm波长处的损耗降低到20dB/km。近年来,Y.KOIKE等以MMA单体与TFPMA(四氟丙基丙烯酸甲酯)为主要原材料,采用离心技术制成了渐变折射率聚合物预制棒,然后拉制成GI POF(渐变折射率聚合物光纤),具有极宽的带宽(>1GHz.km),衰减在688nm波长处为56dB/km,适合短距离通信。国内有人以MMA及BB(溴苯)、BP(联苯)为主要原材料,采用IGP技术成功地制备了渐变型塑料光纤。日本富士摄影胶片公司研制出一种成本更低的新型光纤。新型光纤是由PMMA多用途树脂制造而成。因为其内、外两部分间具有不同折射率,能比普通玻璃纤维更精确地传输信号。中国中科院化学所研究成功渐变型塑料光纤技术,其制备的折射率梯度分布可控的PMMA光纤所达到的技术指标为:在-40~500℃的条件下,光损耗140-240 dB/km,带宽0.6-2.3 GHz,数值孔径0.15-0.45,单根光纤长度可达600米。

电致发光材料

自从高效、高亮度双层结构器件开发成功以来,基于其低驱动电压、高亮度、高效率以及易于制成大面积、全色、平板显示器等优点,有机电致发光的研究已经成为电致发光领域的一大热点。

PMMA也是电致发光技术研究的重要材料之一。Kido采用染料分子级掺杂聚合物作发光层,装配了一种单层EL器件,在17V偏压下,得到亮度为920cd/m2的绿色发光。这种聚合物即具有光、电惰性的PMMA,它具有好的成膜性和较高的玻璃化转变温度(105℃)。采用喷涂成膜,通过掺杂不同的荧光染料,可以使发光颜色由绿变红。

彩色门窗

双色共挤技术是欧洲上世纪80年代开发的技术,它采用PMMA或ASA(丙烯、苯乙烯和丙烯酸酯三元聚合物)与PVC共挤,使塑料门窗拥有极高的耐候性和丰富稳定的色彩。PMMA和ASA同属丙烯酸类树脂,耐候性和加工性能十分优良,可以大幅度提升塑料门窗的耐候性、光泽度、耐腐蚀、耐热等性能。采用这种工艺还可以生产双彩色门窗,即两个可视面(门窗的内外两面)可以是不同颜色,更好地解决装饰个性化及与环境的适应性。

手机镜片

近年来手机消费呈不断上升趋势,手机用镜片行业也正蓬勃兴起。

目前手机镜片的加工材料有三种,即玻璃、注塑原料和1mm以下的有机玻璃(PMMA)板材。总的来看,1mm厚的有机玻璃作手机镜片是市场流行的最终趋势。但目前国内这方面板材完全被国外产品所垄断,价格昂贵。而如果有此类技术能力的科研单位和工厂相联合,攻克此类板材的生产难关,那么无论是从市场前景还是从利润空间来说,都应该是大有可为的。

从中国有机玻璃市场来看,高档有机玻璃材料主要还是以进口为主,近年来中国PMMA市场需求不断扩大,国外重点供应商渐渐在中国市场扩大投资。随着产业技术不断深化,相信PMMA应用技术的研究会有更进一步的发展。 (end)

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