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一、PMMA的结构与性能

1. 分子结构及性能

聚甲基丙烯酸甲酯，英文名 polymethyl methacrylate, PMMA, 俗称有机玻璃、亚克力，是由MMA单体与少量的丙烯酸酯类共聚而成的非结晶性塑料，具有良好的透明性、光学特性、耐候性、耐药品性、耐冲击性和美观性等特性，是被誉为“塑料女王”的高级材料，产品包括模塑料、挤压板及浇铸板。其密度为 1.18-1.19g/cm3，折射率较小，约1.49，透光率达92%，雾度不大于2%，是优质有机透明材料。PMMA的结构式如下：

其中，n = 10 000~ 12 000。

根据聚合机理不同，聚甲基丙烯酸甲醋分子结构主要有 三种不同的构型，即尤规立构型、全同立构型、间同立构 型，一般为无规立构型，但存在着相互隔离的短程有序排列（立构规整）。

2. 聚集态结构与特点

聚甲基丙烯酸甲酷分子链中由于含有体积较大的 COOCH3 侧基官能团，分子链难于规整排列成结晶结构，一 般为无定形态，但拉伸定向产品有部分结晶构型。

PMMA的性能特点：

1) 物理性能

PMMA具有优异的光学性能，透光率高 达92%, 比无机玻璃还高 10%; 无色、几乎不吸收可见光， 能透过270nm 的紫外光，着色性好，且在热作用下几乎不变色、退色，折射率为 1.49, 表面反射率不大于4%, 表面光泽度高；PMMA相对密度小，为 1.17- 1.20, 仅为无机玻璃的一半。

2) 力学性能

PMMA常温下有较高的机械强度，且受 温度影响小，但当接近软化点和玻璃化转变温度时强度急剧 下降；PMMA表面硬度和耐刻划性差，抗冲击韧度也较低， 常需采用橡胶改性；吸水性高，尺寸收缩量大。3) 热性能

PMMA热膨胀系数大，由于温度引起的尺 寸变化大。

4) 电性能

PMMA在很高的频率范围内，其功率因素随频率的升高而降低，适于作长期室外电器用具；具有良好的耐电弧性和抗漏电性，表面电阻大，电绝缘性高。

5) 耐化学药品性

PMMA耐强酸、强碱、无机盐、油脂类、脂肪族碳氢化合物等。

6) 耐老化性

PMMA具有优良的耐候性，在室外长期暴露，其透明性和光泽度变化很小。

二、PMMA的分类

1. 分类方法

聚甲基丙烯酸甲酣根据其合成方法可分为本体浇铸法、 悬浮聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法四种，其中工业上最 重要的是本体浇铸法和悬浮聚合法，用作塑料材料的主要也是通过这两种方法制备的。糖心vlog官网

1) 本体聚合法

本体聚合法是在MMA单体中加入增塑剂、脱模剂、色料和少量引发剂等助剂，搅拌升温至适当温 度进行预聚合，待物料黏度达2Pa·s左右，经冷却、过滤、计量后，再将此浆液灌模、排气、封合，并在烘房或水箱中分段控温聚合，脱模后在高于玻璃化温度的条件下热处理， 即得所需的PMMA浇铸型材。

2) 悬浮聚合法

悬浮聚合法是以水为介质，在机械搅拌下，借助聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸钠等分散剂的作用，把 MMA 分散在水中呈小球状，加入硫酸镁等稳定剂（防止聚合时珠粒粘连），并使用油性引发剂（如 BPO) 进行分段加热聚合，再经过滤、洗涤、干燥，即得到模塑粉。

2. 各种类型的特点及选用

本体聚合法通常用来制造PMMA的板、棒、管等浇铸制 品，产品分子量高、力学及热性能高，但流动性差，不能通 过挤出、注射等方式成形；悬浮聚合法得到的PMMA模塑粉 分子量较低，可以通过挤出、注射等方法制造一些精密制 品。

三、PMMA的改性与应用

1. PMM的改性方法

(1) 聚合工艺改性

聚合工艺改性的一种是指在PMMA浇铸过程中通过拉伸定向获得定向有机玻璃。其法是将PMMA浇铸型板材经加热至 105- 110℃时，在专门的拉伸设备上进行双向拉伸，达到 50-70%的拉伸度后停止拉伸，冷却定型糖心vlog入口。

另一种聚合改性方法是采用丙烯酸甲酯的 α 位甲基取代物作为单体进行聚合，常用的 α 位取代基为卤素如Cl、 F、 Br或氰基(-- CN) 聚合得到聚 α-卤代丙烯酸甲酯及聚α-氰基丙烯酸甲酯。α- 卤代丙烯酸甲酯可通过本体及溶液聚合方式制备，聚合产物透光率高，密度大 (1.40 1.49 g/cm3），表面硬度、耐划痕性、机械强度均高于PMMA, 同时提高了耐热性及耐有机溶剂腐蚀性，缺点是耐候性差。聚α-氰基丙烯酸甲酯可采用自由基或阴离子引发本体或乳液聚合，产物耐热性比PMMA有显著提高，热变形温 度 157℃ (PMMA 为60~102℃), 维卡软化点为 168℃: (PMMA 为113℃), 加工温度高，成形时易分解，故不宜按一般热塑性塑料的成形方法加工，常采用浇铸成形。

(2) 共混改性

在聚甲基丙烯酸甲酯预聚体中加入鱼鳞粉或碱式碳酸铅，在搅拌均匀后灌入模具中振动聚合，得到珠光有机玻 璃；也可以将PMMA聚合物与 PC共混，因两组分树脂相互呈现层状获得珠光色泽。

珠光有机玻璃的一般性能同普通有机玻璃基本一致，但更具有鲜艳夺目的珠光色泽。

(3) 共聚改性

1) 甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯共聚物

流动性好、成膜性好，但机械强度和性能不如PMMA。

2) 甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸乙酯共聚物

其软化温度为180℃, 可在70- 80℃长期使用，常温下有拉伸性、粘接性、柔性和弹性，可以注塑、流延成膜。

3) 甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯共聚物

共聚物的耐水性、介电性和熔体流动性都好。

4) 甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸共聚物

其热变形温度大于PMMA, 可达 120- 140℃, 其他力学性能均好。

5) 甲基丙烯酸甲酯与二甲基丙烯酸－缩乙二醇酯交联或与二甲基丙烯酸二缩乙二醇酯共聚物

其浇铸板材的抗银纹性、拉伸强度高于PMMA, 但其成形温度、拉伸定向温度也提高了，且吸水率增大。

6) 甲基丙烯酸甲酯与 α-甲基苯乙烯共聚物 (MMA/α-MS) 共聚物

折射率比PMMA更大，使用温度比耐热PMMA还高11- 22℃, 流动性较差，但还可以注塑、挤出和热成形。

7) 甲基丙烯酸甲酯与丁二烯共聚物

共聚物呈半透明、低吸水性、表面硬度较高，抗冲击韧度比PMMA高5倍。

8) 甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚物 (MMA/S)

其热变形温度比耐热PMMA还高10-20℃，属耐热透明材料，着色力强，熔体流动性较好。

2. PMMA的应用

定向有机玻璃广泛用于飞机、汽车、轮船的风挡、窗玻璃、复合安全玻璃以及其他防护、防爆、护屏、防弹等场合；聚α- 卤代丙烯酸甲酯及聚α一氧基丙烯酸甲酯主要用 于超音速飞机上的窗玻璃或一般有机玻璃耐热性及机械强度 不能满足要求的场合。

珠光有机玻璃是一种高级装饰材料，可作机械、仪表、 建筑、轻化等工业及文教宣传等方面的装饰材料， PMMA/PC 共混珠光塑料因不含有毒性的铜类无机物，适于作食品和化妆品容器及汽车内部装饰、家用电器装饰等TXAPP.TV。

1）甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯共聚物主要用作电视机电子束管的“有机膜＂；

2）甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸乙酯共聚物用作电绝缘材料；

3）本体聚合的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯共聚物用于制造安全玻璃夹层，悬浮聚合的共聚物可作牙托粉（一种自凝材料）、假牙、假眼球，还可用作保护电机线圈绕组、变压器结构材料；

4）甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸共聚物用作高速飞行透明材料和作耐热有机玻璃；

5）甲基丙烯酸甲酯与二甲基丙烯酸－缩乙二醇酯交联或与二甲基丙烯酸二 缩乙二醇酯共聚物也是主要用作高速飞行透明材料和作耐热有机玻璃；

6）甲基丙烯酸甲酣与α-甲基苯乙烯共聚物 (MMA/ α-MS) 用于有一定透明度、耐热和强度的零件，如透明管道、窥镜、油杯、光学镜片、设备标牌、汽车车灯、仪器零件等；

7）甲基丙烯酸甲酯与丁二烯共聚物用于高抗冲有机玻璃制品，如汽艇外装马达盖、机器外壳、框架、容器等；

8）甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚物 (MMA/S) 用作制笔、钟表、汽 车、飞机、轮船的仪器仪表部件、医药、文教、日用品、光 学镜片、防毒面具、视镜、台灯、车灯、广告牌、风挡玻璃 及装饰件等。

四、PMMA的成型加工

1. 各种加工方法的工艺条件

l) 本体聚合的PMMA浆液，可以用浇铸法制成板材、棒材、管材等型材。

2) 悬浮聚合得到粉、粒料，适用于一般的注塑、模塑、挤出、中空成形等塑料加工方法。PMMA的熔体黏度比大多数热塑性塑料对温度更敏感，必须严格控制加工温度，同时，由于其在接近加工温度时易氧化，黏度较高，为改善其流动性，可进行改性处理。

PMMA模塑料的加工上艺条件如表4-1所示。

表4-1 PMMA模塑料的加工工艺条件

3) PMMA 的型材可以进行机械加工，如锯、铣、钻和饺孔等；并可用溶剂型胶黏剂黏结，也可用丙烯酸酯类胶黏剂与织物增强丙烯酸酯类塑料、涤纶带粘接；PMMA制成的透明制品可以采用镶嵌连接、边缘柔性连接和刚性连接方法装配在金属骨架上。

2. 预处理及后处理工艺

PMMA 的吸湿率达0.3%，在加工成形受热时会导致制品起泡，故在热加工前需注意干燥，尤其在使用回收料时更需注意。由于聚甲基丙烯酸甲酯加工过程中易产生内应力，因此对成形后的制品应作适当处理消除内应力。消除内应力的有效方法是退火，退火时间和退火温度可根据制件厚度和结构确定。通常制件越厚，所需退火温度越高，退火时间越长。退火过程不应影响到制件结构。一般在 120℃退火处理2 h 或90℃处理 6h 即可。

3. 技术安全

本体浇铸型有机玻璃无毒，在锯切、钻孔或成形温度下可能会放出少量甲基丙烯酸甲酯气体，在加工间应装有换气装置。