Производство листового органического стекла, методом полимеризации в массе

Литьевой  метод производства оргстекла

Для литого оргстекла исходным материалом является жидкий мономер метилметакрилата. На первом этапе производства в мономер добавляются различные добавки для окрашивания листов или придания им специальных свойств, отвердители и другие компоненты. После этого холодную растворенную массу акрила заливают между двумя специальными силикатными стеклами, помещают в рамку, рассчитанную на партию из 20 листов, производят термообработку в воде и затем воздухом. В результате полимеризации получается твердый листовой материал, который обрезается по стандартным размерам.

Вследствие  этих особенностей производства, ассортимент  литых акрилов гораздо шире, и  производится он практически в неограниченном диапазоне толщины, в то время  как экструдированный – от 1,5 до 24 мм (для него характерна стабильность толщины листов, допуск которой не превышает 5%, в то время как разнотолщинность листов литьевого оргстекла может достигать 30%). Литьевое оргстекло более ударопрочно (имеет "сшитую" молекулярную структуру), лучше экструзионного полируется и великолепно формуется.

В результате литья получается пластик, внутренняя структура которого имеет длинные молекулярные связи и, выражаясь образно, похожа на спагетти. У пластика, полученного путем экструзии, цепи короткие, и внутренняя структура выглядит, как мелко порезанная вермишель.

Если  помнить о разной внутренней структуре литьевого оргстекла и экструзионного оргстекла, то легко понять различия в их характеристиках, и почему они ведут себя по-разному. Таким образом, выбор литьевого или экструзионного оргстекла зависит от того, для производства каких именно изделий Вы планируете его использовать.

Листовое  органическое стекло перерабатывают вакуумированием, пневмоформованием и штампованием. Заготовку перед формованием нагревают до температуры, которую выбирают в интервале между температурами размягчения и деструкции полимера. В случае полиметилметакрилатного органического стекла продолжительность разогрева заготовки t (мин) может быть ориентировочно определена по уравнению.

t = 10 + 3 d , где d –толщина листа в мм

При формовании изделий из ориентированного органического  стекла перед разогревом лист закрепляют в массивной раме, в которой затем осуществляют формование. Используют также метод холодного формования.

Листовое  органическое стекло можно подвергать всем видам механической обработки специально разработанным для этой цели инструментом. Например, сверление отверстий в листовом полиметилметакрилате следует осуществлять сверлом с углом при вершине 120 ° при низких скоростях резания и подачи инструмента. При отсутствии специального инструмента механическую обработку органического стекла осуществляют с применением инструментов и режимов, обычно используемых для обработки легких сплавов и дерева. Фрезирование производится на высокоскоростных режимах резания. Охлаждение и отвод стружки осуществляется сжатым воздухом. Шлифование граней органического стекла производится на тонких шлифовальных кругах сухим способом. Создаваемое при этом давление не должно вызывать перегрев материала. Органические стекла склеивают клеями и сваривают встык или внахлест. Для крепления листового органического стекла в рамах остекляемых проемов разработаны различные способы. При жестком болтовом креплении органическое стекло прижимают в раме или каркасу при помощи болтов, винтов или заклепок, пропущенных через отверстия в стекле или специальные вырезы (фестоны). Заворачивание болтов можно осуществлять только специальными тарированными гаечными ключами. При жестком безболтовом креплении прижим листа к каркасу или раме осуществляется металлическими накладками, которые крепятся болтами. Этот вид крепления более совершенен, т. к. нет необходимости рассверливать отверстия в листе секла, а возникающие в нем напряжения распределены более равномерно, чем в предыдущем случае. Мягкое безболтовое крепление листового органического стекла не приводит к возникновению напряжений в стекле в момент крепления и не препятствует деформации листа при эксплуатации.

Заключение

На сегодняшний  день предложенная схема производства полиметилметакрилата методом полимеризации в массе является одним из наиболее рациональных методов. Получаемый полиметилметакрилата имеет свойства, позволяющие перерабатывать его в различные изделия. Получаемые из оргстекла изделия обладают высокими прочностными свойствами, устойчивость к старению, химически и токсически безвреден для окружающей среды и человек.

Список  литературы

1.Энциклопедия полимеров. – М.: Советская энциклопедия, 1972.

2.Органические стекла и метакрилатные формовочные полимеры. Каталог. – Черкассы, 1987. – 32 с.