Оргстекло - популярный материал

Содержание:

1. Что такое оргстекло
2. Особенности производства оргстекла
3. Состав органического стекла
4. Виды оргстекла
5. ГОСТы оргстекла
6. Технические характеристики органического стекла
7. Свойства оргстекла
8. Преимущества оргстекла
9. Недостатки оргстекла
10. Как обрабатывают оргстекло
11. Где применяют органическое стекло
12. Сколько стоит органическое стекло

Органическое стекло –термопластичный полимер с высокой степенью прозрачности. Оно имеет множество наименований: полиметилметакрилат (ПММА), плексиглас, акрил. Материал используют сегодня в различных сферах.

Для справки: Изобретение полиметилметакрилата прочно связано с именем немецкого ученого Отто Рема. Благодаря его исследованиям и разработкам, в 1928 году компания RoehmundHaas начала выпуск прозрачного стекла с внутренним акрилатным слоем. А в 1933 году появилось новаторское изобретение, получившее название органическое стекло (сокращенно оргстекло).

Особенности производства

Органическое стекло производится 2-мя способами. От выбранного метода зависят его внешний вид, технические характеристики, размеры.

Литье

Литьевой или блочный способ позволяет выпускать цветные разновидности и варианты с флуоресцентным свечением. Такой материал ударопрочен и устойчив к химическим реагентам. Формой для его производства выступают очищенные силикатные стекла, между которыми заливается мономер с дополнительными компонентами: отвердителями, красителями. После полимеризации получившийся лист обрезают в соответствии с заданными размерами.

Экструзия

Это непрерывный, полностью автоматизированный процесс. В качестве сырья используются специальные гранулы. Их нагревают до вязкого состояния. В полученный состав добавляют нужные компоненты. Полученная масса проходит через экструзионную головку и подается на зеркальные каландры, где и задаются необходимые размеры. Для получения рифленой поверхности листы пропускают через специальные валики. Такое органическое стекло более растяжимое, легко принимает разные формы.

Состав

Органическое стекло не имеет ничего общего, кроме прозрачности, со своим аналогом. Оно гибкое, пластичное, легко переносит нагрузки, от которых обычное стекло лопнуло бы. У него иной состав, представленный сложной формулой (C5H8O2). Из нее видно: основными составляющими являются углекислый газ, водород и кислород.

Но полимер может обладать различными свойствами. На рынке присутствуют шумозащитные, ударостойкие, инертные к ультрафиолету разновидности. В зависимости от характеристик изменяется и состав, в него добавляют определенные присадки. Однако от первоначального он все равно будет отличаться не более чем на 35%.

Виды оргстекла

На сегодняшний день выпускается ПММА разных видов.

Вид	Описание
Прозрачное	Основные признаки – гладкость и блеск. Толщина – 3 миллиметра. Светопропускание 93%.
Прозрачное цветное	С равномерной окраской в любой тон. Наиболее распространена серо-голубая палитра оттенков.
Матовое белое	Гладкая поверхность. Светопропускание 20%-70%
Матовое цветное	Глянцевые разновидности с разным процентом светопропускания, окрашенные в любые оттенки.

К сведению: На рынке имеется и рифленое оргстекло. Оно бывает прозрачным и матовым. Его отличие – объемный рисунок с одной стороны. При этом вторая остается гладкой.

Стандарты качества, ГОСТы

Производство акрила регламентируется соответствующими государственными стандартами.

ГОСТу 17622-72 соответствует 2 вида ПММА:

1. ТОСП. Полиметилметакрилат с улучшенными физико-механическими свойствами за счет добавления пластификаторов. Он удобен в формовании. Из него изготавливают детали для сложных конструкций, сувениры, аквариумы. Отличается широкой цветовой гаммой.
2. ТОСН. Непластифицированное оргстекло. Устойчиво к высоким и низким температурам, химическому воздействию. Поставляется блоками. Имеет прозрачный цвет.

ТУ 2216-044-55856863-2005 соответствует разновидность, модифицированная под международные стандарты. Она отличается стойкостью к различным условиям (воздействию света, атмосфере).

По ТУ 2216-244-05757593-99 производят акриловое стекло, применяемое в быту. Имеет сходство с керамикой. Используется в изготовлении сантехнических изделий: ванн, поддонов для душа.

ГОСТ 9784—75 регламентирует выпуск стекла с маркировкой СБ и СБПТ. Это матовые (бесцветные или окрашенные) разновидности, востребованные в области рекламы, для производства светотехники.

Технические характеристики

Популярность и широкое распространение ПММА обеспечили его характеристики.

Характеристики	Значение
Плотность	Варьируется в пределах 1,18-1,19 г/куб. см
Плотность при растяжении	75 МПа
Уровень водопоглощения	0,2%
Уровень теплоустойчивости	110°C
Модуль упругости	3210 МПа
Температурный диапазон	Температура: ¾     кипения - 200°C; ¾     плавления - 160°C; ¾     воспламенения – от 460°C до 630°C; ¾     эксплуатации – от -40°C до +90°C

Важно: Коэффициент светопропускания прозрачных разновидностей может достигать 93%. У матовых показатель уменьшается до 75%.

Толщина

Отдельно следует сказать о толщине акрила. От этого параметра зависит выбор материала при изготовлении тех или иных конструкций. В продаже встречаются листы с толщиной:

• 1,5 мм. Вес изделия – 11,2 кг. Хорошо поддается любой обработке. Используется для создания рекламных подставок, визитниц, ценникодержателей.
• Оргстекло 2 мм. Вес – 13,4 кг. Из него изготавливаются смотровые окошки, защитные экраны для картин.
• Оргстекло 3 мм. Вес – 22,3 кг. Применяется как подсветка, для создания светящихся вывесок, лайт-боксов, боковых стекол в автомобиле и лобовых в мотоциклах.
• Оргстекло 4 мм. Вес - 29,8 кг. Из такого листового акрила делают указатели, подставки со стороной не более 8 см, перегородки.
• Оргстекло 5 мм. Вес – 37,2 кг. ПММА встречается в дизайнерских конструкциях, в качестве защитного экрана магазинных витрин.
• Оргстекло 6 мм. Вес – 44,6 кг. Им остекляют промышленные и производственные помещения, катера, самолеты, используют в приборостроение.
• Оргстекло 8 мм. Вес – 59,5 кг. Применяется для производства табличек с подсветкой и гравировкой (акриллайтов), букв, логотипов. Нашло свое место в остеклении вертолетов, самолетов, яхт.
• Оргстекло 10 мм. Вес – 74,4 кг. Из оргстекла таких размеров изготавливают награды, мебель, подставки на стол сложных форм, презентационные стенды, баскетбольные щиты.
• 12 мм. Вес – 89,3 кг. Оргстекло используется для прозрачных лестниц, ступеней, сцен, ограждений, перегородок.
• 20 мм. Вес – 148, 8 кг. Акрил получил распространение при производстве павильонов для бассейнов, навесов, элементов интерьера.

Для справки: Оргстекло выпускается в виде труб, листов, блоков, стержней. Листовые разновидности имеют стандартные размеры – 2050х3050.

Свойства

Виниловый полимер обладает многочисленными свойствами, делающими его универсальным. Среди них:

• Влагостойкость. Это дает возможность применять акрил в производстве аквариумов, остеклении катеров, яхт.
• Высокая степень светопропускания. По этому показателю оргстекло уступает только кварцевому.
• Низкий уровень электропроводности. Это позволяет использовать ПММА как электроизоляционный материал.
• Легкость. Полиметилметакрилат на 7% легче полиэфирных стекол, на 17% - пластика, в 2,5 раза - силикатного аналога.
• Стойкость к воздействию атмосферных явлений. Этот параметр сделал возможным применение оргстекла в самолетостроении, пригодным для производства контактных линз.

Оргстекло толщиной 2мм легко заменяет обычное стекло, толщина которого 10 мм. Это говорит о его высоких шумо- и теплоизоляционных

Преимущества

Достоинства легкого, прозрачного оргстекла не вызывают сомнений. К положительным моментам относят:

• Ударопрочность. В 10 раз прочнее силикатного аналога, при этом не разбивается на мелкие осколки. По этому критерию уступает ПЭТ и поликарбонату, но на рынке встречаются усиленные варианты, прочность которых может достигать 100 кДж/кв.м.
• Легкость обработки. С ним можно выполнять любые операции: резать, гнуть, пилить, гравировать.
• Долгий срок эксплуатации. Не желтеет от воздействия ультрафиолета, сохраняет свои характеристики до 10 лет.
• Экологичность. Материал можно утилизировать, он легко поддается вторичной переработке.

Во время любой обработки ПММА не теряет своих оптических свойств, не искажает изображение.

Недостатки

У широко распространенного оргстекла имеются и недочеты. Среди них:

• При температуре 260°C он легко воспламеняется.
• При термоформировании на поверхности могут появляться микротрещины.
• Твердость 180 - 190 Н/мм² не спасает от незначительных деформаций. Поверхностный слой легко повредить.
• Низкая стойкость к некоторым химическим реагентам. Например, к хромовой, азотной, серной кислоте и спиртовым растворам: пропанолу, бутанолу, эталону.

Обратите внимание: Несмотря на чувствительность к спиртосодержащим жидкостям, непродолжительный контакт с 10%-ным этиловым спиртом оргстекло легко выдерживает.

Способы обработки

С органическим стеклом очень легко работать. Менять его форму, вырезать простые и сложные элементы можно различными способами. Широко применяются несколько методов.

Сверление

С этой целью используются сверла из быстрорежущей стали для легких металлов. В процессе проведения работ нельзя забывать об охлаждении. Выполняет оно с помощью сжатого воздуха или смазочных жидкостей. Необходимо делать перерывы для своевременного удаления стружки.

Фрезерование

Используются фрезы небольшого диаметра. Также необходимы охлаждение и удаление стружки. После этой операции возможно выполнение и других: гравирования, полировки.

Резка

Бывает 2-х видов:

• Пилами. Применяются ленточные и дисковые инструменты. Недостаток – неаккуратный срез. Работа с дисковой пилой предпочтительней и дает более качественный результат, но она требует профессиональных навыков и строгого соблюдения техники безопасности.
• Лазером. Безотходный, современный метод, обеспечивающий точность среза до 0,005 мм. Лазерная резка осуществляется на больших скоростях. При этом режущий инструмент с оргстеклом не соприкасается.

Применение специального оборудования дает возможность изготавливать изделия любой сложности по стандартным или индивидуальным эскизам.

Формование

Определенная марка оргстекла требует специального диапазона температур. Предварительно рекомендуется материал просушить в сушильных камерах.

Склеивание

Перед этим требуется отжиг (температура – 65-80°С), после которого проводится естественное охлаждение. Это необходимо, чтобы снять внутренние напряжения. Для получения бесцветных швов часто используется клей СММ, в составе которого преобладает полиметилметакрилат.

Сварка

Применяется при изготовлении нестандартных изделий, моделей с утолщением, для крепления насадок. Для литьевого стекла нужны более высокие температуры. Сварку могут проводить различными способами: индукция, вибрация, ультразвуковая пайка, горячий газ. После выполнения операции требуется термическая обработка готовой детали.

Шлифование

Шероховатые поверхности или листы с дефектами шлифуются мелкокорундовой предварительно смоченной наждачной бумагой. После такой операции материал обрабатывается специальными средствами (например, полировочными пастами).

Холодное сгибание

Акрил легко меняет форму, если его нагреть. Но обработке поддается ПММА и в холодном виде. Важно следить за радиусом изгиба. Он должен превышать в 230 раз толщину листа.

Гравировка

Процедура проводится на пантографах при помощи рыхлителей и фрез небольшого диаметра (до 6 мм) или на лазерных станках.

Область применения

Сегодня оргстекло можно встретить везде. Оно нашло свое место в различных отраслях:

• Архитектуре и строительстве: перегородки, стойки, навесы, различные конструктивные элементы снаружи и внутри.
• Машиностроении: в самолетах и автомобилях, для остекления судов, в производстве приборов.
• Рекламе: выставочное, торговое оборудование, указатели, наружная реклама, бирки, номерки.
• Мебель и интерьер: сантехника из акрила, создание витражей, светильники.
• Медицине: защитные очки, контактные линзы, оптоволокно для эндоскопии.

Области использования постоянно расширяются. По прогнозам, в будущем оргстекло не утратит своих позиций.

Финансовый вопрос

Для определения стоимости оргстекла можно ориентироваться на достаточно постоянную величину – 11-14 евро за 1 кв. метр листа толщиной 3 мм. Следует учитывать:

• Литьевые разновидности стоят дороже.
• Цены на импортные аналоги выше.
• Стоимость матового больше на 5%.
• Наценка на цветной ПММА составляет до 10%.

Это касается стандартных разновидностей. Особые виды будут дороже.

Технические характеристики, длительная эксплуатация, доступность, широкий ассортимент – все это обеспечило популярность органическому стеклу. Этот материал пользуется высоким спросом в традиционных и только развивающихся отраслях человеческой деятельности.