خواص، ویژگی، کاربرد و شرایط فرایندی پلی متیل متاکریلات PMMA

پلی متیل متاکریلات یا PMMA چیست؟

پلیمر پلی اتیلن متاکریلات یا PMMA که به عنوان آکریلیک یا حتی شیشه آکریلیک نیز شناخته می شود یک ترموپلاستیک شفاف و سخت است که کاربردهایی به عنوان جایگزین شیشه دارد. پلی متیل متاکریلات PMMA مزایای فنی زیادی نسبت به سایر پلیمرهای شفاف مانند پلی کربنات، پلی استایرن و ... دارد. 

مزایایی مانند:

مقاومت بالا به نور UV و هوازدگی (شرایط آب و هوایی)

عبور نور عالی

گزینه های نامحدود رنگ آمیزی

پلیمر پلی متیل متاکریلات PMMA توسط پلیمریزاسیون مونومر متیل متاکریلات با ساختار زیر ساخته می شود.

ساختار PMMA:

پلی متیل متاکریلات PMMA یک پلیمر شفاف و بی رنگ است که با اکثر روش های شکل دهی مانند اکستروژن، تزریق و قالب گیری فشاری شکل دهی می شود.

استحکام پلی متیل متاکریلات بیشتر از سایر مواد پلیمری رایج می باشد و دلیل آن هم وزن مولکولی بالای آن می باشد. این پلیمر 100 درصد قابل بازیافت می باشد. 

خواص و ویژگی های پلیمر پلی متیل متاکریلات PMMA یا آکریلیک:

پلیمر PMMA پلی متیل متاکریلات،  کیفیتی شبیه شیشه را از لحاظ وضوح، درخشندگی، شفافیت با وزنی حدود نصف آن و مقاومت ضربه 10 برابری نسبت به شیشه از خود نشان می دهد. 

عبور نور پلی متیل متاکریلات: 

پلی متیل متاکریلات PMMA دارای ضریب شکست 1/49 می باشد و به همین دلیل عبور نور از آن زیاد می باشد. گریدهای مختلف PMMA حدود 92 درصد نور را از خود عبور می دهند که بیشتر از سایر پلاستیک ها و حتی شیشه می باشد. 

پلیمر PMMA می تواند به راحتی بدون هیچگونه تغییر در خواص نوری فرایند شود. در مقایسه با پلی استایرن و پلی اتیلن، پلی متیل متاکریلات PMMA برای کاربردهای محیط بیرونی بهتر عمل می کند چراکه در مقابل UV و شرایط آب و هوایی مقاوم است.

سختی سطح PMMA:

پلی متیل متاکریلات PMMA یک پلیمر سفت، مقاوم و ترموپلاستیک سبک می باشد. دانسیته آکریلیک بین 1/17 الی 1/20 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد که تقریبا نصف شیشه می باشد. در مقایسه با سایر پلیمرهای شفاف مانند پلی کربنات، مقاومت به خراشیدگی عالی دارد، البته از شیشه در این پارامتر ضعیفتر است. 

همچنین پلی متیل متاکریلات، جذب رطوبت و آب کمتری دارد و پایداری ابعادی خوبی دارد. 

پایداری UV پلی متیل متاکریلات:

پلی متیل متاکریلات PMMA مقاومت بالایی به نور UV و شرایط هوازدگی دارد. 

مقاومت شیمیایی PMMA:

آکریلیک ها توسط محلول های اکثر مواد شیمیایی آزمایشگاهی، شوینده ها، اسیدهای غیر آلی رقیق، مواد قلیایی و هیدروکربن های آلیفاتیک تحت تاثیر قرار نمی گیرند. با این حال، استفاده از پلی متیل متاکریلات PMMA با هیدروکربن های آروماتیک، استرها و کتون ها توصیه نمی گردد. 

از آنجایی که پلیمر پلی متیل متاکریلات PMMA در بسیاری از درخواست های مورد مصرف، به طور خالص خوب عمل نمی کند افزودنی هایی مانند افزایش ضربه، مقاومت شیمیایی، بازدارنده شعله و ... . برای مثال:

• استفاده از کومونومر متیل آکریلات پایداری حرارتی را افزایش می دهد.
• افزودن نرم کننده یا پلاستی سایزر برای اصلاح دمای انتقال شیشه ای و مقاومت ضربه. 
• فیلر یا پرکننده، به منظور اصلاح خواص نهایی محصول و کاهش قیمت تمام شده.
• رنگدانه به منظور محافظت بهتر در برابر UV و رنگ دهی.

محدودیت های پلی متیل متاکریلات PMMA:

• مقاومت ضربه پایین
• مقاومت حرارتی پایین (80 درجه)
• مقاومت شیمیایی محدود
• مقاومت در برابر سایش ضعیف
• ترک خوردگی تحت بار

موارد استفاده و کاربرد پلی متیل متاکریلات PMMA:

معماری و ساختمان سازی:

به علت خواص مقاومت به UV بالا و مقاومت ضربه معمولی، به طور کسترده ای در  پروفیل های درب و پنجره، سایبان، پانل، طراحی نما و ... مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در ساخت آکواریوم و... پلی متیل متاکریلات PMMA کاربرد دارد. 

روشنایی:

ورق های پلی متیل متاکریلات PMMA در طراحی لامپ های LED مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند به بیشینه رساندن پتانسیل تابش نور کمک کند. همچنین به دلیل شفافیت بالای آن، در ساخت لامپ استفاه می گردد. 

خودرو و حمل و نقل:

در وسایل نقلیه، ورق های پلی متیل متاکریلات PMMA در پنجره های خودروها، شیلد های محافظ در برابر باد در موتور سیکلت ها، پنل های داخلی و خارجی، گلگیر ها و ... استفده میشود. 

کاربرد PMMA در صنایع الکترونیک:

به دلیل وضوح نوری عالی، عبور نور بالا، مقاومت در برابر خرایش بالا، پلی متیل متاکریلات PMMA به طور گسترده ای در نمایشگرهای تلویزیون LCD یا LED، لپتاپ ها، نمایشگر تلفن های هوشمند و سایر تجیهزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. 

پلی متیل متاکریلات PMMA همچنین به دلیل مقاومت عالی در برابر اشعه UV و عبور نور بالا، در پنل های خورشیدی به عنوان مواد پوششی مورد استفاده قرار می گیرد. 

پزشکی و بهداشتی:

پلی متیل متاکریلات PMMA پلیمری با خاصیت تمیز شوندگی بالایی می باشد، به همین دلیل در دستگاه های تست دارو، کابینت های ذخیزه سازی و آزمایشگاه های تحقیقاتی استفاده می شود. همچنین زیست سازگاری بالای PMMA باعث می شود به عنوان پرکننده های حفره دندان و سیمان استخوان استفاده می شود. 

مقایسه پلی متیل متاکریلات و پلی کربنات:

آکریلیک، پلی کربنات و شیشه همگی مواد شفافی هستند که قبلا مورد اشاره قرار گرفته است. پلی کربنات و PMMA هردو به عنوان جایگزین شیشه مورد استفاده قرار می گیرند. ولی کاربرد PMMA به دلیل مقرون به صرفه تر بودن مناسب تر می باشد. 

همچنین پلی متیل متاکریلات PMMA مقاومت خراشیدگی بهتری دارد و در طی یک دوره زمانی دچار زرد شدگی نمی گردد. مزایای دیگر PMMA وضوح نوری بالاتر و شفافیت بیشتر می باشد. 

همچنین در تجهیزات نوری، استفاده از PMMA بهتر است زیرا در صورت شکستگی، آسیب کمتری وارد می کند. 

همچنین آلیاژ سازی PMMA/PC سبب می شود که بتوانیم از خواص نوری و مقاومت خراشیدگی بالای PMMA و سفتی و دمای انتقال شیشه ای بالای پلی کربنات بهره بگیریم. 

فرایند های شکل دهی پلی متیل متاکریلات PMMA:

پلی متیل متاکریلات PMMA در فرایندهای شکل دهی تزریق، اکستروژن، قالب گیری دمشی، ترموفرمینگ و کستینگ مناسب است. 

قالب گیری تزریقی پلی متیل متاکریلات:

• دمای مذاب: 250-200 درجه سلسیوس
• دمای قالب: 80-40 درجه سلسیوس
• فشار تزریق بالا در فرایند تزریق پلی متیل متاکریلات PMMA مورد نیاز است، چراکه  خواص جریان پذیری پایینی دارد و لازم است که به آرامی تزریق شود تا به درستی جریان یابد. 
• تنش های داخلی را می توان با حرارت دادن تا 80 درجه حذف کرد. 

اکستروژن پلی متیل متاکریلات:

• دمای اکستروژن: دمای 180 الی 250 درجه سلسیوس
• نسبت L/D در اکسترودر پلی متیل متاکریلات 30-20 توصیه می شود.

منبع: https://omnexus.specialchem.com

برای آموزش و مشاوره پلیمر، راه اندازی آزمایشگاه و واحد کنترل کیفیت با ما تماس بگیرید. 

به منظور خرید تجهیزات کنترل کیفیت، تست و آزمون آزمایشگاهی پلیمر به فروشگاه مراجعه و یا با ما تماس بگیرید.