Свойства и применение полиметилметакрилатаи сополимеров метилметакрилата
ПММА — прозрачный и бесцветный термопластичный полимер аморфной структуры, растворяющийся в хлорированных и ароматических углеводородах, ацетоне, муравьиной и уксусной кислотах. При обычных температурах ПММА устойчив к действию разбавленных кислот и щелочей, воды, спиртов, растительных и минеральных масел. При нагревании выше 125°С хорошо поддается формованию и вытяжке. Изделия из него сохраняют свою форму при нагревании до 60—80°С; при более высокой температуре начинают деформироваться. При 300°С и выше ПММА деполимеризуется с выделением ММА. ПММА обладает хорошими оптическими свойствами: пропускает до 93% лучей видимой области спектра и 75% ультрафиолетовых лучей.
Механические свойства ПММА зависят как от молекулярной массы, так и от количества введенного пластификатора. В таблице 15 приведены свойства ПММА, выпускаемого в виде листового органического стекла.
Вследствие прозрачности, высокой механической прочности и легкости ПММА широко используют для остекления помещений, самолетов и автомобилей, для изготовления оптических стекол, светофильтров, светильников, а также как декоративный и электроизоляционный материал.
Таблица 9
Свойства ПММА и сополимеров метилметакрилата
| Свойства | ПММА непластифи-цированный | ПММА пластифицированный | Сополимер МС | ПММА листовой |
| Плотность при 20°С, кг/м3 | 1180—1190 | 1170—1180 | ||
| Разрушающее напряжение, мПа: при растяжении при изгибе | 60—90 80—120 | 60—65 — | — | |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 3—5 | 3—6 | 1—3 | 3—4 |
| Ударная вязкость, кДж/м2 | 8—0 | 12—20 | 18—20 | — |
Продолжение таблицы 9
| Твердость по Бриннелю, МПа | 170—240 | 130—150 | 160—170 | 130—170 |
| Водопоглащение, % | 0,1—0,2 | 0,15—0,2 | — | 0,1—0,2 |
| Температура размягчения по Вика, °С | 110—120 | 90—115 | ||
| Теплостойкость по Мартенсу, °С | 70—78 | — | 75—78 | 70—72 |
| Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц | 2,5—2,7 | — | 2,7 | 2,5 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц | 0,02—0,03 | — | 0,02 | 0,018 |
| Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом ·м | 1012 | — | 3,5·1012 | 1012 |
| Электрическая прочность, МВ/м | 22—24 | — |
Листы из ПММА, полученные блочной полимеризацией в форме или экструзией, перерабатывают в крупногабаритные изделия (ванны, раковины и др.) методами вакуумного и механического формования. Литьевые, экструзионные и прессовочные материалы готовят путем сополимеризации ММА с 2—4% этил- или бутилакрилата в массе или в суспензии (ПММА марки дакрил, ЛСОМ). Их применяют для изготовления технических, светотехнических и медицинских изделий.
ПММА обладает недостаточной поверхностной твердостью (легко царапается), невысокой теплостойкостью и малой текучестью в размягченном состоянии. Указанные недостатки в определенной степени могут быть устранены сополимеризацией ММА с другими мономерами: стиролом (сополимер МС), стиролом и акрилонитрилом. ПММА и сополимеры ММА легко окрашиваются в различные цвета. Из них изготовляют детали к спидометрам, стрелки, шкалы, фирменные знаки, подфарники, козырьки, многие виды галантерейных товаров и канцелярских принадлежностей. Поверхностную твердость и теплостойкость ПММА также можно повысить сополимеризацией ММА с четырехфункциональными соединениями — эфирами метакриловой кислоты и гликолей, аллил- и винилметакрилатом и другими мономерами, добавляемыми к количестве 5—10% от массы ММА. В результате реакции сополимеризации образуются сшитые продукты, строение которых может быть представлено следующим образом:
Самоотверждающиеся полиметилметакрилатные пластмассы изготовляют на основе как эмульсионного полимера, так и сополимеров ММА со стиролом или метилакрилатом. В обоих случаях получают смеси порошка полимера (или сополимера) с ММА, пигментом, красителем и инициатором. Обычно они состоят из 55—60% тонкодисперсного полимера, диспергированного в 35—40% мономера. Красители или пигменты придают массе желаемый цвет, жизнеспособность ее до отверждения часто регулируется добавлением ингибитора, например гидрохинона (0,005%) или тригексиламина (1%). Отверждение массы на холоду происходит при введении инициатора — перекиси бензоила и диметиланилина.
Самоотверждающиеся пластмассы применяются для изготовления зубных протезов, а также штампов, литейных моделей, абразивного инструмента.
Вопросы для самопроверки:
1. Исходные продукты для производства полиакрилатов и полиметакрилатов.
2. Технология производства полиметилметакрилата в массе.
3. Технология производства полиметилметакрилата в суспензии.
4. Свойства полиакрилатов и области применения.