Что такое оргстекло?

Наши статьи. Консультация (☎️ ) 8 (812) 322-99-21 "Ремстекло"

автор: Студия "Ремстекло"
41 просмотры

Что такое оргстекло? Оргстекло – это поистине поразительный и универсальный материал, который обдает множеством полезных свойств. Сфера его применения безгранична.

Рождение оргстекла

Совершенно случайно открыл его в 1928 году доктор Отто Карл Юлиус Рём. Этот немецкий ученый и изобретатель проводил эксперименты. Задачей его было найти вещество, которое надёжно скрепит (склеит) силикатное стекло. В одном из экспериментов «клей» абсолютно не склеивал поверхности, но зато сам превращался после застывания в твердый материал, который легко отделялся от формы. Рём назвал получившийся материал гибким стеклом или плексиглас. Позже, в 1933 году свое изобретение и название он запатентовал.

Otto Röhm
Материал под маркой Plexiglas создан в 1928 году, запатентован в 1933 году Отто Рёмом

Первоначально Отто Рём изготавливал листовой акрил. Он заполнял пустое пространство между двумя силикатными формами жидким полимером.

Московский институт пластмасс
Институт пластмасс им. Г. С. Петрова

В 1936 году оргстекло было синтезировано и в Советом союзе. В Московском институте пластмасс его разработкой занимался Борис Петрович Зверев. Массовое производство было налажено в г. Дзержинск.

В преддверии Второй мировой войны стояла задача наладить промышленный выпуск продукции из оргстекла для применения его в военной технике. Ввиду прочности материала его использовали для остекления лобовых стекол кабин истребителей и бомбардировщиков, в качестве стекол иллюминаторов и посадочных фонарей. Остекляли элементы кораблей и подводных лодок.

Оргстекло обеспечивало высокий уровень безопасности для пилотов ввиду того, что при повреждении материал не разлетался на осколки, обладал отличной прозрачностью, водостойкостью, был нечувствителен к бензину и смазочным материалам.

Минусом использования была только легкая воспламеняемость оргстекла. К 1950 году понадобились инновационные методы изготовления оргстекла в связи с увеличением высоты и скоростей полетов летательных аппаратов. Было решено для увеличения прочности материала добавлять в процессе изготовления алюминиевые и титановые сплавы.

Кроме того, был применен метод плоскостного растяжения на специальной установке при температуре выше температуры размягчения. Это позволило в два раза увеличить ударную вязкость и чувствительность к мелким повреждениям.

В современной авиации активно используют оргстекло в остеклении самолетов, вертолетов, малых летательных аппаратов частной, коммерческой и военной авиации. Доля его составляет от 80 до 100% всей площади остекления.

Однако обычное оргстекло не подходит, используются специальные марки, при производстве которых используется дополнительные вещества и методы.

Характеристика и свойства

Оргстекло или полиметилметакрилат – один из самых распространенных прозрачных пластиков. Изначально он появился в качестве замены обычного силикатного стекла. Состоит он из углекислого газа, кислорода и водорода. Обладает следующими свойствами:

  • Отличная светопропускаемость — до 92%, которая не уменьшается с течением времени. У наиболее качественных видов силикатного стекла прозрачность может составлять и 99%.
  • Пластичность.
  • Устойчив к химическим воздействиям. Исключение составляют спирт, ацетон, бензол.
  • Прочность. Ударная сопротивляемость в 5 раз больше, нежели у привычного стекла.
  • Легкость. Оргстекло в 2,5 раз легче силикатного стекла. При использовании в различных конструкциях не требуется создание массивных опор. Это создает ощущение легкости и открытости пространства.
  • Простота обработки. Края при разрезании не острые, оргстеклу можно придать любую форму и цвет.
  • Устойчив к температурным изменениям, в том числе и к морозам.
  • Хорошо шлифуется и полируется.
  • Устойчив к влаге. Не подвержен образованию дефектов и при длительном воздействии воды, поэтому материал используется для производства аквариумов, а также деталей для водного транспорта.
  • Гигиеничность.
  • Исключено размножение бактерий и микроорганизмов на поверхности оргстекла.
  • При производстве оргстекла не появляются пузырьки воздуха, благодаря чему достигается однородность и прозрачность поверхности.
  • Экологичность. Абсолютно безвреден для человека.
  • Обладает электроизоляционными свойствами.
  • Демократичность цены по сравнению с силикатным стеклом.
  • Упругость. Акриловое стекло не разбивается на мелкие осколки в случае удара.
  • Устойчивость к ультрафиолету. Акрил — самый устойчивый к ультрафиолетовому излучению материал из всех прозрачных пластиков. Он не меняет своих свойств, не желтеет и не разрушается под воздействием ультрафиолета в течение более чем 10 лет.

В обиходе оргстекло могут называть по-разному: просто стекло, акрил, ПММА или плекс. Последнее наименование связано с первой известной торговой маркой Плексигласс.

Недостатков у оргстекла мало, но они есть:
  • В процессе нормальной эксплуатации быстро образуются микротрещины и царапины. Он подвержен истиранию, теряет внешний лоск. Этот недостаток нивелируется тем, что материал хорошо шлифуется и полируется.
  • Легко воспламенятся, что не дает его использовать в ракетостроении и ограничивает его применение в летательных аппаратах.
  • Но при горении он практически не выделяет опасных для человека горючих веществ.
  • При пиролизе, то есть разложении органических соединений под воздействием температуры, но без возгорания, образует вредный мономер.
  • Не допускает использование в обработке органических растворителей, таких как спирт, ацетон, бензол.
Технические параметры акрилового стекла:
  • Плотность до 1,2 г/см.
  • Температура плавления — 150-160 градусов по Цельсию.

Такое свойство, как легкая воспламеняемость, устранено в некоторых видах оргстекла путем включения в состав специальных добавок или нанесения специальных покрытий. Такой вид оргстекла применяется в производстве освещения для лифтов, крыш и куполов, для обустройства автозаправочных станций, для изготовления конструкций, используемых в местах массового скопления людей.

Состав полиметилметакрилата

Основа оргстекла — полимер термопластичной смолы метилакрилата, в прозрачном оргстекле другого компонента нет. Его основные черты — это твердость, прозрачность, отличная светопропускаемость, отсутствие острых углов. Отлично подвергается формированию с использованием высоких температур, фрезерованию, лазерной резке, сверлению, склеиванию и т.д.

Метакрилат
Метакрилат метилметакрилат метакриловая кислота, молекула х, другие, акрилат, полигидроксиэтилметакрилат

Наиболее распространено листовое оргстекло, но также широко применяются акриловые стержни и трубы.

Классификация акрилового стекла

Что такое оргстекло
Акриловое стекло классифицируют по следующим критериям:
  • по методу изготовления;
  • по уровню светопропускания;
  • по цвету;
  • по текстуре;
  • по светорассеиванию.

Производство оргстекла

Изготавливают акриловое стекло двумя способами: литиевым и экструзионным
  • Экструзионный метод. Для этого метода используется гранулированный полиметилметакрилат. Гранулы полимера плавятся и выдавливаются через экструдер, затем получившаяся масса пропускается через специальные валы (колондрируется) в целях придания необходимой толщины.
  • Литьевой метод. Для этого метода сырьем выступает жидкий мономер метилметакрилата. Изготавливают литьевое или блочное оргстекло. В форму из полированного силикатного стекла наливают расплав.
    Это самый первый вариант производства оргстекла.

Каждый из способов изготовления влияет на свойства и характеристики оргстекла.

Преимущества литьевого листа

  • Имеет больше вариаций толщины. Экструзионный лист может иметь толщину в диапазоне от 2 мм. до 10 мм.
  • Обладает большей по сравнению с экструзионным ударопрочностью.
  • Высокая химическая устойчивость.
  • Менее колкое, так как лист имеет меньше внутреннего напряжения.
  • Удобство формовки, в том числе для глубокой. Хорошо подходит для темроформовки.
  • Эластичность.
  • Малая величина термоусадка, всего от 2% до 4%. А главное, что термоусадка
  • Возможность изготовить небольшими партиями листы с различными характеристиками. Цикл производства экструзионного листа подразумевает большие промышленные объемы однотипных по своему свойству листов.

Преимущества экструзионного листа

  • Длина листа может быть существенно больше, нежели у листового акрила. Стандарт 2050 мм на 3050 мм. Но длина достигать 6 метров.
  • Меньшие допуски по толщине.
  • Обладает более выгодной стоимость по сравнению с литым.
  • Лучше склеивается.

Таким образом, если нужен качественный лист большого размера, то стоит остановить свой выбор на экструзионном типе. Если нужно нестандартное решение с необычной формой и интересным цветом, то выбираем листовой акрил.

По светопропусканию выделяют прозрачное стекло со светопропусканием 92%, полупрозрачное (или тонированное) и глухое (цветное непрозрачное).

Наиболее распространено прозрачное, а также молочное или опаловое оргстекло со светопропусканием 30%. Подавляющее число световых коробов, прозрачных букв сделано с применением именно молочного оргстекла.

Интересно смотрится акрил, имитирующий силикатное стекло. Его зеленоватый торец позволяет реализовать необычные задумки.

Акриловое стекло

Отдельно стоит упомянуть оргстекло с текстурированной поверхностью, которое может быть как цветным, так и бесцветным. Выпуклые элементы проступают на одной стороне. Такое стекло применятся в дизайне интерьеров или, например, при изготовлении светофора.

Существует и зеркальное оргстекло. Цвет его варьируется от серебряного до бронзового. Толщина его 2 мм. — 4 мм. Применяется в интерьерных решениях, а также при изготовлении информационных табличек. Используется и на улице в виде специальных зеркальных стекол безопасности, установленных на выездах с ограниченной видимостью.

Визитницы оргстекло

Также можно встретить прозрачное стекло в ценникодержателях, диспансерах, лотках, визитницах, монетницах. Для этого используют акрил толщиной 2-3 мм.

За хорошие светорассеивающие свойства акрила, так называемую опаловость, он полюбился производителям световых рекламных конструкций. Поверхность букв и вывесок в подавляющем большинстве случаев изготавливается из акрила. Используют листы толщиной 3 мм.

Особо выделяют специальное оргстекло для торцевой подсветки. Этот акрил предназначен для изготовления сверхтонких цветовых панелей, когда источник света расположен не позади, а с торцов оргстекла. Равномерность свечения поверхности такого листа может обеспечиваться разными способами.

  • Со специальными светорассеивающими добавками.
  • Со специальным цветорассеивающим матированием.
  • С призматической структурой поверхности.

Можно использовать и обычное прозрачное акриловое стекло с нанесением светорассеивающей матрицы посредством лазерной гравировки или шелкографии.

Подсветка оргсеткло

Способы обработки акрилового стекла

При нагревании оргстекло легко менять форму. Замечательно поддается обработке, может использоваться повторно. Его можно сверлить, полировать, фрезеровать, шлифовать, резать, втягивать, выдувать, сваривать, окрашивать, склеивать, обрабатывать на токарном станке и еще множество вариантов.

При изготовлении можно использовать вакуумное или холодное формование, а также пневмоформование.

Резка оргстекла

Хорошо поддается лазерной резке. Самыми подходящими будут углекислотые лазеры. При бесконтактном способе лазерной резки на готовом изделии не остаётся следов сгорания, края остаются ровными и прозрачными.

Акрил легко гнется на струне при температуре +150 — +160 градусов по Цельсию.

  • Резать акрил можно различными способами: пилить дисковой циркулярной пилой, обычным лобзиком или ножевкой.
  • Фрезеровку оргстекла желательно производить с высоким количеством оборотов и с высокой скоростью подачи материала.
  • Легко поддается гравировке, поэтому часто встречается его использование на табличках, наградных сувенирах и прочей аналогичной продукции.
  • Формовку оргстекла производят при температуре 150-170 градусов по Цельсию для экструзионного акрила или 150-190 градусов по Цельсию для литого акрила.
  • Термостатировать его нужно не менее двух часов в зависимости от толщины листа.

Для печати на акриле подходят все виды чернил, кроме тех, которые на водной основе.

Для склейки оргстекла используют:

  • специальный реакционный клей для акрила Cosmofen PMMA;
  • растворитель;
  • контактный клей;
  • обычным скотч.

Самые высокие показатели у реакционного типа склеивания. Реакционный клей застывает, затвердевает в результате воздействия химических, физических или каталитических факторов. Он обладает самым низким уровнем токсичности по сравнению с другими способами склеивания.

Склеивание растворителем более дешевый способ, который позволяет получить надёжное сцепление материалов. Его наносят на поверхности деталей, которые нужно скрепить. Затем поверхности прижимают друг к другу и благодаря реакции растворения они надёжно скрепляются в единую монолитную структуру.

Контактные клеи дают самое слабое соединение, детали могут разъединиться даже при слабом механическом давлении. В качестве контактных используют эпоксидную смолу и супер клей.

соты оргстекла

Крепление при помощи скотча чаще используется в целях транспортировки листов акрилового стекла.

Хотелось бы акцентировать внимание, что несмотря на широкий спектр видов обработки, классический метод резки стекла путем излома по линии, нанесенной стеклорезом, для акрилового стекла не применим.

Сферы применения

Оргстекло доступно по цене и обладает большим набором полезных характеристик, поэтому применение ему нашли во многих сферах деятельности человека.

  • Сфера рекламы.
    Это изготовление рекламных конструкций, щитов, цветовых панелей, букв и световых коробов. Ввиду устойчивости к влаге широко используется для производства наружных рекламных щитов.
  • Архитектурные объекты.
    Цветные витражи как элемент архитектурной формы. Наружное и внутренние остекление, прозрачные панели и прочее.
  • Строительство.
    Заборы, навесы, офисные перегородки, прозрачные полы, лестницы, перила.
  • Офисная мебель и предметы бытового назначения.
    Офисные таблички, стенды, указатели. Используется как защита от повреждения мебели. Акриловый лист часто используют для защиты столешницы. Стол самый базовый и используемый предмет, который постоянно подвергается различным химическим, температурным и физическим воздействиям. Защитная пленка из оргстекла способствует увеличению срока службы мебели и сохранности его первоначального внешнего вида.
    Акриловым стеклом закрывают светильники, картины, фотографии и стенды. Для защиты изображений используют листы прозрачного акрила толщиной 1-2 мм.
  • Изготавливают столешницы. Межкомнатные перегородки. Декоративные элементы интерьера.
  • Сфера торговли.
    Подставки, ценники, полки для размещения продукции, витрины и прочие элементы торгового оборудования.
  • Транспорт и машиностроение.
    Лобовые, боковые и задние стекла автомобилей и общественного транспорта, стекла фар, стекла приборных панелей автомобилей.
    Для остекления катеров, самолетов используют оргстекло повышенной прочности. Защитные экраны на станках также изготавливают из оргстекла.
  • Сувенирная продукция.
    Различные брелоки, номерки, бирки.
  • Садоводство
    Изготовление теплиц, оранжерей.
  • Медицина.
    Органическое стекло является биосовместимым материалом, поэтому из него изготавливают массу медицинских изделий. Например, оргстекло нашло широкое применение в офтальмологии, из материала изготавливают контактные линзы и очки.
    Также используется в стоматологии для изготовления протезов и ортодонтических приборов.
  • Приборостроение.
    Диэлектрические детали, корпуса, циферблаты, емкости, корпуса.
  • Сантехнические приборы.
    Используют при изготовлении сантехники, самое популярное изделие — акриловые ванны. Но встречается материал и при производстве раковин, душевых кабин, шторок для ванн и других элементов сантехники.
  • Музыкальные инструменты.
    Из оргстекла изготавливают гитары и барабаны. Барабанная установка из оргстекла смотрится эстетично и впечатляюще. Но стоит отметить, что звук у таких инструментов хуже, поэтому для записи качественных музыкальных композиций их не используют.
  • Шумоизоляция.
    Изготавливают шумоизоляционные экраны и барьеры на автомагистралях, железнодорожных переездах, около жилых многоквартирных домов и т.д.
  • Бытовая химия.
    Используют для изготовления клея и растворителя.
  • Спортивный туризм.
    Используют куски материала для местного освещения и разведения костров в темное время суток. Оргстекло не отсыревает, легко воспламеняется, а при горении не выделяют вредных веществ для здоровья человека. Пламя яркое и устойчивое, несмотря на наличие ветра.

И еще множество сфер применения.
Оргстекло подвержено поверхностному истиранию. Но при этом отлично полируется, что позволяет легко восстановить его поверхность.

Условия эксплуатации

Температурный диапазон использования оргстекла составляет от -40 градусов до +70 градусов по Цельсию.

Даже при соблюдении нормальных условий эксплуатации оргстекло подвержено образованию царапин и потертостей. Для восстановления его свойств, таких как прозрачность, используют шлифовку и полировку.

  • Шлифовка используется для восстановления акрилового стекла с глубокими трещинами и царапинами. Она производится специальной шлифовальной машиной с применением дисков с различной абразивности. При шлифовании снимается верхний слой с поверхности оргстекла.
  • Полировка носит в большей степени косметический эффект. С ее помощью устраняются незначительные дефекты. При полировке также используется специальная машинка, абразивные диски практически не задействованы. Она осуществляется войлочными дисками с нанесением специальных паст.

Стоит отметить, что полировать акриловое стекло намного проще и дешевле, нежели восстанавливать силикатное. Это еще одно из преимуществ оргстекла.

Для предотвращения появления микротрещин и царапин можно использовать специальные пленки, которые в некоторых случаях могут снижать уровень светопропускания.

экструзионное стекло
Образцы экструзионного органического стекла

Особенности хранения и транспортировки акрилового стекла

Допускается перевозка железнодорожным или автомобильным транспортом в крытом контейнере. Но если акриловое стекло покрыто водонепроницаемой пленкой, то допускается и открытая транспортировка.

Запрещено транспортировать экструзионное стекло в одном контейнере с химическими веществами. В целях защиты от механических повреждений листы оргстекла при хранении прокладывают пленкой или бумагой.

Оптимальная температура хранения — от 5 до 35 градусов Цельсия. Допустимая влажность — 65%.

Оставить комментарий

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Вам также может понравиться