آشنایی مواد پلی متیل متاکریلات

آشنایی مواد پلی متیل متاکریلات

پلی متیل متاکریلات یا اكريليك یک پلاستیک شفاف است که که به واسطه کاربردهایش در پنجره های ماشین، صفحات گوشی های هوشمند و آکواریوم مشهور است. این پلیمر یک پلاستیک سخت، شکل گیر و نسبت به شیشه جایگزین بسیار کم هزینه تر و منعطف تری است.

پلاستیک پلی متیل متاکریلات چیست؟

پلی متیل متاکریلات که به آکریلیک یا اکریلیک شیشه ای نیز معروف است یک ترموپلاستیک بسیار شفاف و محکم است که به عنوان یک ماده نشکن جایگزین شیشه می شود. این پلیمر مزایای بسیار زیادی نسبت به پلیمرهای شفاف مانند پلی کربنات و پلی استايرين دارد. این خواص عبارت هستند از:

• مقاومت بالا در برابر اشعه یووی و شرایط جوی
• انتقال کامل نور
• طیف گسترده رنگی

این پلیمر از مونور متیل متاکریلات تولید می شود.

متیل متاکریلات یک پلیمر شفاف و بی رنگ بوده که به شکل ورق و دانه های ریز وجود داشته و به کمک روش های مختلف ترموپلاستیک شکل می گیرد (مانند روش قالب گیری تزریقی، قالب گیری فشاری و اکستروژن).

کیفیت بالای ورقه های این پلیمر توسط روش سل کستینگ تولید شده اما در اینجا فرآیند پولیمرازیسیون و قالب گیری با هم انجام می گیرد. نام دیگر آن اکریلیک شیشه ای است. مقاومت این ماده از دیگر گریدهای قالب گیری شده به علت جرم مولکولی بالا بسیار بیشتر است. به کمک فرآیند افزایش سفتی لاستیک، استحکام متیل متاکریلات به واسطه رفتار ترد آن در پاسخ به بارهای اعمالی افزایش می یابد. این پلیمر 100 درصد قابل بازیافت است.

خواص و مزایای پلی متیل متاکریلات

پلیمر متیل متاکریلات خواص مشابه شیشه دارد یعنی شفافیت، سطح براق، عبور نور با نصف وزن آن و نیز مقاومت در برابر ضربه به اندازه 10 برابر بیشتر. بسیار محکم بوده و خطر شکستن آن پایین است. جزئیات این پلیمر در ادامه آورده شده است:

شفافیت

پلی متیل متاکریلات با ضریب شکست 49/1 می تواند نور زیادی را از خود عبور دهد. 92 درصد نور از گریدهای این پلیمر عبور کرده که از شیشه یا دیگر پلاستیک ها بسیار بیشتر است. این پلاستیک ها می توانند به راحتی توسط حرارت شکل گرفته بدون اینکه خواص اپتیکال آن ها دچار مشکل شود. در مقایسه با پلي استايرين و پلی اتیلن، این ماده برای استفاده بیرونی به لطف پایداری در برابر محیط اطراف پیشنهاد می شود.

سفتی سطح

پلی متیل متاکریلات یک ترموپلاستیک سبک، سخت و با دوام است. چگالی اكريليك بین 20/1-17/1 گرم بر سانتی متر مکعب بوده که نصف چگالی شیشه است. در مقایسه با دیگر پلیمرهای شفاف مانند پلی کربنات در برابر خراش بسیار مقاوم بوده اما در مقایسه با شیشه کمتر است. جذب آب و رطوبت آن پایین بوده و محصولات تولیدی با پایداری ابعادی خوبی همراه هستند.

پایداری در برابر اشعه یووی

پلی متیل متاکریلات در برابر اشعه یووی و شرایط آب و هوایی مقاوم است. بیشتر پلیمرهای تجاری اكريليك در برابر اشعه یووی مقاوم بوده و اگر به مدت طولانی در معرض نور خورشید قرار گیرند خواص مکانیکی آن با تغییرات کمی همراه است در نتیجه از پلی متیل متاکریلات بیشتر در بیرون و به مدت زمان زیاد استفاده می شود.

مقاومت شیمیایی

اكريليك ها در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مانند تمیز کننده ها، قلیاء ها و هیدروکربن های آلفاتیک مقاوم هستند. اما از آن ها برای بکارگیری با هیدروکربن های کلرینه یا آروماتیک، استرها یا کتون ها پیشنهاد نمی شود.

از آنجاییکه پلی متیل متاکریلات به شکل خالص خواص مورد نیاز را در اختیار ما نمی گذارد، کومونومرها، افزودنی ها یا فیلرها بکار گرفته می شوند تا خواص این پلیمر را ارتقاء دهند مانند مقاومت در برابر ضربه، مقاومت شیمیایی، پیشگیرنده شعله، پخش نور، فیلتر اشعه یووی یا اثرات اپتیکال. به عنوان مثال:

استفاده از کوپلیمر متیل آكريلات منجر به افزایش پایداری حرارتی با کاهش تمایل به دی پلیمریزاسیون شدن در طول فرآیند حرارتی می شود.

افزودن روان کننده ها برای افزایش استحکام در برابر ضربه و دمای انتقال شیشه

افزودن فیلرها برای افزایش خواص نهایی ماده یا بهبود میزان هزینه ها

افزودن رنگ در طول فرآیند پلیمریزاسیون برای مقابله با اشعه یووی

محدودیت های پلی متیل متاکریلات

• مقاوم پایین در برابر ضربه
• مقاومت محدود در برابر حرارت (80 درجه)
• مقاومت شیمیایی محدود، ضعیف در برابر حلال های آلی
• ترک خوردن تحت بارگذاری

کاربرد پلی متیل متاکریلات

این پلیمر در جنگ جهانی دوم توانست تا با محبوبیت زیادی همراه شود که علت آن خواص زیاد مانند وزن کم، سفتی زیاد در مقایسه با شیشه و شفافیت آن بود. از این پلیمر در پنجره هواپیما، چادر و برجك چرخان استفاده می شد. پس از آن از پلی متیل متاکریلات در چراغ های خودرو، نمای سر در ساختمان و سایه بان بکار گرفته شد. امروزه از گریدهای مختلف اكريليك، در جاهای مختلفی استفاده می شود مانند:

معماری و ساخت و ساز

به لطف مقاومت در برابر ضربه و اشعه یووی، از پلی متیل متاکریلات در پنجره، پنل، پروفیل درب، نمای سر در ساختمان و چادر استفاده می شود. همچنین به علت عبور نور و محبوس کردن گرما گزینه مناسبی برای استفاده در گلخانه ها می باشد. از این پلیمر در مراکز دریایی و ساخت آکواریوم استفاده می شود.

روشنایی

ورقه های پلی متیل متاکریلات برای طراحی چراغ های ال ای دی که پتانسیل نورافشانی را چند برابر می کند استفاده می شود. همچنین به لطف شفافیت و خواص اپتیکال آن در ساخت لامپ نیز بکار می رود.

خودرو و نقل و انتقال

در وسایل نقلیه از ورقه های پلی متیل متاکریلات در شیشه ماشین، شیشه جلوی موتور سیکلت، پنل های داخلی و خارجی و گلگیر استفاده می شود. همچنین ورقه های اکلریک رنگی در چراغ های رنگی خودرو بکار گرفته می شود. علاوه براین در پنجره کشتی و هواپیما نیز کاربرد دارد. این پلیمر به لطف خواص آکوستیکی که دارد (شکل دهی بی نظیر و سفتی سطح بالا) پنجره ای تازه به روی طراحان برای تولید قطعات جدید ماشین باز کرده است.

الکترونیک

با توجه به خواص اپتیکال، عبور نور و مقاومت در برابر خراش، این پلیمر در صفحات ال سی دی، ال ای دی، لب تاب، گوشی های هوشمند و تجهیزات الکترونی بکار می رود. پلی متیل متاکریلات همچنین در پنل های خورشیدی به عنوان پوشش مواد بکار می رود زیرا در برابر اشعه یووی مقاوم بوده و نور را به راحتی از خود عبور می دهد.

 پزشکی و سلامت

پلی متیل متاکریلات کاملاً خالص و ماده ای است که به راحتی تمیز شده و از اینرو برای تولید محفظه نگهداری کودکان تازه متولد شده، تجهیزات تست خون و محافظ نگه داری در بیمارستان و آزمایشگاه ها بکار گرفته می شود. همچنین از آنجاییکه با بدن انسان سازگار است در پر کردن دندان و سیمان استخوانی استفاده می شود.

مبلمان

پلی متیل متاکریلات با توجه به خواص شفافیت، سفتی و زیبایی در ساخت صندلی، میز، کابینت آشپزخانه و کاسه به هر رنگ و شکلی استفاده می شود.