Акрил


 

Акриловое стекло (оргстекло) первым в мире получил немецкий химик Отто Рём. С конца 20-х годов XX века Рём в своей лаборатории ставил эксперименты с акриловой и метилметакриловой кислотами. Он пытался создать прозрачную резину, затем работал над получением уплотнительной замазки.

В ходе одного из опытов в 1927 г. Рём залил пробу с акриловой кислотой в полость между двумя силикатными стеклами. Затвердевший полимер прочно соединил их – химик получил первое в мире безопасное многослойное стекло.

Когда же он захотел таким же образом полимеризовать метилметакрилат, то полученный прочный, твердый и прозрачный материал без труда отделился от силикатных стекол. Это и был предшественник всех сегодняшних марок органического стекла.

Полученный пластик Отто Рём назвал Plexiglas(«плексиглас») и зарегистрировал это название как товарный знак в 1933 г.

С этого года в Германии началось промышленное производство акрилового стекла. Оно было востребовано прежде всего в машиностроении, особенно в авиации. В авиастроении в то время произошел качественный скачек: новые скорости самолетов требовали защиты пилота. Основным элементом такой защиты был фонарь кабины пилота. Его стали изготавливать из оргстекла. Оно обладало удачным сочетанием необходимых свойств: оптическая прозрачность, безосколочность (т. е. безопасность для летчика), водостойкость, нечувствительность к действию авиационного бензина и масел.

В СССР отечественный аналог «плексиглас» был синтезирован в 1936 году в НИИ Пластмасс. С 1939 года у нас в стране началось промышленное производство оргстекла.

Экструзионное оргстекло и литое оргстекло - это два названия одного и того же материала, обусловленные двумя разными способами его получения. Первое получают путем непрерывной подачи расплавленного ППМА через головку экструдера с дальнейшей стабилизацией до холодного состояния, второе путем заливки в стеклянные формы и полимеризацией до состояния более ударопрочного и термостойкого, а так же твердого вещества. Литьевое оргстекло в отличие от экструзионного обладает повышенной молекулярной массой вследствие этого литое оргстекло имеет лучшие светорассеивающие свойства, но цена на оргстекло в этом виде значительно дороже. При сходных механических свойствах литьевое оргстекло предпочтительнее использовать для получения изделий методом термоформовки.

Виды обработки акрила:

Фрезеровка

Технологически резка оргстекла может быть выполнена как с помощью ручного инструмента (пилы по металлу), так и специальными аппаратами (фрезер,лазер). Для получения прямых резов лучше подходит дисковая пила, для криволинейных форм — фреза. Чтобы обеспечить четкость и гладкость поверхности среза при производстве сложных форм, необходимо применять фрезу. Точные прямые разрезы с четким срезом получаются с помощью дисковой пилы с армированными зубьями.

Более качественную кромку можно получить при высокой скорости резания и минимальной скорости подачи. Таким образом, высокоскоростное оборудование,например гравировально-фрезерные станки, раскроечные станки, позволяют осуществить более технологичную резку. Для обработки используются фрезы, диски из быстрорежущей стали.

Лазерная резка имеет достаточно преимуществ: это и ювелирная точность нарезки, и минимальное количество отходов, и разрезы высокого качества, практически не требующие шлифовки. Однако лазерный луч не лишен недостатков. Его применение способствует нарастанию внутреннего напряжения материала, что осложняет дальнейшее склеивание таких поверхностей. Из-за малой теплопроводности литьевое оргстекло быстро нагревается в зоне разрезания, поэтому обработку необходимо проводить на большой скорости резания, но на наименьшей глубине срезаемого слоя.

Специалисты настоятельно рекомендуют не удалять защитную пленку или бумажное покрытие, чтобы предохранить оргстекло от появления царапин во время механической обработки или в процессе хранения.

Сверление
Для сверления экструзионного оргстекла используются мобильные или стационарные сверлильные станки, оснащенные специальными сверлами повышенной производительности из быстрорежущей стали для легких металлов. Сверла должны быть особым образом заточены для обработки экструзионного оргстекла. Чтобы не допустить образование трещин следует контролировать гладкость краев просверленного отверстия. При глубоком сверлении специалисты советуют почаще поднимать сверло: это позволит не только извлечь стружку, но и препятствовать чрезмерному нагреву материала. Во избежание внутренних напряжений рекомендуется при сверлении охлаждать и режущий инструмент, и материал сжатым воздухом или специальными смазочными жидкостями.
Полировка

Качественно отполировать срезанные края и матовую поверхность можно механическим способом с помощью специальных алмазных резцов. Впрочем, сделать это не всегда возможно. Например, криволинейный срез рекомендуется полировать пламенем. Этот способ подразумевает обработку оргстекла «жёстким» пламенем с высокой температурой. Используя этот способ важно соблюдать технику безопасности и меры предосторожности. Во-первых, шлифуемая поверхность должна быть чистой. Во-вторых, такой метод способствует возникновению напряжения, которое нужно снять перед склеиванием или нанесением краски.

Очень часто органическое стекло полируется специально созданными для этого пастами. Есть два способа полировки: вручную или при помощи шлифовальной машинки.

Склеивание

Для того чтобы достичь наиболее прочного соединения материалов, а также высокой атмосферостойкости, при склеивании рекомендуется применять так называемые родственные клеи.

Клей СММ на основе полиметилметакрилата рекомендуется использовать для получения бесцветных и прозрачных швов при склеивании встык с односторонней накладкой или внахлёст. При этом перед склеиванием детали из органического стекла её следует отжечь. Это нужно для того, чтобы избавиться от внутренних напряжений изделия. Рекомендуемая температура отжига варьируется от 65 до 80°С, она зависит от температуры размягчения стекла. После этого нужно подождать, пока оргстекло охладится.

Добавим, что сварку используют для получения заготовок, предназначенных, например, для нестандартных изделий. Причём сварку литого органического стекла производят при использовании более высоких температур (до 300 °С).

Готовую деталь, предварительно обработав шов, также подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений.

Склеивать листы из экструзионного оргстекла можно не только с точно такими же листами, но и с другими материалами. К материалам для склеивания экструзионного стекла можно отнести несколько типов клея: плёночный, полимеризуемый, эпоксидный, полиэфирный, полиуретановый и др., в частности, марки АК-90, БФ-2 (4,6), МП-88 (81). Растворителями являются дихлорэтан и хлористый метилен. После сушки и застывания клея рекомендуется провести отжиг ( от 2 до 5 часов) при температуре 60°С.