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9011-14-7 / 聚甲基丙烯酸甲酯的性能研究

聚甲基丙烯酸甲酯的性能

聚甲基丙烯酸甲酯是一种开发较早的重要热塑性树脂,具有质轻、高透明度,易于机械加工、耐候、尺寸稳定等优点,在汽车、航空航天、建筑业等领域有着广泛的应用。由于具有优异的物理化学性能,聚甲基丙烯酸甲酯备受关注,其相关的性能参数如表所示。

聚甲基丙烯酸甲酯的性能研究

表:聚合物性能参数

质轻:

PMMA,PC,PET的密度都很小,但是PMMA的密度是三者当中最小的,其密度仅为1.18kg/dm。

透光性:

PMMA的透光性能优异,透光率90~92%,能够透过73%的紫外线;而普通玻璃只能透过0.6%。PC的透光率最大可达到90%,但也不及PMMA树脂;PET的透光性则是其中最差的,这是由于分子链中苯环的存在严重影响了可见光、紫外光的透过率。

耐侯性:

PMMA可长期在户外使用,经过多年的自然老化,其性能下降很小,而且对二氧化硫和臭氧等气体具有良好的抵抗能力。尺寸稳定性:与PC,PET相比,PMMA的收缩率仅为0.5%。

聚甲基丙烯酸甲酯的应用

由于其品级的不同,PMMA被应用于低、中、高三种不同的领域。

在低端领域,PMMA树脂主要应用于建筑装饰,公共设施,日常用品,教学器材等等;如:美日等国家强制性规定,幼儿园、小学建筑设施中所用玻璃必须是PMMA材质。

而在国内,由于加快了城市现代化建设的步伐,使得街头公交站点的指示牌、路标、信号灯、广告灯箱和电话亭等大量出现。

除此之外,北京奥运场馆及其配套设施中也大量使用了绿色环保的PMMA树脂。

在中高端领域,PMMA树脂不仅在传统工业中得到应用,如汽车工业等领域,也广泛应用于通信多媒体行业,医用行业等中高端领域,具体应用领域如下:

聚甲基丙烯酸甲酯的性能研究

2.1.导光板

步入21世纪,作为显示装置中最核心的组件,即显像管,正在逐渐消失,转而被更为先进、轻便的背光板代替。

导光板,作为背光板的核心组件,其主要材质是透光性和耐候性最优的光学级PMMA树脂。

目前,国内能够生产高品质PMMA树脂的公司有台湾奇美,韩国LG,日本三菱公司等等;随着国内液晶显示器制造技术的发展,PMMA在该行业的消费潜力巨大。

2.2.塑料光纤

塑料光纤(POF)是由高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作为芯层材料,PMMA、氟塑料等作为皮层材料的一类光纤(光导纤维)。

不同的材料具有不同的光衰减性能和温度应用范围。塑料光纤不但可用于接入网的最后100~1000米,也可以用于各种汽车、飞机、等运载工具上,是优异的短距离数据传输介质。

随着互联网的普及,塑料光纤获得了巨大的发展空间,其中最主要的就是PMMA塑料光纤,其具有芯径大、质地软、质量轻、成本低、带宽大等优点。

从二十世纪中后期到现在,聚合物光纤得到了较快的发展。1968年杜邦公司以PMMA树脂为原料,研制出了PMMA阶跃型塑料光纤,但是损耗高达1000dB/km。1983年,NTT公司对PMMA树脂进行了改进,制备出了全氘化PMMA塑料光纤,损耗明显减小,在650nm波长处的损耗降低到20dB/km。近年来,Y.Koike等人以MMA与氟代丙烯酸酯(TFPMA)为主要原材料,制成GIPOF(渐变折射率聚合物光纤),其带宽大(>1GHz.km),衰减小(688nm,56dB/km),主要用于短距离通信。

中国科学院化学所成功的开发出渐变型光纤技术,其制备折射率梯度分布可控的PMMA光纤的技术指标为:在-40~500℃的条件下,光损耗140~240dB/km,带宽0.6~2.3GHz,数值孔径0.15~0.45,单根光纤长度可达600米。

聚甲基丙烯酸甲酯的性能研究

2.3.光学材料

随着国内手机制造业的蓬勃发展,国内手机品牌,如:小米,魅族,华为,中兴等品牌的畅销,以PMMA树脂为主的光学材料也正迅速兴起。

然而,国内用于制造手机镜片的PMMA板材完全依赖进口,生产技术被国外产品所垄断,导致手机成本高。

因此,为了摆脱进口,降低生产成本,国内各生产厂家或者是科研院所有必要开发此类板材技术。

2.4.电致发光材料

近几年,随着IT行业的兴起,有机电致发光材料的研究已经成为电致发光领域的一大热点。由于PMMA具有良好的光电惰性、较好的成膜性和相对较高的热变变温度,使得PMMA树脂成为了电致发光技术研究中重要的高分子材料。Kido采用染料分子级掺杂聚合物作发光层。采用喷涂成膜技术并掺杂不同的荧光染料,能够使发光颜色由绿转变红。

聚甲基丙烯酸甲酯的性能研究

2.5.医用材料

现代医学的发展对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,金属材料和无机材料难以满足,而合成高分子材料与作为生物体的天然高分子有着极其相似的化学结构,因而可以合成出医用功能高分子材料。

PMMA树脂是一种无毒,物理化学性质稳定,生物相容性优异的热塑性树脂,在医用材料领域中具有很大的应用价值和市场潜力。

随着PMMA树脂性能的提升,在高端市场中,PMMA树脂逐渐深入到医疗领域中。20世纪中叶,美国采用PMMA树脂制造人造骨骼。

随着医学技术的发展,科研学者创造性的将PMMA树脂应用在免疫学中,主要是将PMMA作为纳米微囊疫苗的壁材来使用;作为一种纳米微囊壁材,PMMA树脂不仅具有安全高效的特点,同时能延长药物在体内的滞留时间。