Оргстекло (органическое стекло)

Заявка на товар/услугу

Оргстекло (плексиглас, полиметилметакрилат) ― это синтетический, прозрачный термопласт. Термопластом называют материал, который имеет свойство размягчаться при нагреве. Органическое стекло состоит из акриловых смол и различных добавок (включений). Характеристики готовых полимеров определяются видом используемых включений.

Состав, свойства и характеристики оргстекла

Основа органического стекла ― смолы термопластичные. Химсостав стандартных видов оргстекла у различных производителей идентичен. А вот листовой материал, обладающий специфическими качествами: способность защитить от шума или воздействия ультрафиолета, пропустить или рассеять свет, противостоять ударам (антивандальное свойство), выдерживать температурные воздействия; изготавливают уже по различным технологиям. Соответственно, получают термопласты с разной структурой и химическим составом.

Преимущества

Следует указать на ряд преимуществ плексигласа. Среди них:

способность оргстекла пропускать свет, которая не меняется со временем, составляет 92%;
экологичность, возможность утилизации и вторичной переработки;
легко механически обрабатывается;
оно инертно к воздействию воды и различных бактерий. Поэтому материал используют для производства аквариумов, остекления яхт;
легкость оргстекла дает возможность эксплуатировать его без возведения громоздких каркасов и опор, придавая конструкции прозрачность;
оргстекло хорошо выдерживает ударные нагрузки. В сравнении с обычным стеклом, этот показатель выше в пять раз;
используя технологии нагрева, материалу можно придавать различные формы без ущерба для оптических свойств;
органическое стекло можно эксплуатировать при низких температурах, оно устойчиво к химическим воздействиям, коррозии;
может использоваться как электроизоляционный материал;
пропускает до 70% УФ-лучей, не желтея и не теряя при этом прозрачности.

Недостатки

Данный материал:

легко воспламеняется (при температуре 260 °C);
склонен к повреждениям поверхностного слоя (твердость 180 - 190 Н/мм²);
склонен к образованию микротрещин, которые появляются из-за внутренней напряженности в местах сгиба, при вакуумо- и термоформировании.

Стекло органическое вступает во взаимодействие с разведенными плавиковой и цианистой кислотами, а также концентрированными кислотами: серной, азотной, хромовой. Растворителями органического стекла являются хлорированные углеводороды (трихлорметан, дихлорэтан, хлорметан), альдегиды, кетоны, эстеры. Кроме того, на материал оказывают воздействие спирты: бутанол, этанол, метанол, пропанол. При этом непродолжительное взаимодействие 10% этилового спирта с оргстеклом допускается.

Виды оргстекла

Экструзия (выдавливание) и литье - способы изготовления органического стекла. По способу изготовления конечный продукт называют литым либо экструзионным. Метод производства влияет на особенности пластика, вводит ряд ограничений по его использованию.

По внешнему виду оргстекло классифицируют на:

прозрачное;
матовое;
цветное.

Купить оргстекло можно в виде готового изделия, либо полуфабриката. На рынке представлены:

листы;
стержни;
трубы;
блоки;
другие изделия.

Для определения способа изготовления следует ознакомиться с маркировкой готового материала:

ХТ – экструзионное;
GS – литьевое.

Экструзионное

Экструзионное оргстекло из полиметилметакрилата (ПММА) отличают слабые межмолекулярные связи (низкомолекулярное). Из-за этого его используют для изделий с простыми формами. Экструзионное оргстекло изготавливают методом непрерывного выдавливания расплавленной массы, состоящее из гранул ПММА, сквозь щелевую формообразующую «головку» экструдера. Затем охлаждают, режут на части, согласно заданным размерам. Изготовление экструзионного оргстекла осуществляют на экструдерных линиях. Процесс изготовления - непрерывный.

Экструзионное оргстекло отечественного производства маркируется: СЭП, ACRYMA.

Литьевое

Блочный или литой прозрачный термопласт характерен более прочными межмолекулярными связями (высокомолекулярное). Это позволяет получать продукцию с улучшенными, в сравнении с экструзионным, показателями. Литое оргстекло имеет гладкую поверхность, высокую прозрачность, стойкость к удару, устойчивость к возникновению трещин. Его можно полировать, формовать. Литое органическое стекло термоустойчиво. Допускается возможность вторичной переформовки изделий. Также литое оргстекло характеризуется более высокой химической устойчивостью, высокой стабильностью толщины.

Метод изготовления литого оргстекла - заливка жидкого мономера ММА между 2-мя плоскостями из стекла с последующей полимеризацией, затвердением. При производстве блочного оргстекла разнотолщинность достигает 30%, а усадка в процессе нагрева ― 2%.

Литьевое оргстекло отечественного производства маркируется: ТОСП, ТОСП-Н, ТОСП-У, ТОСН.

Листовое

Производится листовое органическое стекло в соответствии с требованиями ГОСТ 10667-90.

Листовое светотехническое стекло производится по ГОСТ 9784-75. Для придания требуемых технических характеристик при производстве в состав вводят поливинилхлорид или полистирол (для придания светорассеяния различной степени).

Размеры листов: толщина 0,8-30 мм, длина – 100-1600 мм, ширина 100-1400 мм. Можно купить и другие размеры.

Встречается на рынке полимеров матовое оргстекло, или двойной сатин. Посредством дополнительной механической обработки материал приобретает шероховатую, матовую поверхность. Также данный эффект можно получить благодаря введению в состав специальных добавок. Светопропускная способность матового листа – от 20 до 70 %, тогда как обычного листового – до 92%.

Область применения листового органического стекла очень обширна: рекламные вывески, перегородки, декоративные элементы и многое другое.

Стержни из оргстекла (прутки)

Полимерный круглый либо квадратный пруток, изготовленный по ГОСТ 17622-72 и другим тех. условиям. Поставляется пластик: матовым, прозрачным, окрашенным.

Технические характеристики данной продукции соответствуют марке плексигласа, из которого изделие произведено.

Для квадратных стержней диаметр описанной окружности от 10 до 40 мм. Круглые стержни поставляются с диаметром от 2 до 100 мм. Стандартная длина прутка – 2 метра. По согласованию с заказчиком, размеры могут меняться.

Применяются стержни из оргстекла в разных областях: реализация дизайнерских решений, предметы декора, мебельная промышленность, изготовление некоторого оборудования и т.п.

Марки

Листовое светотехническое оргстекло производят марок:

СЭ – экструзионное;
СБ – блочное;
СЭП – прозрачное, изготовлено методом экструзии;
СБС – блочное трудносгораемое;
СБПТ – блочное повышенной теплостойкости.

СЭП – прозрачное, остальные марки – замутненные.

Техническое отечественное оргстекло производится пластифицированное (ТОСП) и непластифицированное (ТОСН).

ТОСП, в свою очередь, может быть предназначено для:

ТОСП-Н - производства акриловых ванны, поддонов для душа, сантехники и др. (сантехническое);
ТОСП-У – термо и светостабилизированное.

Согласно ГОСТ 10667-90, листовое оргстекло также маркируется: СО (органическое), затем указывают температуру, при которой полимер размягчается (например, 95, 120, 133) и буквенное обозначение, указывающее на область применения (К – конструкционное, А – авиационное).

Оргстекло ТОСП

Техническое оргстекло отечественного производства, изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 17622-72, TУ 2216-271-05757593-2001. Согласно данному стандарту данный материал может выпускаться:

непрозрачным цветным (основные цвета – синий, красный, желтый, зеленый, оранжевый и белый);
прозрачным бесцветным;
прозрачным цветным.

Хорошо поддается механообработке. Пластификаторы, входящие в состав, повышают пластичность, немного уменьшают температуру размягчения полимера.

Согласно ГОСТу технические характеристики ТОСП:

ударная вязкость органического стекла ТОСП от 8,8 до 13 кДж/м² (определяется толщиной листа);
прочность на разрыв – не меньше 61,7 МПа;
температура размягчения – не меньше 92 ºС;
плотность при 23ºС – 1180 кг/м³;
удлинение при разрыве – не меньше 2%;
линейная усадка – около 3,5%.

Оргстекло ТОСП – наиболее популярное, применяется в самых разных областях: от декора и быта до деталей различного назначения в промышленности.

Органическое стекло ТОСН

По ГОСТ 17622-72 органическое стекло ТОСН (непластифицированное) имеет следующие технические характеристики:

плотность при 23ºС – 1180 кг/м³;
удлинение при разрыве – не меньше 3,5%;
прочность на разрыв – 70 МПа;
линейная усадка – около 3,5%;
температура размягчения – не ниже 110 ºС;
ударная вязкость термопласта – от 8,8 до 15 кДж/м² (зависит от толщины).

Пластик характеризуется высокой стойкостью к нагрузкам, не поддается обработке формованием. Выдерживает большую температуру эксплуатации, нежели ТОСП (90 против 80 градусов по Цельсию).

Методы обработки

Оргстекло можно: сваривать, склеивать, штамповать, формовать, нагревать, охлаждать, отжигать, клеить, сгибать, вытягивать, резать. Фрезеровка, сверление, обработка на токарном станке, нарезание резьбы ― эти операции также используются при работе с плексигласом. Кроме того термопласт шлифуют, полируют.

В последнее время часто используют метод обработки ПММА лазером. Эта технология использует СО2-лазеры, длина лазерного излучения которых 9,4 - 10,6 микрон, совпадает с пиком поглощения ПММА. Рез, получаемый в ходе данной операции, гладкий, не содержит следов продуктов горения. Для прозрачного оргстекла изменения цвета на срезе не наблюдается. Для окрашенного термопласта в редких случаях допускают изменение оттенка на срезе.

Резка оргстекла

Резка пластика требует определенных навыков, так как повредить оргстекло довольно просто. При работе с большими объемами применяют промышленные способы резки на специализированном оборудовании. Используют:

резку пилами (дисковой или ленточной);
резку лазером;
фрезерную резку.

Фрезерная

Операция фрезерной резки выполняется на фрезерных станках, где скорость вращения вала более 4000 об/мин. Такой способ применим в случаях, когда недопустимо быстрое нагревание материала на срезе. После фрезерной резки выполняют дополнительные операции, в том числе полировки, гравировки. Недостатком данного метода является образование внутренних напряжений. Склеивать детали, полученные методом резки фрезами, не рекомендуется.

Для резки в промышленных объемах используют станки с вертикальным размещением фрезы. С помощью программного обеспечения задают параметры скорости, частоты вращения фрезы, контура реза. Лист крепится на специальный стол, по которому движется фреза, вырезая заданную деталь. Если фрезу заменить инструментом для гравировки, появляется возможность выполнить гравирование на том же оборудовании. С помощью такого универсального метода, реально получить деталь нужного контура с рисунком внутри.

Лазерная

Этот метод наиболее прогрессивный, практически безотходный. Его основное преимущество - точность. Используя лазерный рез (луч) шириной около 0,1 миллиметра, можно достичь точности резки до 0,005 мм. Края среза гладкие, не меняют цвет (остаются прозрачными).

Лазерная резка органического стекла проводится на поточных линиях. При малых объемах либо для индивидуальных заказов применяют станки с ПУ, которые можно быстро перепрограммировать для следующей партии изделий.

Лазерная резка оргстекла выполняется квалифицированными специалистами. Основная проблема при выполнении данной операции ― возможность возгорания стеклянного листа. Резка лазером осуществляется на больших скоростях. Пример: стекло толщиной 3 мм режут со скоростью 25 мм/с. Специалист-резчик должен обеспечить правильную настройку режущего оборудования с целью получения качественного среза. Помутнение прозрачного термопласта в месте реза считается недостатком.

К преимуществам резки лазером стоит отнести:

высокую точность раскроя (до 0,01 мм);
отсутствие соприкосновения стекла и режущего инструмента. Бесконтактная резка начинается с толщины от 0,1 мм;
возможность выполнять заказы по индивидуальным эскизам любой сложности;
малое количество отходов при работе.

Цена работ по лазерной резке рассчитывается за 1 м.п. и составляет от 10 до 200 руб.

Дисковая или ленточная

Использования ленточных пил для выкраивания деталей из органического стекла встречается довольно часто. Недостаток этого способа - непрямой срез. Более качественный рез получается при работе с дисковой пилой, но этот метод требует соблюдения правил безопасности и наличия определенного профессионального навыка.

Полуфабрикат, разрезаемый пилой, быстро нагревается, оплавляется. Он может даже задымиться. Поэтому оргстекло при резке надо постоянно охлаждать. Сделать это можно сильным воздушным потоком или водой. Воду заливают в специальную закрепленную емкость. Расход воды небольшой. За один час работы расходуется примерно литр воды. Охлажденный срез более ровный, прямой, без оплавленных участков.

Существует много предприятий, цехов, которые специализируется на резке оргстекла. Они оснащены специальным оборудованием, в том числе для лазерной резки. Работающие там профессионалы быстро и качественно выполнят ваши заказы.

Сравнение экструзионного оргстекла с литым

Проведем сравнение двух видов стекла органического с целью выявления достоинств и недостатков каждого вида:

экструзионное оргстекло, в отличие от литого, имеет меньший процент разнотолщинности (5% против 30% у литого);
у литого оргстекла больший диапазон толщин, но меньшая допустимая длина листов;
оргстекло, изготовленное способом экструзии имеет меньшую стойкость к химическим воздействиям, ударам;
для работы с экструдированным оргстеклом используют более низкие температуры (150-170°C против 150-190°C у литого) и меньшие усилия при термоформовке;
литое стекло хуже клеиться, а экструзионное подвержено образованию внутренних напряжений;
усадка при нагреве стекла экструзионного составляет 6% против 2% у литого.

Производство

Экструзионный

ПММА (полиметилметакрилат) гранулированный является начальным сырьем для производства экструзионного оргстекла. Такой вид стекла изготавливают непрерывным способом на экструзионных линиях, состоящих из нескольких технологических узлов.

Экструзия требует большого количества сырья, так как это непрерывный процесс. Поэтому ее использование целесообразно только для массового производства.

Метод экструзии состоит в следующем. Гранулы ПММА загружают в дозатор. Оттуда они попадают в экструдер - обогреваемую цилиндрическую емкость, от объема которой зависит производительность линии. Здесь масса плавится, смешивается с различными добавками (красителями, стабилизаторами, наполнителями), передается в переднюю часть экструдера. Затем происходит выдавливание расплавленных гранул через щелевую формообразующую «головку». Далее расплавленный пластик проходит через ряд валков с поверхностью высокой степени чистоты. Валки формируют лист заданной толщины. Потом материал постепенно, равномерно охлаждают. Такая технология исключает образование внутренних напряжений.

Следующая операция - покрытие предохранительной пленкой, резка в размер. Тут же происходит складирование готовой продукции.

Длины листов, полученных этим методом практически неограниченны, но из-за проблем, возникающих при транспортировке, принят стандартный размер данного вида продукции. Это: 2050×3050 мм. А величины толщин изменяются от 1,5 до 24 мм (отклонение 5%).

Литьевой

Жидкий мономер метилметакрилата (ММА) является начальным сырьем для производства литого оргстекла.

Метод изготовления состоит в следующем. Сначала жидкий мономер смешивают с различными добавочными компонентами: красителями, отвердителями и пр.

Затем холодный растворенный ММА заливают в пространство, расположенное между двумя специальными стеклами, помещают в рамку, которая рассчитана на двадцать листов.

Следующие операции - термообработка в воде, на воздухе, полимеризация массы. Затем охлаждение, обрезка кромки в размер. Конечный продукт - твердый лист оргстекла стандартных размеров с ровными краями.

В процессе производства можно получать листы различной толщины. Литое оргстекло считается более качественным, прочным. Его можно полировать, обрабатывать.

Литьевое оргстекло, ввиду особенностей его изготовления, представлено в более широком диапазоне толщин, но допуски по толщине у него выше. Экструзионное - от 1,5 до 24 мм. Точность изготовления более высокая, отклонение от размеров минимально.

Немного из истории

Первое запатентованное название оргстекла - плексиглас. Автор патента Отто Рем (1933г.).

В этом же году началось промышленное изготовление материала фирмой Röhm and Haas. В продажу готовые изделия из плексигласа поступили в 1936 году. Бурное развитие авиации в период между мировыми войнами способствовало развитию процесса производства органического стекла. Его эксплуатировали в различных марках самолетов для остекления кабины пилота.

В Советском Союзе плексиглас был получен в Московском институте пластмасс в 1936 году.

В настоящее время в военной, гражданской авиационной промышленности эксплуатируют фторакрилатные оргстекла. Они легкие, крепкие, теплостойкие, работают в диапазоне температур от -60 °C до +250 °C.

Транспортировка, хранение, уход

Перевозка органического стекла производится с помощью закрытого авто-, железнодорожного транспорта. Допускается перевозка открытыми видами транспорта, но в этом случае стекло должно быть тщательно закрыто водонепроницаемой пленкой.

Хранят органическое стекло в складских помещениях с температурой воздуха от 5 до 35 °C. Относительная влажность воздуха при этом не должна превышать 65%.

Во время перевозки и хранения - перекладывают бумагой, чтобы уменьшить вероятность механических повреждений.

Внимание! Нельзя транспортировать, хранить органическое стекло совместно с химическими веществами!

Для планового ухода используют воду, старые загрязнения убирают теплым водным раствором моющих средств. Окна моют водой с помощью распылителей высокого давления. Недопустимо тереть сухую поверхность — на ней останутся царапины.

Применение

Качественный и надежный полимер распространенный практически повсеместно. Востребованность полимера обусловлена присущими ему свойствами:

легкость – авиапромышленность (остекление вертолетов, самолетов);
влагостойкость – окна водоплавающего транспорта, аквариумы;
прозрачность – табло, рекламные вывески, перегородки, светопроницаемые конструкции, защитные очки, теплицы;
привлекательный внешний вид – элементы декора, мебели, перегородки, витражи (цветное);
атмосферостойкость – конструкции, эксплуатирующиеся на открытом воздухе.
прочность – приборостроение.

Области применения оргстекла очень обширны. Технические характеристики органического стекла, большой ассортимент, длительный период эксплуатации и доступная цена обеспечили высокую популярность.

Поставщик: ООО РТГ "МетПромСтар"