Свойства и применение полиметилметакрилатаи сополимеров метилметакрилата

ПММА — прозрачный и бесцветный термопластичный полимер аморфной структуры, растворяющийся в хлорированных и ароматических углеводородах, ацетоне, муравьиной и уксусной кислотах. При обычных температурах ПММА устойчив к действию разбавленных кислот и щелочей, воды, спиртов, растительных и минеральных масел. При нагревании выше 125°С хорошо поддается формованию и вытяжке. Изделия из него сохраняют свою форму при нагревании до 60—80°С; при более высокой температуре начинают деформироваться. При 300°С и выше ПММА деполимеризуется с выделением ММА. ПММА обладает хорошими оптическими свойствами: пропускает до 93% лучей видимой области спектра и 75% ультрафиолетовых лучей.

Механические свойства ПММА зависят как от молекулярной массы, так и от количества введенного пластификатора. В таблице 15 приведены свойства ПММА, выпускаемого в виде листового органического стекла.

Вследствие прозрачности, высокой механической прочности и легкости ПММА широко используют для остекления помещений, самолетов и автомобилей, для изготовления оптических стекол, светофильтров, светильников, а также как декоративный и электроизоляционный материал.

Таблица 9

Свойства ПММА и сополимеров метилметакрилата

Свойства	ПММА непластифи-цированный	ПММА пластифицированный	Сополимер МС	ПММА листовой
Плотность при 20°С, кг/м3	1180—1190	1170—1180	1140	1190
Разрушающее напряжение, мПа: при растяжении при изгибе	60—90 80—120	60—65 —	— 110	70 110
Относительное удлинение при разрыве, %	3—5	3—6	1—3	3—4
Ударная вязкость, кДж/м2	8—0	12—20	18—20	—

Продолжение таблицы 9

Твердость по Бриннелю, МПа	170—240	130—150	160—170	130—170
Водопоглащение, %	0,1—0,2	0,15—0,2	—	0,1—0,2
Температура размягчения по Вика, °С	110—120	90—115	105	110
Теплостойкость по Мартенсу, °С	70—78	—	75—78	70—72
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц	2,5—2,7	—	2,7	2,5
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц	0,02—0,03	—	0,02	0,018
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом ·м	1012	—	3,5·1012	1012
Электрическая прочность, МВ/м	22—24	—	22	22

Листы из ПММА, полученные блочной полимеризацией в форме или экструзией, перерабатывают в крупногабаритные изделия (ванны, раковины и др.) методами вакуумного и механического формования. Литьевые, экструзионные и прессовочные материалы готовят путем сополимеризации ММА с 2—4% этил- или бутилакрилата в массе или в суспензии (ПММА марки дакрил, ЛСОМ). Их применяют для изготовления технических, светотехнических и медицинских изделий.

ПММА обладает недостаточной поверхностной твердостью (легко царапается), невысокой теплостойкостью и малой текучестью в размягченном состоянии. Указанные недостатки в определенной степени могут быть устранены сополимеризацией ММА с другими мономерами: стиролом (сополимер МС), стиролом и акрилонитрилом. ПММА и сополимеры ММА легко окрашиваются в различные цвета. Из них изготовляют детали к спидометрам, стрелки, шкалы, фирменные знаки, подфарники, козырьки, многие виды галантерейных товаров и канцелярских принадлежностей. Поверхностную твердость и теплостойкость ПММА также можно повысить сополимеризацией ММА с четырехфункциональными соединениями — эфирами метакриловой кислоты и гликолей, аллил- и винилметакрилатом и другими мономерами, добавляемыми к количестве 5—10% от массы ММА. В результате реакции сополимеризации образуются сшитые продукты, строение которых может быть представлено следующим образом:

Самоотверждающиеся полиметилметакрилатные пластмассы изготовляют на основе как эмульсионного полимера, так и сополимеров ММА со стиролом или метилакрилатом. В обоих случаях получают смеси порошка полимера (или сополимера) с ММА, пигментом, красителем и инициатором. Обычно они состоят из 55—60% тонкодисперсного полимера, диспергированного в 35—40% мономера. Красители или пигменты придают массе желаемый цвет, жизнеспособность ее до отверждения часто регулируется добавлением ингибитора, например гидрохинона (0,005%) или тригексиламина (1%). Отверждение массы на холоду происходит при введении инициатора — перекиси бензоила и диметиланилина.

Самоотверждающиеся пластмассы применяются для изготовления зубных протезов, а также штампов, литейных моделей, абразивного инструмента.