Оргстекло

Введение[править]

Полиметилметакрилат линейный термопластичный полимер метилметакрилата. Основной технический продукт известен как органическое стекло. Полиметилметакрилат (молекулярная масса до 2․106) исключительно прозрачен, обладает высокой проницаемостью для лучей видимого и УФ-света, хорошими физико-механическими и электроизоляционными свойствами, атмосферостоек, устойчив к действию разбавленных кислот и щелочей, воды, спиртов, жиров и минеральных масел. Физиологически безвреден и стоек к биологическим средам, размягчается при температуре несколько выше 120°С и легко перерабатывается.

Биопластмасса из крахмала

Каким образом превратить кукурузу или другую агрокультуру в пластиковую тару под молоко? Для этого необходимо произвести несколько этапов:

• взращиваются специализированные сорта маиса, клубневого картофеля, зерновой пшеницы, а также сахарной свеклы и тростника, имеющие повышенное содержание крахмала или сахара, извлекаемых впоследствии из общей биомассы;
• из таких культур, как соевые, клещевина и рапс добывают особые сложные эфиры глицерина – триглецериды;
• после того как добыто основное сырье происходит стадия переработки, при помощи методов ферментации и применения микроорганизмов, а также различные химические манипуляции, причем для каждого вида продукта технологическая цепочка индивидуальна;
• конечной стадией является получения мономеров (полиэтилен, полиамид, полиэфир, а также молочная кислота), либо природной биологической молекулы без примесей (крахмал), которые подвергаются технологиям модификации и полимеризации.

В том случае, когда на последнем этапе получается простой полиэтилен, то экономически выгодно производить его смешивание с аналогичным материалом из нефтепродуктов. Крупные корпорации зачастую пользуются такой схемой, при этом пластик такого типа получает уникальное название (к примеру, Polyethylene Green). Поэтому, если на упаковке присутствует такая маркировка, то, скорее всего, частично входящие в состав пластика мономеры получены из биологического сырья.

Так, в 2009 году состоялся выпуск безопасной бутылки компанией «Кока-кола», которая содержит всего одну треть пластика биологического происхождения, а аналогичная тара у производителя питьевой воды «Вольвик» – одну пятую от общей массы. Конечно же, исследуя последние модные тренды, такие нововведения можно расценивать лишь как грамотный маркетинговый ход.

Виды оргстекла

Прозрачное оргстекло

Бесцветный кристально прозрачный лист со светопропусканием 92—93 % (при толщине 3 мм), с идеально гладкой поверхностью, отличающейся сильным блеском с обеих сторон. Максимальная прозрачность, отсутствие искажений изображения. Применение: остекление зданий и сооружений (наружное и внутреннее), витрины, прозрачная защита приборов и механизмов.

Прозрачное цветное оргстекло

Декорация из разноцветного прозрачного оргстекла

Равномерно окрашенное в массе прозрачное оргстекло. Наиболее популярны тонированные листы серых (дымчатое), голубых и коричневых (бронза) оттенков. Вообще листы могут быть окрашены в абсолютно любой цвет, иметь многие варианты оттенков разной степени насыщенности, оставаясь при этом прозрачными, не искажающими изображение. Максимальная прозрачность, отсутствие искажений изображения.

Применение: остекление транспорта, медицинское оборудование, перегородки, ограждающие конструкции, купола, навесы, атриумы, фонари, теплицы, оранжереи, солярии, элементы мебели, столешницы, полки, торговое и выставочное оборудование, подставки, держатели, «кармашки» информационных стендов, демонстрационные конструкции, модели, изделия наружной и интерьерной рекламы, POSM, сувенирная продукция, номерки, бирки, различные термоформованные изделия, защитное остекление фотографий, картин и стендов, аквариумы, детали интерьера, прозрачные полы, ступени лестниц, перила и так далее. Оформление выставок, шоу, концертов, телестудий.

Прозрачное рифлёное оргстекло

Прозрачное бесцветное и цветное оргстекло с выпуклым рисунком на одной стороне листа, другая сторона гладкая. Эффекты светорассеяния за счёт светопреломления при значительном пропускании видимого света. За такими стёклами предметы и изображения приобретают размытые очертания. Классические виды рифления: «колотый лёд», мелкое и крупное рифление «призматическое», «пчелиные соты», «мелкие волны», «капля». Эксклюзивные виды рифления: «ручей», «укол булавки», «квадраты», «пирамиды», «вельвет», «кожа». Прозрачность, светопреломление, частичное скрытие изображения за листом, особая декоративность.

Применение: остекление душевых кабин, шторки ванн, остекление межкомнатных дверей, заполнение перегородок, мебель, элементы дизайна, рассеиватели светильников, подвесные потолки с внутренней подсветкой, декоративные конструкции интерьера.

Матовое белое оргстекло

Декортаивные панели из белого и чёрного матового оргстекла

Светорассеивающий лист белого цвета со светопропусканием от 20 (внешне непрозрачный) до 70 % (полупрозрачный) с гладкой, отличающейся сильным блеском с обеих сторон поверхностью. Равномерное светорассеяние, полное скрытие изображения за листом (при подсветке образуется световой экран).

Цветное матовое оргстекло

Светорассеивающий лист определённого цвета (с указанием цвета по RAL, Pantone или каталогу производителя) с различной степенью светопропускания, идеально глянцевой поверхностью. Равномерное светорассеяние, полное скрытие изображения за листом (при подсветке образуется световой экран).

Применение:
Рассеиватели светильников, светящиеся подвесные потолки, подиумы, полы с внутренней подсветкой, торговые и рекламные световые вывески (лайт-боксы) с нанесением аппликации из самоклеящихся плёнок, фотокаширование, шёлкография, дорожные световые короба, пилоны, указатели общественных учреждений, автостоянок и так далее. Объёмные буквы, макеты рекламируемой продукции с внутренней подсветкой, миниатюрные световые короба с указанием улиц (номеров домов), использованием технологии печати по пластикам, медицинская техника, приборы и так далее.

Рифлёное матовое белое и цветное оргстекло

Белое (или цветное) оргстекло с разной степенью светопропускания, рифлением, нанесённым с одной стороны листа, другая сторона гладкая. Неравномерное светорассеяние, полное скрытие изображения за стеклом. Имеет наиболее ограниченные сферы применения: рассеиватели светильников для люминесцентных ламп, декоративные элементы интерьера с внутренней подсветкой.

Химические и экологические характеристики

Оргстекло является достаточно экологичным материалом. Оно не выделяет вредных химических соединений не только при горении, но и при обычном многолетнем применении и считается абсолютно безопасным материалом. Его использование разрешено как вне помещений, так и внутри них, в том числе в лечебных и детских заведениях. Как упоминалось ранее, отходы органического стекла не токсичны и могут полностью быть переработаны вторично.

ПММА известен своей высокой стойкостью к воде, а также к различным химическим соединениям, например к щелочам, растворам солей. Из распространенных химикатов на оргстекло существенно влияют концентрированные серная, хромовая и азотная кислота и некоторые растворы сильных кислот: цианистоводородные (синильная кислота) и фтористоводородные (плавиковая кислота).

Кроме того, органическое стекло можно растворить в некоторых сильных растворителях: дихлорэтане и других хлорированных углеводородах, сложных эфирах, альдегидах и кетонах. Также на него могут воздействовать низкомолекулярные спирты, в том числе этиловый спирт. Однако, реакция при этом медленная. Так при недолгом воздействии на оргстекло разбавленного до 10 процентов этилового спирта видимых изменений не происходит.

Виды оргстекла

Многие, выбирая акрил или такой материал как оргстекло задаются вопросом — в чем разница, что лучше? На самом деле разница не существенна. Встречаются общеупотребляемые термины, которые означают один и тот же материал, а именно это:

1. Полиметилметакрилат.
2. Органическое стекло или как часто его называют — оргстекло Материал очень схож с силикатным стеклом, но имеет характеристики в разы лучше.
3. Акриловое стекло или же акрил. Материал изготавливается с использованием органических компонентов.
4. Плексиглас – одна из разновидностей оргстекла.
   Выбирая оргстекло или же акрил, вы делаете выбор, по сути, между одинаковыми материалами, но ориентироваться следует на предназначение и условия использования готового изделия, так как существуют разновидности оргстекла с различными параметрами.

Акриловое стекло изготавливается по двум основным технологиям, а именно это:

• Метод экструзии;
• Метод литья.

При изготовлении по первой технологии, материал получается менее прочным, нежели при задействовании второй методики.

В этом случае доступно меньше цветовых решений, но при этом размер готового листа может быть намного больше. Также мастер вследствие определенных манипуляций имеет возможность сделать готовый лист оргстекла необходимой толщины, в пределах от 1,5 до 24 мм, а вот литое оргстекло может быть с большей толщиною. Литой акрил хуже поддается обработке, особенно если речь идет о склеивании, это непременно стоит учитывать, при работе с этим материалом в домашних условиях.

На рынке представлено множество разновидностей акрила, это открывает широкие возможности перед дизайнерами, которые все чаще используют этот материал в своих проектах. Можно выделить такие разновидности:

• Grandsilk. Этот материал выполнен с поверхностью, которая имитирует «металлик». Можно найти около 40-ка разновидностей цветовых решений. Наиболее часто применяется в мебельном производстве.
• Kamellit и Shine Glass. Эта разновидность оргстекла выполнена с глянцевой поверхностью. Из особенностей стоит выделить высокую степень устойчивости к воздействию воды. Материал можно легко отполировать. Он не утрачивает свою цветовую насыщенность на протяжении многих лет. Наиболее часто задействуется при изготовлении кухонной мебели.
• Satin Glass. Разновидность акрила с матовой поверхностью. При использовании на поверхности не остаются следы от прикасания, царапины. Наиболее часто задействуется в мебельном производстве, при изготовлении стульев, межкомнатных перегородок. Элементы декора из этого материала пользуются большой популярностью.
• Element Glass. Это один из самых необычных видов акрила. Отличие заключается в том, что в основу «вплавлены» различные материалы, они могут быть как природного, так и искусственного происхождения. Это ракушки, высушенные веточки, камушки или даже ткань. Сфера применения этого оргстекла довольно разнообразна, ведь материал необычен и просто шикарно выглядит.
• Plexiglas SDP. Разновидность сотового оргстекла. Состоит из двух слоев. Из характеристики стоит отметить повышенную ударопрочность, а также устойчивость к атмосферным воздействиям, следовательно, это отличный выбор для наружного использования.
• Frizzz. Это очень интересная и красивая разновидность акрила.
  Материал матовый и имеет бархатистую структуру. Из характеристик – повышенная устойчивость к образованию царапин, загрязнению. Сфера использования – оформление витрин, производство офисной мебели, световые кубы.
• Оргстекло с флуоресцентным эффектом. Этот материал выполнен прозрачным, но в различных расцветках. Его торцы излучают «свечение» под воздействием ультрафиолетовых лучей. Как правило, этот материал используется при изготовлении витрин, а также художественных инсталляций.

Обработка оргстекла

Этот материал, относящийся к высококачественным видам пластика. Он хороший для использования как внутри помещения, так и снаружи. Современный рынок предлагает широкий выбор оргстекла с различными эксплуатационными особенностями. Стоит отметить, что его легко обрабатывать, а значит, при желании можно самостоятельно изготавливать из него различные изделия. Более подробно об обработке акрила можно узнать, перейдя в соответствующий раздел на нашем сайте.

Что из себя представляет оргстекло

Оргстекло – это бытовое название листовых материалов, напоминающих по виду и некоторым свойствам оконное стекло, и состоящее из прозрачных полимеров: полиакрилатов, поликарбонатов, полистиролов, различных сополимеров. Чаще всего так называют полиметилметакрилат (ПММА), который представляет из себя полимер, элементарным звеном которого служит метилметакрилат. В дальнейшем мы будем рассматривать под названием «оргстекло» в основном именно ПММА. Ниже приведена химическая формула полиметилметакрилата:

Рис.1.

Обычно ПММА – это прозрачный полимер, который довольно легко поддается переработке в изделия всеми основными промышленными методами. Из-за своей высокой прозрачности он и получил второе название «органическое стекло».

Производство ПММА

На современных нефтехимических предприятиях полиметилметакрилат синтезируют путем полимеризации по свободно-радикальному механизму. Реакцию проводят в блоке или суспензии, иногда в эмульсии или растворе. Выпускают оргстекло обычно в форме гранул для дальнейшей переработки или листов.

Рассмотрим подробнее технологический процесс получения ПММА. Химическая реакция проводится в формах, состоящих из стальных, алюминиевых листов или слоев силикатного стекла. Прокладки из эластичного материала, от расстояния между которыми зависит толщина будущего листа органического стекла, устанавливают в указанные формы. На этом подготовительные операции завершаются.

Первой технологической операцией в ходе синтеза является получение форполимера – сиропообразной жидкости с высокой степенью вязкости. После получения форполимер помещают в форму, которую располагают в камере с нагретой водой или оборотным теплым воздухом. Процесс ведется через форполимер для недопущения появления дефектов из-за высокой усадки при полимеризации метилметакрилата, которая достигает 23 процентов. Добавки, необходимые для придания материалу необходимых свойств, например красители, замутнители, пластификаторы, стабилизаторы и т.д. диспергируют в форполимере перед полимеризацией. После окончания процесса синтеза листы оргстекла вынимают из форм и проводят их финишную обработку, которая заключается в удалении облоя и при необходимости шлифовке и полировке.

Кроме описанного выше литьевого метода органическое стекло также изготавливают методом экструзии. Существует ряд отличий между получаемым экструзионным оргстеклом и литьевым. Экструзионный акрил характеризуется менее прочными молекулярными связями, тогда как в литом акриле они более прочные. Прочные связи между молекулами придают литьевому оргстеклу более высокие физико-механические, тепловые и химические характеристики. Также особенности производства материала влияют на дальнейшее его поведение при обработке и переработке в изделия.

Полиметилметакрилат производят в различных уголках мира под различными торговыми марками. В зависимости от фирмы и страны производителя ПММА пожет иметь следующие названия: плексиглас, люсайт, плексигум , диакон, ведрил, акрима, карбогласс, новаттро, плексима, лимакрил, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт, акрил, метаплекс и др. Возвращаясь к методам получения оргстекла заметим, что экструзия – крупнотоннажный процесс, который потребляет большого объем полимерного сырья, и применяется только на больших производствах. С этим связан тот факт, что количество цветов и ассортимент свойств марок экструзионного материала обычно гораздо скромнее, чем предлагается на рынке литьевого акрила.

Органическое стекло любого типа можно вторично перерабатывать без особых ограничений, как любой стандартный термопластичный материал.

Утилизация полимеров и пластмассы

Независимо от того, какое сырье послужило основой в получении классических полимеров, острой проблемой остается вопрос их последующей утилизации. Конечно же, самым эффективным методом борьбы с пластиковым мусором является его переработка, причем нет разницы, изготовлен продукт из касторового масла, либо же из нефти. Если перерабатывать отходы не представляется возможным, то их необходимо сжигать. Кстати, энергию, выделяющуюся при сгорании мусора, можно использовать для привода в действие турбин микро электростанций, такие проекты существуют и успешно зарекомендовали себя в снабжении электричеством небольших поселений.

Еще один путь для утилизации – смешивание привычных полимеров с природными мономерами. Так, к примеру, корпорация Roquette получает модифицированный крахмал из пшеницы, интегрируя в него гидрофобные добавки, после чего добавляет это вещество в полиэтилен и полипропилен. В результате на выходе имеется композитный материал, имеющий широкий спектр вариантов использования при изготовлении тары для косметических товаров, емкостей для кисломолочной продукции и в некоторых элементах интерьера автомобилей.