Polimetila metakrilāts (PMMA) ir plaši izmantots plastmasas veids. Tas ir ļoti caurspīdīgs, tāpēc to sauc par akrila stiklu un organisko stiklu. Populārā vācu ražotāja ietekmē to sauc arī par pleksiglas. Tā kā PMMA ir caurspīdīgs kā stikls, daudz izturīgāks pret triecieniem, videi nekaitīgs, tad to izmanto kā ļoti labu parastā silikāta stikla alternatīvu, it īpaši tur, kur stikla lauskas nav vēlamas. No organiskā stikla izgatavo kiosku vitrīnas, logus, plakātus, gleznu rāmjus, mēbeles, lidmašīnu un automobiļu vējstiklus, mobilo tālruņu stikliņus, to izmanto arhitektūrā, elektronikā, no tā izgatavo akvārijus un pat implantus.
Kas ir polimetila metakrilāts?
Polimetila metakrilāts (PMMA) ir dzidrs, bezkrāsains, mākslīgi izgatavots polimērs. Tā ķīmiskā formula ir C5H8O2.
PMMA tiek ražots ar polimerizācijas metodi – metila metakrilāta monomēri un katalizators procesa paātrināšanai tiek ievietoti veidnē, tādējādi izgatavojot dažādas formas izstrādājumus, sākot ar lielām loksnēm un blokiem un beidzot ar mazām lodītēm un granulām.
Organiskā stikla priekšrocības
PMMA ir kā stikls – dzidrs, mirdzošs, caurspīdīgs, gaismas caurlaidīgs, turklāt divas reizes vieglāks un 10 reižu izturīgāks, robustāks un drošāks.
Akrila stikls ir:
- viegli apstrādājams,
- viegli veidojams,
- vieglāks par stiklu,
- stiprāks par stiklu,
- ļoti caurspīdīgs,
- viegli tīrāms,
- viegli kopjams.
Gaismas caurlaidība
Akrila stikla refraktīvais indekss 1,49. Tas laiž cauri līdz pat 92% gaismas – vairāk nekā daudzas citas plastmasas un pat daži stikla veidi. Organisko stiklu var termoformēt, nezaudējot optisko dzidrumu. To var iekrāsot jebkādā tonī, tādējādi daudzkārt palielinot izmantošanas daudzpusību salīdzinājumā ar parasto stiklu.
Virsmas cietība
PMMA ir cieta, izturīga, viegla, termiski apstrādājama plastmasa. Tipiskais materiāla blīvums ir 1,17-1,20 g/cm³, tātad tas ir divas reizes vieglāks par stiklu. Tas ir izturīgāks pret skrāpējumiem, ja salīdzina ar polikarbonātu (PC) un citiem caurspīdīgiem polimēriem, tomēr mazāk izturīgs, ja salīdzina ar stiklu. Organiskais stikls maz uzsūc ūdeni, tāpēc to var izmantot vietās, kur ir kritiska dimensionāla stabilitāte.
UV stabilitāte
PMMA ir dabiski izturīgs pret ultravioleto staru un laikapstākļu ietekmi, un to var vēl vairāk uzlabot ar stabilizatoriem un piedevām. Daudzi pārdošanā pieejamie organiskā stikla veidi ir UV stabilizēti ilgai izmantošanai saulē. PMMA ir ideāls ilgstošai lietošanai ārā.
Ķīmiskā stabilitāte
PMMA neietekmē liela daļa laboratorijas ķimikāliju šķīdumu, mazgāšanas līdzekļi, tīrīšanas līdzekļi, neorganisko skābju šķīdumi, sārmu šķīdumi. Akrila materiālus neiesaka izmantot saistībā ar hlora vai aromātiskiem ogļūdeņražiem un esteriem.
Skaņas necaurlaidība
PMMA samazina skaņas stiprumu, tāpēc to izmanto skaņas barjerām un citur, kur ārēja skaņa ir nevēlama, bet vizuālo skatu nedrīkst aizklāt, piemēram, skaņu studijās, bibliotēkās, lasītavās un automašīnās.
Tā kā tīrs PMMA reizēm neatbilst dažu izmantošanas veidu prasībām, tam tiek pievienoti citi monomēri, piedevas un pildvielas, tādējādi uzlabojot triecienizturību, ķīmisko izturību, ugunsdrošību, gaismas izkliedēšanas spēju, UV filtrēšanas spēju vai optiskās īpašības.
- Papildu monomēri uzlabo PMMA termisko stabilitāti un samazina tieksmi depolimerizēties karstumā.
- Ar plastifikatoriem tiek uzlabota triecienizturība.
- Ar pildvielām tiek samazinātas materiāla izmaksas.
- Ar krāsvielām, ko pievieno polimerizācijas laikā, maina materiāla krāsu un uzlabo UV stabilitāti.
Organiskā stikla trūkumi
- Maza triecienizturība.
- Ierobežota siltumizturība (80°).
- Ierobežota ķīmiskā izturība, īpaši pret organiskiem šķīdinātājiem.
- Maza nodilumizturība.
- Plaisāšana, ja ir mehāniska slodze.
Biosavietojamība
Lai arī metila metakrilāts ir kairinoša un kancerogēna viela, PMMA ir biosavietojams materiāls, līdz ar to tiek izmantots medicīnā – no organiskā stikla izgatavo kontaktlēcas, zobu protēzes, kaulu protēzes. To lieto pat plastiskajā ķirurģijā grumbu izlīdzināšanai un rētu likvidēšanai. Akrila stiklu mediķu lokā reizēm sauc par kaulu līmi, jo to bieži izmanto par starpliku starp implantu un skeletu. PMMA ir viegli polimerizējams slimnīcas apstākļos.
PMMA lietošana saskarē ar pārtiku
PMMA ir lietojams saskarē ar pārtiku, tomēr to nevajag likt mikroviļņu krāsnīs un mazgāt trauku mašīnās, jo materiāls ir dimensionāli stabils ne augstākā temperatūrā par 65°. Saistībā ar pārtiku parastais stikls ir ieteicamāks.
Organiskā stikla un polikarbonāta salīdzinājums
Akrila stikls, polikarbonāts un silikāta stikls ir caurspīdīgi materiāli. PMMA un PC ir stikla alternatīvas, turklāt neveido lauskas. PMMA izmanto stikla vietā, jo tas ir viegls un lētāks par polikarbonātu, it īpaši, ja liela triecienizturība nav svarīga.
PMMA ir grūtāk saskrāpējams par PC un nedzeltē. Tas labāk laiž cauri gaismu, tam ir labākas optiskās īpašības, tas ir tīrāks un spīdīgāks. Tas ir labāk piemērots vitrīnām, bezlausku logiem vai akvārijiem.
Optiskus akrila stikla izstrādājumus var salabot pulējot. Ja organiskā stikla brilles saplīst, tās neveido lauskas un netraumē cilvēku.
Pirmšķirīgais PMMA optiskais dzidrums un virsmas cietība tiek apvienoti ar polikarbonāta izturību, izgatavojot PMMA un PC sakausējumus.
Polikarbonāts ir labāk piemērots, ja ir nepieciešams gandrīz nesalaužams materiāls, piemēram, bruņustikli vai hokeja laukuma barjeras. PC nedeg un ir izturīgāks pret ķimikālijām.
Polikarbonāts ir elastīgāks par PMMA, tāpēc ir piemērots triecienizturīgiem logiem. PMMA virsma ir spīdīgāka un gludāka, tas ir caurspīdīgāks, tāpēc ir piemērots vitrīnām.
Akrila stikls vieglāk plaisā, savukārt polikarbonātu ir vieglāk saskrāpēt.
Akrila izstrādājumus ir viegli termoformēt, nezaudējot izskatu un caurspīdīgumu. To var darīt daudzas reizes. Ar polikarbonātu to paveikt ir grūtāk.
Organiskā stikla un polikarbonāta priekšrocības
PMMA loksnes | PC loksnes |
Vieglāk apstrādāt nekā PC | Lielāka stiprība par PMMA |
Var pulēt (gan likvidēt skrambas, gan līdzināt malas) | Elastīgākas par PMMA, var liekt istabas temperatūrā |
Labāka saķere līmējot | Iztur augstu temperatūru, nedeg |
Spīdīgāka, gludāka virsma | Izturīgākas pret ķimikālijām |
Līdz pat 35% lētākas par PC | Urbjot neplaisā |
Vieglākas par PMMA |
Organiskā stikla un polikarbonāta trūkumi
PMMA loksnes | PC loksnes |
Cietākas | Viegli saskrāpēt |
Vairāk plaisā slodzē un urbjot | Nevar pulēt |
Vieglāk veidojas skaidas un plīsumi | Viegli veidojas robi |
Nedrīkst atrasties liesmu tuvumā | Nav tik caurspīdīgas kā PMMA |
Organiskā un silikāta stikla salīdzinājums
PMMA ir par 50% vieglāks, tikpat dzidrs, daudz izturīgāks un pieejamāks. Tas saglabā caurspīdīgumu ļoti ilgi pat tad, ja atrodas ultravioletajos staros, vējā un mitrumā. Stiklu ir viegli saplēst, un tas veido asas lauskas. Akrila stiklu saplēst ir daudz grūtāk, un plīstot tas veido lielus gabalus ar trulām šķautnēm, un tā ir būtiska īpašība, kas palielina izmantošanas drošību. Tādējādi ir daudz iemeslu, kāpēc stikla vietā izvēlēties PMMA.
PMMA var būt pat 17 reižu izturīgāks par stiklu (polikarbonāts – 250 reižu).
Kāpēc izvēlēties organisko stiklu?
Kā jau ir pieminēts, PMMA ir līdzīgs polikarbonātam un citām caurspīdīgām plastmasām, taču izceļas ar vairākām īpašībām.
Ievērības cienīga akrila stikla iezīme ir izturība pret skrāpējumiem. Tas ir labi izmantojams optiskām lēcām, aizsargstikliem u.tml., jo plīstot neveido lauskas, tādējādi nekaitē acīm un ādai. Salīdzinājumam – jo ilgāk lieto polikarbonāta izstrādājumus, jo vieglāk ir tos saskrāpēt.
PMMA ir trauslāks par polikarbonātu – tas nav tik elastīgs un plaisā, ja to liec. PMMA neveido lauskas, savukārt PC ir izturīgāks, un dažos lietojumos šīs īpašības tiek apvienotas. Skatlogus, piemēram, izgatavo no ārēja, nesaskrāpējama organiskā stikla slāņa un iekšēja, vēja un triecienizturīga polikarbonāta slāņa.
Akrila stikls ir lētāka polikarbonāta alternatīva, ja izstrādājumam ir nepieciešama lielāka stiepes un lieces stiprība, gaismas caurlaidība, virsmas spīdīgums un izturība pret UV stariem. Polikarbonātu ražot ir dārgāk, un tas labāk der vietās, kur nepieciešama trieciena, ķīmiska un siltumizturība.
Kur izmanto organisko stiklu?
PMMA ir daudzpusīgi izmantojams materiāls. Tas ir pieejams un termoplastisks, to var veidot dažādās formās. Stiprība un ilgmūžība padara to ideālu dažādiem pielietojumiem. Lūk, daži tā izmantošanas veidi:
- Mājokļa uzlabošana, arhitektūra. Organiskais stikls ir ļoti parocīgs celtniecībā. To parasti izmanto virsgaismas logiem, kas neveido lauskas. To izmanto duškabīņu izgatavošanai un vannas istabu iekārtošanai, jo reizēm šis materiāls ir labāks par keramikas flīzēm.
- Radoša veidošana savām rokām (DIY). PMMA ir ļoti labs materiāls, ar ko strādāt gan darba vajadzībām, gan hobijiem. No tā var izgatavot mākslas darbus un dizaina detaļas. No organiskā stikla gatavo attēlu rāmjus, paplātes, plauktus. Tas ir labs galda virsmas materiāls – aizsargājošs un estētisks.
- Logi. PMMA ir vieglāks par stiklu, tāpēc logus ar to ir vieglāk iestiklot. Akrila stikls nav tik trausls, turklāt neveido asas lauskas. Īpaši jāpiemin komerciāli skatlogi, jo izmaksas ir zemākas un izturība – lielāka. Jumta logus no organiskā stikla ir daudz vieglāk uzstādīt, jo tie nav tik trausli un ir vieglāki. Risinājumu atrašanai palīdz tas, ka materiālu var viegli griezt un termoformēt.
- Vitrīnas. Zemas izmaksas un viegla izgatavošana ir padarījusi akrila stiklu populāru veikalu un izstāžu stendu iekārtošanā. Materiāls palielina drošību un ir vizuāli pievilcīgs ar lielo caurspīdīgumu. To izmanto kastēm, plauktiem, skapjiem. Organiskais stikls ir pieejams dažādu krāsu toņos, kas vēl vairāk palielina vizuālo pievilcību. No tā var izlocīt oriģinālus veidojumus, tā pievelkot skatītājus izstādēs, turklāt šādus izstrādājumus ir viegli transportēt un uzstādīt.
- Barjeras. PMMA optiskais dzidrums ir būtisks iemesls, kāpēc izvēlēties organisko stiklu, lai izveidotu personīgās drošības barjeras. Tādas ir sastopamas skolās, bankās, rūpnīcās un citur.
Ko izvēlēties – PMMA vai PC?
Ir nepieciešams rūpīgi salīdzināt abus materiālus, lai izdarītu labāko izvēli. Izvērtēšanai ir doti divi saraksti – vienā uzskaitīti izmantošanas veidi, kur ideāls materiāls ir organiskais stikls, otrā – polikarbonāts.
Te ir piemērots organiskais stikls:
- Logi un stikla aizvietotāji.
- Izolācija.
- Amatnieku izstrādājumi.
- Vitrīnas.
Te ir piemērots polikarbonāts:
- Necauršaujami logi.
- Caurspīdīgas veidnes liešanai.
- Siltumnīcas.
- Karstumizturīgi izstrādājumi.
- Jumta loksnes.
Organiskā stikla kopšana
Lai arī ir daži noteikumi, kas jāievēro, tīrot PMMA izstrādājumus, to kopt ir ļoti viegli. Nelielus traipus un putekļus vienkārši noslauka ar mitru lupatu, kas neplūksnojas. Jāraugās, lai putekļi nepaliek uz lupatas, jo tie var saskrāpēt akrila stikla virsmu. Jo maigāk tīra, jo labāk. Nevajag izmantot raupjus papīra dvieļus. Ir jāizvairās no amonjaka bāzes un citiem logu tīrīšanas līdzekļiem, jo tie satur ķīmiskas vielas, kas var sabojāt (padarīt miglainu) organiskā stikla virsmu. Visdrošāk un visvieglāk ir izmantot ziepju šķīdumu – tā ar minimālu piepūli PMMA atgūst jauna, spoža izstrādājuma izskatu.
Brīnišķīgs paņēmiens ir nopūst putekļus ar saspiestu gaisu. Tādus aerosola baloniņus var iegādāties. Šādi var atbrīvoties no putekļiem bez riska sabojāt ļoti gludo organiskā stikla virsmu.
Ir speciāli organiskā stikla tīrīšanas līdzekļi ar pulējošu efektu, tātad mazliet abrazīvi. Tādus kategoriski neiesaka lietot, ja materiālam ir kāds pārklājums, piemēram, matējums. Ar šādiem līdzekļiem, kā arī ķīmiskiem aerosoliem un logu tīrītājiem šo pārklājumu var noberzt nost. Kā jau teikts, visdrošāk ir tīrīt ar ziepjūdeni un mīkstu lupatu.
Tīrīšanas līdzekļi profesionāļiem
Ražotājiem un dizaineriem ir vajadzīgi spēcīgāki paņēmieni, kā notīrīt ražojumus. Šie paņēmieni nav paredzēti iesācējiem, jo pēc būtības tā ir organiskā stikla apstrāde, sākot no skrāpēšanas un beidzot ar pulēšanu.
- Skrāpēšana. Ar kaltu, nazi vai citu instrumentu vienmērīgi noņem lieko PMMA kārtu, skrāpējumus, bojājumus, nelīdzenas malas.
- Apstrāde ar smilšpapīru. Var izmantot jebkādu slīpēšanas metodi. Tā ne vien atbrīvojas no dziļām skrambām, bet arī iegūst matētu virsmu. PMMA slīpē tāpat kā koku.
- Pulēšana. Pēc slīpēšanas PMMA pulē ar pulēšanas diskiem, tā iegūstot spīdīgu virsmu. Iznākums ir atkarīgs no pulēšanas pastas.
- Pulēšana ar liesmu. Ar parastu ūdeņraža-skābekļa lodlampu iegūst spīdīgu, tīru virsmu. Jāpiesargās sildīt pārāk tuvu, liesma visu laiku ir vienmērīgi jākustina pāri virsmai. Parasti šo paņēmienu izmanto malu apstrādei.
Ar ko lietais orgstikls atšķiras no ekstrudētā?
Lieto akrila stiklu veido, samaisot šķidras sastāvdaļas stikla veidnē. Liešana prasa vairāk darba, tāpēc izstrādājumi ir dārgāki. Liets organiskais stikls ir smagāks, robustāks un homogēnāks. Tas ir izturīgāks pret ķīmiskām vielām, tāpēc to izvēlas, ja darbs ir saistīts ar smaržām, losjoniem un šķīdinātājiem. Liets PMMA ir vieglāk lokāms un citādi apstrādājams. Tā kā ekstrudētā materiāla biezums ir ierobežots, lielākus veidojumus gatavo no lietā organiskā stikla.
Lietā un ekstrudētā PMMA salīdzinājums
Lietais PMMA | Ekstrudētais PMMA |
Lielāks biezums | Termoformējams |
Ložu necauršaujami izstrādājumi | Lētāks par stiklu un lieto PMMA |
Robusts, izturīgs | Izcilas optiskās īpašības |
Zema ūdens uzsūkšana | Triecienizturīgāks par stiklu |
Izcilas optiskās īpašības | Laba elektriskā pretestība |
Laba elektriskā pretestība | Laba izturība pret UV starojumu |
Laba izturība pret UV starojumu | |
Izcila, ilglaicīga izturība pret sauli, vēju, lietu, sniegu |
Ekstrūzija ir nepārtrauktas ražošanas metode. Akrila monomēri tiek uzsildīti, ievietoti mucās, kurās notiek ķīmiskā reakcija, pēc tam tiek izspiesti gluži kā caur gaļas mašīnu, iegūstot nepārtrauktu, viendabīgu loksni, kurai ir piedota vajadzīgā forma.
Ekstrudētā organiskā stikla ražošana izmaksā lētāk. Izstrādājumi ir dimensionāli stabilāki, tas nozīmē, ka lokšņu biezums ir konsekvents. Šī stikla kušanas temperatūra ir zemāka, tāpēc to ir vieglāk griezt ar lāzeru, metināt, termoformēt, frēzēt un pulēt. Ekstrudētajā akrila stiklā ražošanas laikā ir mazāka iespēja iekļūt putekļiem, šķiedrām un citām daļiņām.
PMMA apstrāde
PMMA var apstrādāt līdzīgi kā cietu koku – zāģēt, urbt, frēzēt u.c. To var griezt ar lāzeru. Pulējot var likvidēt skrambas un nobrāzumus. To var termoformēt – sasildīts tas kļūst mīksts, ir liecams un veidojams jebkādā formā. To var līmēt ar citiem materiāliem, uzlabojot izstrādājuma īpašības.
PMMA ir termoplastiski apstrādājams, to var izmantot spiedieniesmidzināšanas, spiedienliešanas un ekstrūzijas iekārtās. To var termiski formēt un liet.
Termoformēšana
Sakarsēta organiskā stikla formēšanas veidnes var izgatavot no plastmasas vai koka, kas ļauj ietaupīt daudz līdzekļu. Organisko stiklu var termiski formēt gandrīz jebkādā veidolā.
Spiedienliešana
Ja spiediena iekārtā cilindrs nav ventilējams, tad granulas ir nepieciešams žāvēt 8 stundas 70-100° temperatūrā. Ja to neizdara, rodas virsmas defekti un dobumi.
Kušanas temperatūra: 200-250°.
Veidošanas temperatūra: 40-80°.
Ir nepieciešams augsts spiediens, jo materiāls slikti plūst. Ievadīšana ir jāveic lēni. Iekšējais spriegums tiek noņemts temperatūrā 80°.
Ekstrūzija
Ekstrūzijas temperatūra: 180-250°.
Metināšana
PMMA var metināt ar visām plastmasas metināšanas metodēm, piemēram, karstu plāksni, karstu gāzi, ultraskaņu un griešanu.
3D drukāšana
PMMA ir caurspīdīgs un ciets, tāpēc to izmanto 3D drukāšanā, taču ir nepieciešama augstāka temperatūra. Materiāls vairāk tiecas savērpties. PMMA diegi pieejami plašā krāsu spektrā.
PMMA utilizācijas iespējas
Akrila stikls ir ļoti droša plastmasa, jo ir gan 100% otrreizēji pārstrādājams, gan arī tajā nav kaitīgā bisfenola (BPA). Tas ir biosavietojams, nav toksisks un bioloģiskā vidē nesadalās. Tas tiek iedalīts 7. plastikāta atkritumu grupā.
Ir vairāki PMMA utilizācijas paņēmieni. Parasti izmanto pirolīzi, kad organisko stiklu karsē bez skābekļa piekļuves. Cits paņēmiens ir depolimerizācija ar kausēta svina palīdzību, tā iegūstot gandrīz tīru (>98%) monomēru, taču šis paņēmiens nav draudzīgs videi, jo rodas kaitīgi blakusprodukti.
Otrreizēji pārstrādātu akrila stiklu formē loksnēs un izmanto logu un durvju izgatavošanai, medicīnā, reklāmā un citur. Tas ir polikarbonāta aizvietotājs bez bisfenola un nav toksisks, kamēr ir ciets.
PLEXIGLAS® materiāli pārdošanā
PLEXIGLAS® mājai, dārzam un komerciālai audzēšanai
Kā radās PLEXIGLAS® un kāds tas ir
Bieži uzdoti jautājumi par PLEXIGLAS®
Pareiza PLEXIGLAS® tīrīšana un dezinficēšana
PLEXIGLAS® locīšana un formēšana dažos soļos
PLEXIGLAS® zāģēšana: kā precīzi griezt akrila stiklu
PLEXIGLAS® līmēšana, līmes un pamācības
PLEXIGLAS® slīpēšana un pulēšana
