有機(jī)玻璃材料制作的效果

有機(jī)玻璃全稱為聚甲基丙稀酸甲酯( Po lymet hy l M et hacry late, P M MA) . 有機(jī)玻璃是一種熱塑性塑料, 熱變形溫度為 90～100 ℃, 當(dāng)加熱時(shí), 分子間的作用力減弱, 材料變軟, 最后在溫度≥200 ℃下, 成為粘性液體, 冷卻后固化, 這個過程可以循環(huán), 因而可以進(jìn)行熱塑性成形. 過去, 人們認(rèn)為它是光學(xué)不敏感材料, 但它的光學(xué)不敏性這一特點(diǎn), 在模擬金屬壓力加工的大變形問題中, 恰恰可以得到合適的條紋級數(shù), 不致于象光學(xué)敏感材料一樣, 得到過密的條紋. 同時(shí), 有機(jī)玻璃的高溫可塑性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于聚碳酸酯和環(huán)氧樹酯等光彈性模擬材料. 目前國內(nèi)對它的分析研究, 特別是在凍結(jié)溫度 125 ℃時(shí)的分析研究不多. 因此作者對有機(jī)玻璃的力學(xué)和光學(xué)性能進(jìn)行了充分研究, 并利用有機(jī)玻璃來模擬金屬塑性加工大變形的基本工步, 以望在此材料的 模擬性能研究方面有所進(jìn)展.

有機(jī)玻璃：具有水晶一般的透明度，透光率達(dá)92%以上，用染料著色的壓克力（亞克力）又有很好的展色效果，此外，壓克力板（亞克力板）具有極佳的耐候性，較高的表面硬度和表面光澤以及較好的高溫性能。壓克力板有良好的加工性能，既可采用熱成型（包括模壓、吹塑和真空吸塑），也可用機(jī)械加工方式哪鉆、車、切割等。用微電腦控制的機(jī)械切刮和雕刻不僅使加工精度大提高，而且還可制作出用傳統(tǒng)方式無法完成的圖案和造型。另外，壓克力板可采用激光切割和激光雕刻，制作效果奇特的制品。

如果在生產(chǎn)有機(jī)玻璃時(shí)加入各種染色劑，就可以聚合成為彩色有機(jī)玻璃；如果加入熒光劑（如硫化鋅），就可聚合成熒光有機(jī)玻璃；如果加入人造珍珠粉（如堿式碳酸鉛），則可制得珠光有機(jī)玻璃。
（1）有機(jī)玻璃的特性
①高度透明性。有機(jī)玻璃是目前最優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達(dá)到 92％，比玻璃的透光度高。 稱為人造小太陽的太陽燈的燈管是石英做的，這是因?yàn)槭⒛芡耆高^紫外線。普通玻璃只能透過 0.6％的紫外線，但有機(jī)玻璃卻能透過 73％。
②機(jī)械強(qiáng)度高。有機(jī)玻璃的相對分子質(zhì)量大約為 200 萬，是長鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈 很柔軟，因此，有機(jī)玻璃的強(qiáng)度比較高，抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高 7～18 倍。有一種經(jīng)過 加熱和拉伸處理過的有機(jī)玻璃，其中的分子鏈段排列得非常有次序，使材料的韌性有顯著提高。用釘 子釘進(jìn)這種有機(jī)玻璃，即使釘子穿透了，有機(jī)玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機(jī)玻璃被子彈擊穿后同樣 不會破成碎片。因此，拉伸處理的有機(jī)玻璃可用作防彈玻璃，也用作軍用飛機(jī)上的座艙蓋。
③重量輕。有機(jī)玻璃的密度為 1.18kg/dm3，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金屬鋁 （屬于輕金屬）的 43％。
④易于加工。有機(jī)玻璃不但能用車床進(jìn)行切削，鉆床進(jìn)行鉆孔，而且能用丙酮、氯仿等粘結(jié)成各種形 狀的器具，也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工成大到飛機(jī)座艙蓋，小到假牙和牙托等形 形色色的制品。
（2）有機(jī)玻璃的用途 有機(jī)玻璃具有以上優(yōu)良性能，使它的用途極為廣泛。除了在飛機(jī)上用作座艙蓋、風(fēng)擋和弦窗外，也用 作吉普車的風(fēng)擋和車窗、大型建筑的天窗（可以防破碎）、電視和雷達(dá)的屏幕、儀器和設(shè)備的防護(hù)罩、 電訊儀表的外殼、望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)上的光學(xué)鏡片。 用有機(jī)玻璃制造的日用品琳瑯滿目，如用珠光有機(jī)玻璃制成的鈕扣，各種玩具、燈具也都因?yàn)橛辛瞬?色有機(jī)玻璃的裝飾作用，而顯得格外的美觀。 有機(jī)玻璃在醫(yī)學(xué)上還有一個絕妙的用處，那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜長滿了不透明的 物質(zhì)，光線就不能進(jìn)入眼內(nèi)。這就是全角膜白斑病引起的失明，而且這種病無法用藥物治療。 于是，醫(yī)學(xué)家設(shè)想用人工角膜代替長滿白斑的角膜。所謂人工角膜，就是用一種透明的物質(zhì)做成一個 直徑只有幾毫米的鏡柱，然后在人眼的角膜上鉆一個小孔，把鏡柱固定在角膜上，光線通過鏡柱進(jìn)入 眼內(nèi)，人眼就能重見光明。 早在 1771 年，就有眼科醫(yī)生用光學(xué)玻璃做成鏡柱，植入角膜，但并未獲得成功。后來，用水晶代替 光學(xué)玻璃，也只用了半年就失效了。在第二次世界大戰(zhàn)中，有些飛機(jī)失事時(shí)，飛機(jī)上用有機(jī)玻璃做的 座艙蓋被炸，飛行員的眼睛里嵌入了有機(jī)玻璃碎片。經(jīng)過了許多年以后，雖然這些碎片并未被取出， 但也未進(jìn)一步引起人眼發(fā)生炎癥或其他不良反應(yīng)。這件偶然發(fā)生的事說明有機(jī)玻璃和人體組織有良好的相容性。同時(shí)也啟發(fā)了眼科醫(yī)生，可以用有機(jī)玻璃制造人工角膜，它的透光性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 對人體無毒，容易加工成所需形狀，能與人眼長期相容?，F(xiàn)在，用有機(jī)玻璃做的人工角膜已經(jīng)普遍用 于臨床。 有機(jī)玻璃學(xué)名聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)，有部分人稱為壓克力。有極好的透光性能，可透過 92％以 上的太陽光，紫外線達(dá) 73.5%；機(jī)械強(qiáng)度較高，有一定的耐熱耐寒性，耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸 穩(wěn)定，易于成型，質(zhì)地較脆，易溶于有機(jī)溶劑，表面硬度不夠，容易擦毛，可作要求有一定強(qiáng)度的透 明結(jié)構(gòu)件，如油杯、車燈、儀表零件，光學(xué)鏡片，裝飾禮品等等。在里面加入一些添加劑可以對其性 能有所提高，如耐熱、耐摩擦等。目前該材料廣泛的應(yīng)用于廣告燈箱，銘牌等方面的制作。