Polimetil metakrilat (PMMA), tijorat sifatida tanilganakril, XX asrning eng muhim sintetik polimer ishlanmalaridan birini ifodalaydi. Birinchi marta 1928-yilda sintez qilingan va 1933-yilda Röhm & Haas AG tomonidan Plexiglas savdo belgisi ostida sotuvga chiqarilgan ushbu shaffof termoplastik ishlab chiqarish, qurilish, tibbiy asboblar va optik muhandislik boʻyicha material xususiyatlarini tubdan oʻzgartirdi. Murakkab 92% yorug'lik o'tkazuvchanligiga erishadi-bu ko'rsatkich aslida standart silikat oynasidan oshib ketadi-, shu bilan birga og'irlikning yarmini saqlaydi va shisha analoglaridan taxminan o'n yetti baravar yuqori zarba qarshiligini namoyish etadi.
Akril nima ekanligini tushunish uning molekulyar arxitekturasini o'rganishni talab qiladi. Materiallar polimerizatsiya jarayonlari orqali metil metakrilat monomerlaridan olinadi va kengaytirilgan PMMA zanjirlarini hosil qiladi, bu esa muhandislar uchun xarakterli shaffoflik va mexanik xususiyatlarni beradi. Kimyoviy belgining o'zi{2}}poli(metil 2-metilpropenoat) IUPAC nomenklaturasi bo'yicha bu polimer tuzilmasini aks ettiradi. Sanoat mutaxassislari ushbu materialni turli xil savdo nomlari ostida tez-tez uchratishadi: Lucite, Perspex, Acrylite, Plexiglas. Xuddi shu kimyo, boshqa brending.
Molekulyar tuzilish va sintez yo‘llari
MMA ishlab chiqarish, odatda, aseton siyanogidrin jarayoni-bo‘lib, atseton vodorod siyanidi bilan qo‘shilib, aseton siyanogidrin hosil qiladi, so‘ngra sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishib, metakrilamid sulfat hosil qiladi. Keyinchalik qayta ishlash metil metakrilat monomerini hosil qiladi. Yangi ishlab chiqarish yondashuvlari izobutilen yoki etilen xom ashyolaridan foydalanadi, bu esa PMMA ishlab chiqarishni tarixiy xarakterga ega bo'lgan neft-kimyo intensivligini pasaytiradi.
Polimerizatsiya mexanizmining o'zi akrilning xususiyatlarini tushunish uchun ibratli ekanligini isbotlaydi. Erkin{1}}radikal polimerizatsiya peroksid katalizatorlari zanjirning tarqalishini qo'zg'atuvchi reaktiv turlarni hosil qilganda boshlanadi. Ushbu ekzotermik reaksiya paytida haroratni nazorat qilish yakuniy optik tiniqlikni aniqlaydi{3}}jarayonning shoshilishi pufakchalar, ichki stresslar va tumanni keltirib chiqaradi. Akril ishlab chiqaruvchilari bu saboqni dastlabki ishlab chiqarish jarayonida qayta-qayta o'rgandilar.
Quyma extrudedga qarshi: ishlab chiqarish bo'linmasi
Bu erda texnik xususiyatlar muhim ahamiyatga ega. Hujayra{1}}quyma akril temperli shisha plitalar orasiga MMA siropini quyish, qolipni egiluvchan qistirmalari bilan yopishtirish, so'ngra yig'mani boshqariladigan suv hammomlari yoki pechlarda 40-80 daraja haroratda quritishni o'z ichiga oladi. Sekin-asta polimerizatsiya yuqori molekulyar og'irlik taqsimotiga va yuqori narxga ega bo'lgan optik xususiyatlarga ega varaqlarni ishlab chiqaradi.
Ekstrudirovka qilingan akril arzonroq ishlaydi. Pelletlangan PMMA qizdirilgan bochkalarga quyiladi, erigan holatga qadar yumshaydi, so'ngra qoliplar orqali yakuniy qalinlikni aniqlaydigan kalendar rulonlariga o'tkaziladi. Uzluksiz ishlab chiqarish iqtisodi yuqori{2}}hajmli ilovalarni qo'llab-quvvatlaydi, lekin mexanik xususiyatlari quyma materiallardan sezilarli darajada farq qiladi. Ekstruziya jarayoni yo'nalishli kuchlanishlarni keltirib chiqaradi-ishlab chiqaruvchilar buni marshrutlash yoki lazer bilan kesish ekstruziya yo'nalishiga nisbatan kesish yo'nalishiga qarab turli qirralarning sifatlarini hosil qilganda sezadilar.
Kuchlanish kuchi hikoyaning bir qismini aytib beradi. Akril quyma taxminan 10 000 psi ga erishadi, biroz kamroq ekstruziya qilinadi. Kimyoviy qarshilik quyma material-eritmalarni, tozalash vositalarini, yopishtiruvchi moddalarni ishlab chiqarish usuliga qarab turlicha ta'sir qiladi. Yoritilgan displeylar uchun substratni tanlayotgan imzo ishlab chiqaruvchilari odatda byudjet ruxsat berganda quymalarni belgilaydilar. Routerning tozalagichi kesiladi, ishlab chiqarish jarayonida issiqlik sezgirligi pasayadi va yuqori optik ravshanlik yakuniy ko'rinish muhim bo'lgan loyihalarda yuqori narxni oqlaydi.
Ammo ekstrudirovkaning o'z o'rni bor. Termoformlash ilovalari ko'pincha quyi yumshatish haroratini-quymaning yuqori chegarasiga nisbatan 195 daraja F atrofida- afzal ko'radi, bu esa vakuum hosil qilish operatsiyalarini soddalashtiradi. Asosiy displey ilovalari uchun varaqlar fondiga buyurtma beradigan ramka do'konlari kamdan-kam hollarda quyma-navbatdagi materiallarga muhtoj bo'ladi.
Optik va mexanik xususiyatlar
92% yorug'lik o'tkazuvchanligi alohida ta'kidlashga loyiqdir. Standart float shisha taxminan 90% uzatadi, ba'zi maxsus optik ko'zoynaklar esa 91% ga etadi. Akril akvarium dizaynerlari va muzey ekspozitsiyalarini ishlab chiqaruvchilar keng foydalanadigan-to'g'ri sayqallanganda yo'qoladi. Materialning sindirish ko'rsatkichi (1.49) umumiy optik talablarga chambarchas mos keladi.
Zichlik 1,17-1,20 g/sm³ ni tashkil qiladi, bu odatda 2,2-2,5 g/sm³ gacha bo'lgan shisha kompozitsiyalarning deyarli yarmi. Bu og'irlik afzalligi katta o'rnatishlarda birikmalar. Atrium tomi uchun akril oynani ko'rsatuvchi me'mor shisha alternativalarga nisbatan tizimli yuklash hisoblarini tubdan o'zgartiradi.
Ta'sir ko'rsatkichi ehtiyotkorlik bilan tavsiflanishi kerak. PMMA taxminan 10-17 marta shisha ta'sirga chidamliligini namoyish etadi, ammo material yetarli kuchlanish ostida sinadi-tavlangan shishaga xos xavfli bo'laklarga emas, balki nisbatan zerikarli qirrali bo'laklarga aylanadi. Ushbu xulq-atvor namunasi Ikkinchi Jahon urushi paytida samolyot kanoplarida erta qabul qilinishiga olib keldi. Akrilning parchalanishi natijasida yaralangan uchuvchilar an'anaviy shisha komponentlari bilan yaralanganlarga qaraganda ancha yaxshi tuzalib ketishdi.
Ob-havoning xatti-harakati
Tashqi chidamlilik akrilni raqobatdosh shaffof plastmassalardan ajratib turadi. To'g'ri ishlab chiqilgan PMMA navlari polikarbonat o'rnatishlarni sarg'aytirmasdan uzoq muddatli UV ta'sirida optik tiniqlikni saqlaydi. Sanoat tadqiqotlari oʻn yil davomida ochiq havoda taʼsir qilishda-3% dan pastroq degradatsiya darajasini tasdiqlaydi, bu materialning tabelalar, issiqxona oynalari va arxitektura ilovalaridagi ustunligini tushuntiradi.
Material bilan ishlash
Ishlab chiqaruvchilar akrilning nisbatan ishlov berish qobiliyatini qadrlashadi. Yog'ochga ishlov berishning standart uskunalari ko'pgina operatsiyalarni-stol arralari, marshrutizatorlar, burg'ulash presslarining barcha funktsiyalarini tegishli asbob-uskunalar va oziqlantirish tezligi bilan samarali bajaradi. Maxsus akril marshrutizator uchlari va burg'ulash nuqtalari qirralarning parchalanishini kamaytiradi. Sekinroq uzatmalar ishqalanish issiqligini kamaytiradi, bu esa kesilgan yuzalarni eritishi va qayta-payvandlashi mumkin.
Lazerli kesish akril ishlab chiqarish iqtisodiyotini o'zgartirdi. Material CO2 lazer energiyasi ostida toza kesiladi va kesish jarayonidan to'g'ridan-to'g'ri sayqallangan qirralarni hosil qiladi. Quyma akril, ayniqsa,-olovga-yaltiroq ko'rinishga, qo'lda ishlov berish narxiga nisbatan yaxshi javob beradi. Lazer texnologiyasidan foydalanadigan belgi ishlab chiqaruvchilar butun biznes modellarini ushbu qobiliyat atrofida o'zgartirdilar.
Erituvchi bilan bog'lash afzal qilingan birlashma usuli bo'lib qolmoqda. Metilenxlorid{1}}asosidagi yopishtiruvchi moddalar juftlashgan yuzalarni yumshatib, polimer zanjiri interdiffuziyasiga imkon beradi, bu esa asosiy materialdan kuchliroq bo‘g‘inlarni hosil qiladi. Texnika aniq moslashtirishni talab qiladi-bo'shliqlar qurilish yopishtiruvchi ilovalar kabi to'ldirmaydi{4}}. To'g'ri bajarilgan hal qiluvchi payvandlar deyarli ko'rinmas holga keladi, bu esa mahkamlagichning ko'rinishi estetik niyatni buzadigan ekran ishlab chiqarish uchun muhim afzallikdir.
Termoformlash qo'shimcha dizayn imkoniyatlarini ochadi. Isitilgan akril plitalar vakuum yoki bosim ostida qoliplar ustiga o'raladi, shuning uchun murakkab uch o'lchovli geometriyalarni tekis ishlab chiqarish orqali erishib bo'lmaydi. Vanna ishlab chiqaruvchilari, samolyot interyeri dizaynerlari va-sotib oluvchi{5}}displey ishlab chiqaruvchilari bu shakllanish qobiliyatidan foydalanadilar.
Polikarbonat savol
Spesifikatorlar doimiy ravishda akril va polikarbonat tanlovini muhokama qilishadi. Taqqoslash oddiy emas.
Polikarbonat zarbaga chidamlilik bo'yicha-katta g'alaba qozonadi. Akril shisha kuchi 10-17 baravarga erishsa, polikarbonat taxminan 250 martaga etadi. O'q o'tkazmaydigan oynalar, qo'zg'olon qalqonlari, himoya vositalarining xususiyatlari shu sababli polikarbonatni qo'llab-quvvatlaydi. Material parchalanish o'rniga egilib, zarba energiyasini sinish emas, balki deformatsiya orqali yutadi.
Chiziqga chidamliligi va UV barqarorligi bilan akril hisoblagichlar. Polikarbonat osongina tirnaladi-yuzaning yumshoqligi, bu zarbani yutish imkonini beradi, bu ishqalanishga chidamliligini pasaytiradi. Ochiq polikarbonat qurilmalari quyosh ta'siridan keyin bir necha yil davomida namoyon bo'ladigan sarg'ayishning oldini olish uchun UV{3}}himoya qoplamalarini talab qiladi. Akril ikkala muammoni ham o'z-o'zidan hal qiladi.
Narx akrilni qo'llab-quvvatlaydi. Polikarbonat odatda taqqoslanadigan akril navlariga nisbatan 35% ga teng. Optik tiniqlik va ob-havoga chidamliligi ekstremal ta'sir talablaridan ustun bo'lgan ilovalar uchun iqtisodiy dalil akril spetsifikatsiyasini qo'llab-quvvatlaydi.
Nur o'tkazuvchanligi: akril 92% va polikarbonat 88%. Talab qilinadigan optik ilovalarda ko'rib chiqilmaguncha, farq marginal ko'rinadi. Yuqori darajali shtrix-kodni o'qiydiganlar va optik asboblar-da keng tarqalgan-aylana polarizatsiyalangan yorug'lik tizimlari-quyma akrilning amorf tuzilishini talab qiladi. Ekstrudirovka qilingan materiallar optik signal sifatini qabul qilib bo'lmaydigan darajada yomonlashtiradigan ikki sindirishni keltirib chiqaradi.
Akril qayerda ishlaydi
Dastur doirasi ajoyib xilma-xillikni o'z ichiga oladi. Avtomobil yoritgichi katta hajmdagi fara linzalari, orqa chiroq qopqoqlari, asboblar paneli komponentlari, odatda, optik unumdorlik va zarba talablari uchun optimallashtirilgan PMMA sinflarini belgilaydi. Material o'nlab yillar oldin ushbu ilovalarda shisha o'rnini egalladi.
Qurilish va arxitektura asosan akril oynaga tayanadi. Yoritgichlar, derazalar, tovush to'siqlari, dekorativ panellar-engillik, zarbaga chidamlilik va dizayn moslashuvchanligi kombinatsiyasi oyna cheklovlari imkoniyatlarni cheklaydigan ilovalarga mos keladi. Muzey vitrinalari odatda qimmatbaho artefaktlarni himoya qilish va tashrif buyuruvchilarni jalb qiladigan vizual shaffoflikni saqlash uchun akrildan foydalanadi.
Tibbiy ilovalar PMMA ning biomoslashuvidan foydalanadi. Ko'z ichi linzalari katarakt bilan og'rigan bemorlarning ko'rish qobiliyatini tiklaydi. Tish protezlari-protez asoslari, sun'iy tishlar-akril kimyoga ko'p asoslanadi. Materialning mexanik xossalari, ishlov berish qobiliyati va biologik bardoshlik birikmasini muqobillar bilan takrorlash qiyin.
Akvarium qurilishi akrilning optik va strukturaviy salohiyatini namoyish etadi. Dengiz muhitini aks ettiruvchi-katta akvariumlar-katta inshootlarda tashrif buyuruvchilar kutgan ravshanlikni saqlagan holda, katta gidrostatik bosimga bardosh bera oladigan qalin akril panellardan foydalaniladi. Monterey ko'rfazi akvariumining asosiy ko'rish oynasi to'g'ri ishlab chiqilgan akril tizimlari nimaga erishayotganini ko'rsatib, ushbu ilovani misol qilib ko'rsatadi.
Elektron ishlab chiqarish displey ekranlari, himoya qoplamalari va optik komponentlar bo'ylab PMMA-dan foydalanadi. Yoritilgan displeylar, kanal harflari,{2}}sotib olish punktlari-yoritgichlari-har yili-yorug‘lik sanoati-akrilning katta hajmini iste’mol qiladi. Rassomlar o'rta o'n yillar oldin kashf etgan; akril bo'yoqning o'zida suvga asoslangan emulsiya-bilan PMMA mavjud.
Materialning orqasidagi hikoya
Otto Röhmning 1901 yilda akril kislota polimerizatsiyasi bo'yicha doktorlik dissertatsiyasi o'ttiz yil o'tgach meva beradigan urug'larni ekdi. Nemis kimyogari 1920-yillarning oxirlarida akril birikmalariga qaytishdan oldin{2}}fermentativ terini qayta ishlash, yuvish vositalari kimyosi-da boshqa ilovalarni izladi. Hamkor Otto Xaas bilan ishlagan Röhm jamoasi birinchi marta akril qatlamlarni o'z ichiga olgan laminatlangan himoya oynasi Luglasni ishlab chiqdi.
Bu yutuq qisman tasodifan sodir bo'ldi. Quyosh nurli deraza yonida saqlangan metil metakrilat monomerining namunasi o'z-o'zidan polimerlanib, uning idishini yo'q qildi, lekin ajoyib optik xususiyatlarga ega qattiq, shaffof qattiq moddani ko'rsatdi. Keyin nazorat ostida tajribalar o'tkazildi. 1933 yilga kelib Röhm Plexiglas savdo belgisini ro'yxatdan o'tkazdi. Material 1937 yilda Parij Jahon ko'rgazmasida Gran-pri mukofotiga sazovor bo'ldi.
Parallel rivojlanish Britaniyada sodir bo'ldi, u erda Imperial Chemical Industries kimyogarlari Perspex bilan bir xil materialni topdilar. Amerikalik kimyogar Uilyam Kon mustaqil ishlarga hissa qo'shdi. Bir vaqtning o'zida ko'plab kashfiyotlar PMMA ning paydo bo'lishi yagona ixtirochilik dahosi emas, balki polimerlar kimyosidagi keng miqyosdagi yutuqlarni aks ettiradi-garchi Rom tijorat rivojlanishi uchun katta hurmatga loyiqdir.
Ikkinchi jahon urushi asrab olishni keskin tezlashtirdi. Ittifoqdosh va eksa kuchlari samolyotning old oynalari, soyabonlari, qurol minoralari-g‘iloflari uchun akril qoplamani belgilagan. Suv osti periskoplari materialni o'z ichiga olgan. Harbiy harakatlar tugaganidan keyin ham saqlanib qolgan shisha sementli harbiy xususiyatlarga nisbatan ko'rsatilgan xavfsizlik afzalliklari. Urushdan keyin fuqarolik ilovalari tez sur'atlarda paydo bo'ldi, chunki urush davrida ishlab chiqarish quvvatiga ega bo'lgan ishlab chiqaruvchilar tinch bozorlarni qidirdilar.
Cheklovlarni halol baholash
Hech qanday material barcha ilovalarga mos kelmaydi. Akril tirnash xususiyati shishaga qaraganda tezroq-polimer yuzasida mineral silikatlar erishadigan qattiqlik yo'q. Chizish{3}}bardoshli qoplamalar bu cheklovni qisman hal qiladi, ammo qoplangan yuzalar abraziv sharoitlarda oxir-oqibat eskiradi. Qattiq sotilgan eksponatlar-ko'rsatilgan muzeylar og'irlik jazolariga qaramay, ko'pincha shu sababli shishani belgilaydi.
Termal kengayish shishadan sezilarli darajada oshadi. Dizaynerlar panelning burilishi yoki ramka kuchlanishining oldini olish uchun harorat oralig'ida o'lchov o'zgarishlariga mos kelishi kerak. Shisha o'rnatish moslamalari chekka bo'shliqni va tegishli qistirma materiallarini talab qiladi.
Yong'in harakati diqqatni talab qiladi. PMMA taxminan 460 darajada yonadi va karbonat angidrid, uglerod oksidi va turli xil-molekulyar{3}}ogʻirlikdagi birikmalar, shu jumladan formaldegid ajralib chiqishi bilan yonadi. Qurilish me'yorlari ma'lum turar joy tasniflarida akrildan foydalanishni cheklaydi va texnik xususiyatlar materialga ruxsat bergan hollarda tegishli yong'indan himoya qilish-choralarini talab qiladi.
Kimyoviy muvofiqligi har xil. Ko'pgina erituvchilar PMMA ga hujum qiladi{1}}noto'g'ri vositalar bilan tozalash yorilish, loyqalik yoki strukturaning zaiflashishiga olib keladi. Spesifikatorlar kutilgan ta'sir qilish sharoitlariga kimyoviy qarshilikni tekshirishlari kerak.
Barqarorlik masalalari
Neft-kimyoning kelib chiqishi qonuniy barqarorlik masalalarini keltirib chiqaradi. Aseton siyanogidrin sintezi yoʻli fotoalbom{1}}xomashyo zahiralarini isteʼmol qiladi va butun ishlab chiqarish zanjiri boʻylab ekologik muammolarni keltirib chiqaradi. Sanoatning javobi ikki yo‘nalishga qaratildi: bio-asosidagi MMA prekursorlarini ishlab chiqish va qayta ishlashni yaxshilash.
PMMA samarali qayta ishlanadi-polimer termal ishlov berish orqali MMA monomeriga qayta depolimerizatsiya qilinadi, so'ngra toza sifatli materialga-qayta polimerizatsiya qilinadi. Ushbu yopiq halqa potentsiali akrilni ko'plab raqobatdosh polimerlardan ajratib turadi, bunda qayta ishlash muqarrar ravishda material xususiyatlarini yomonlashtiradi. Endi bir nechta ishlab chiqaruvchilar atrof-muhitga e'tiborli xaridorlar tomonidan ko'proq belgilab qo'yilgan aylanma iqtisod talablariga javob beradigan qayta ishlangan kontentni o'z ichiga olgan narxlarni taklif qilmoqdalar.
Röhm GmbH kompaniyasining yaqinda taqdim etgan PLEXIGLAS proTerra sanoat yo'nalishini misol qilib keltirdi{0}}barqaror ishlab chiqarilgan akril navlari bozor e'tiborini atrof-muhitga ta'sirni baholash bilan ishlash talablarini muvozanatlashtirgan spetsifikatsiyachilar tomonidan.
Yakuniy istiqbol
Akril nima ekanligini tushunish, oxir-oqibat, ko'plab sohalarda ishlab chiqarish imkoniyatlarini o'zgartirgan materialni qadrlashni anglatadi. "Akril nima?" Degan savol tug'iladi. polimerlar kimyosi boʻyicha texnik javoblarni taklif qiladi, ammo amaliy tushunish uchun spetsifikatsiya qarorlarini belgilaydigan dastur-oʻziga xos ishlash xususiyatlarini tan olish talab etiladi.
Tijoriy joriy etilganidan to'qqiz o'n yil o'tgach, PMMA rivojlanishda davom etmoqda. Yangi formulalar paydo boʻlayotgan talablarga-yaxshilangan taʼsir darajasi, yaxshilangan yongʻin samaradorligi va bio-alternativlarga javob beradi. Otto Rom o'zining 20{4}}asr boshidagi laboratoriyasida o'rgangan fundamental kimyo o'zgaruvchan bozor talablariga javob beradigan doimiy tadqiqot va ishlanmalar orqali takomillashtirilgan dolzarbligicha qolmoqda.
Materiallarni tanlash har doim o'zaro kelishuvlarni o'z ichiga oladi. Akril ajoyib optik tiniqlik, oqilona zarba qarshiligi, mukammal ob-havoga chidamliligi va o'rtacha narxda ishlab chiqarishning ko'p qirraliligini taklif etadi. Haddan tashqari ta'sir ko'rsatishni talab qiladigan ilovalar polikarbonatni belgilashi mumkin. Maksimal tirnalgan qarshilik talab qiladiganlar oynani afzal ko'rishlari mumkin. Biroq, ushbu raqobatdosh talablarni muvozanatlashtiradigan ajoyib ilovalar uchun akril butun dunyo bo'ylab sanoat, arxitektura, tibbiy va iste'molchi ilovalarida keng tarqalgan spetsifikatsiyasini oqlaydigan ishlashni ta'minlaydi.