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聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)属于一组称为工程塑料的材料。它是一种透明的热塑性塑料。PMMA也称为亚克力、亚克力玻璃，以及Crylux、Plexiglas、Acrylite、Astariglas、Lucite、Perclax和Perspex等商品名称和品牌。这种塑料通常以片状形式用作玻璃的轻质或防碎替代品.它还可以用作铸造树脂、油墨和涂料以及许多其他用途。
虽然不是一种常见的二氧化硅基玻璃，但与许多热塑性塑料一样，这种物质在技术上通常被归类为一种玻璃，因为它是一种非结晶玻璃质物质——因此它在历史上偶尔被称为丙烯酸玻璃。化学上，它是甲基丙烯酸甲酯的合成聚合物。它于1928年由William Chalmers、Otto Röhm和Walter Bauer等许多化学家在几个不同的实验室开发，并于1933年由德国Röhm&HaasAG（截至2019年1月，Evonik Industries的一部分）首次推向市场。其合作伙伴和前美国子公司罗门哈斯公司在商标有机玻璃下。
Lichtenberg 图：丙烯酸聚合物块中的高压介电击穿 当拉伸强度、弯曲强度、透明度、抛光性和紫外线耐受性比冲击强度、耐化学性和耐热性更重要时，PMMA是聚碳酸酯(PC)的经济替代品。此外，PMMA不含聚碳酸酯中可能有害的双酚A亚基，是激光切割的更好选择。由于其性质适中、易于处理和加工且成本低，因此经常受到青睐。未改性的PMMA在负载下，特别是在冲击力下表现出脆性，并且比传统的无机玻璃更容易划伤，但改性PMMA有时能够实现高划伤和抗冲击性。 历史 第一个丙烯酸诞生于1843年。从丙烯酸衍生而来的甲基丙烯酸于1865年配制而成。甲基丙烯酸和甲醇之间的反应生成甲基丙烯酸甲酯酯。聚甲基丙烯酸甲酯是1930年代初由英国帝国化学工业公司(ICI)的英国化学家RowlandHill和John Crawford发现的。ICI以Perspex商标注册了该产品。大约在同一时间，化学家和工业家Otto Röhm德国Röhm和Haas AG公司试图通过在两层玻璃之间聚合甲基丙烯酸甲酯来生产安全玻璃。聚合物作为透明塑料片从玻璃中分离出来，Röhm在1933年将其命名为有机玻璃。
用于教学的说明性和安全溴化学样品。装有腐蚀性和有毒液体的玻璃样品瓶已被浇铸到丙烯酸塑料立方体中 有机玻璃和有机玻璃都在1930年代后期商业化。在美国，EIdu Pontde Nemours&Company（现为杜邦公司）随后推出了自己的产品，商标为Lucite。1936年，ICI Acrylics（现为Lucite International）开始了第一个商业上可行的丙烯酸安全玻璃生产。二战期间，盟军和轴心国军队都将丙烯酸玻璃用于潜艇潜望镜和飞机挡风玻璃、顶篷和炮塔。被PMMA飞溅碎片损伤眼睛的飞行员比被标准玻璃损伤的飞行员表现得好得多，这表明人体组织与PMMA之间的相容性比玻璃更好。战后出现了民用应用。 名称 常见的正交样式包括聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯。完整的IUPAC化学名称是聚（甲基2-甲基丙酸酯）。（使用“an”而不是“en”是一个常见的错误。）
10米（33英尺）深的蒙特利湾水族馆水箱具有高达33厘米（13英寸）厚的亚克力窗，可承受水压 虽然PMMA通常简称为“丙烯酸”，但丙烯酸也可以指其他含有聚丙烯腈的聚合物或共聚物。世界著名的商品名称和品牌包括Acrylite、Lucite、PerClax、R-Cast、Plexiglas、Optix、Perspex、Oroglas、Altuglas、Cyrolite，Astariglas，ChoChen，Sumipex和Crystallite。 合成 PMMA通常通过乳液聚合、溶液聚合和本体聚合生产。通常使用自由基引发（包括活性聚合法），但也可以进行PMMA的阴离子聚合。要生产1公斤（2.2磅）的PMMA，需要大约2公斤（4.4磅）的石油。通过自由基聚合生产的PMMA（所有商业PMMA）是无规的且完全无定形。 处理 无规立构PMMA的玻璃化转变温度(Tg)为105°C(221°F)。商业级PMMA的Tg值范围为85至165°C（185至329°F）；该范围如此之宽，是因为有大量商业组合物是与甲基丙烯酸甲酯以外的共聚单体的共聚物。因此，PMMA在室温下是一种有机玻璃；即，它低于其Tg。
Plexiglas(R)碎片，二战期间被击落的德国飞机的挡风玻璃 成型温度从玻璃化转变温度开始并从那里上升。可以使用所有常见的成型工艺，包括注塑成型、压缩成型和挤压成型.最高质量的PMMA片材是通过单元浇铸生产的，但在这种情况下，聚合和成型步骤同时发生。由于其极高的分子量，该材料的强度高于成型等级。橡胶增韧已被用于提高PMMA的韧性，以克服其响应施加载荷时的脆性行为。 处理、切割和连接 PMMA可以使用氰基丙烯酸酯水泥（通常称为强力胶）、加热（焊接）或使用氯化溶剂（如二氯甲烷或三氯甲烷（氯仿）溶解接头处的塑料，然后熔化并凝固）来连接PMMA，形成几乎看不见的焊缝。通过抛光或加热材料表面可以很容易地去除划痕。 激光切割可用于从PMMA片材中形成复杂的设计。PMMA在激光切割时会蒸发成气态化合物（包括其单体），因此可以进行非常干净的切割，并且非常容易进行切割。然而，脉冲激光切割沿切割边缘引入高内应力，暴露于溶剂时会在切割边缘和几毫米深产生不希望的“应力龟裂”。 即使是基于铵的玻璃清洁剂和几乎所有没有肥皂和水的东西都会产生类似的不希望出现的裂纹，有时会在切割部分的整个表面上，在距离受压边缘很远的地方。因此，当打算将激光切割零件化学粘合在一起时，对PMMA板/零件进行退火是强制性的后处理步骤。 在大多数应用程序中，它不会破碎。相反，它会分解成大块沉闷的碎片。由于PMMA比玻璃更柔软且更容易划伤，因此通常会在PMMA片材上添加防刮涂层来保护它（以及可能的其他功能）。 丙烯酸树脂浇注 用于浇铸的甲基丙烯酸甲酯“合成树脂”（简单的散装液体化学品）可与聚合催化剂如过氧化甲乙酮(MEKP)一起使用，以从模具中生产任何形状的硬化透明PMMA。昆虫或硬币等物体，甚至是易碎石英安瓿中的危险化学品，都可以嵌入这种“铸造”块中，以便展示和安全处理。 属性 PMMA是一种坚固、坚韧且重量轻的材料。它的密度为1.17–1.20g/立方厘米，不到玻璃的一半。它还具有良好的冲击强度，高于玻璃和聚苯乙烯；然而，PMMA的冲击强度仍然明显低于聚碳酸酯和一些工程聚合物。PMMA在460°C(860°F)下点燃并燃烧，形成二氧化碳、水、一氧化碳和低分子量化合物，包括甲醛。 PMMA可透射高达92%的可见光（厚度为3mm），并且由于其折射率（在589.3nm处为1.4905），其每个表面的反射率约为4%。它过滤波长低于约300nm的紫外(UV)光（类似于普通窗户玻璃）。一些制造商在PMMA中添加涂层或添加剂以提高300–400nm范围内的吸收。PMMA可通过高达2,800nm的红外光并阻挡高达25,000nm的更长波长的红外光。有色PMMA品种允许特定的IR波长通过，同时阻挡可见光（对于例如，远程控制或热传感器应用）。 PMMA在许多有机溶剂中溶胀和溶解；由于其易于水解的酯基，它对许多其他化学品的耐受性也很差。然而，它的环境稳定性优于大多数其他塑料，如聚苯乙烯和聚乙烯，因此它通常是户外应用的首选材料。 PMMA的最大吸水率按重量计为0.3-0.4%。抗拉强度随着吸水率的增加而降低。其热膨胀系数在(5–10)×10-5 °C -1时相对较高。 修改属性 纯聚（甲基丙烯酸甲酯）均聚物很少作为最终产品出售，因为它没有针对大多数应用进行优化。相反，具有不同数量的其他共聚单体、添加剂和填料的改性配方是为需要特定性能的用途而创建的。例如， 1、少量丙烯酸酯共聚单体通常用于用于热处理的 PMMA 等级，因为这可以稳定聚合物在加工过程中解聚（“解聚”）。 2、通常添加丙烯酸丁酯等共聚单体以提高冲击强度。 3、可以添加共聚单体（例如甲基丙烯酸）以提高聚合物的玻璃化转变温度，以用于更高温度的应用，例如照明应用。 4、可添加增塑剂以改善加工性能、降低玻璃化转变温度、改善冲击性能和改善弹性模量等机械性能 5、可以添加染料为装饰应用提供颜色，或防止（或过滤）紫外线。 6、可以添加填料以提高成本效益。 聚（丙烯酸甲酯） 丙烯酸甲酯、PMA 或聚（丙烯酸甲酯）的聚合物与聚（甲基丙烯酸甲酯）相似，只是在主链碳链上缺少甲基。PMA是一种柔软的白色橡胶状材料，比 PMMA 更柔软，因为它的长聚合物链更薄、更光滑，更容易相互滑过。 用途 PMMA 透明且耐用，是一种用途广泛的材料，已被广泛用于汽车、电器和眼镜镜片的尾灯和仪表组等领域和应用。片材形式的 PMMA 为建筑窗户、天窗、防弹安全屏障、标志和显示器、卫生洁具（浴缸）、LCD 屏幕、家具和许多其他应用提供防碎面板。它还用于涂覆基于 MMA 的聚合物，在环境条件下具有出色的稳定性，同时减少了 VOC 的排放。甲基丙烯酸酯聚合物广泛用于纯度和稳定性对性能至关重要的医疗和牙科应用。 透明玻璃替代品 1、PMMA 通常用于建造住宅和商业水族馆。当可以使用聚（甲基丙烯酸甲酯）时，设计师开始建造大型水族馆。由于诸如Summerland 灾难之类的事件，它不太常用于其他建筑类型。 2、PMMA用于观察端口甚至潜水器的完整耐压船体，例如Alicia潜艇的观察球和深海潜水艇的里雅斯特的窗户。 3、PMMA用于汽车外灯的透镜。 4、冰球场的观众保护装置由 PMMA 制成。 5、从历史上看，PMMA 是飞机窗户设计的重要改进，使波音 B-17 飞行堡垒中的庞巴迪透明机头舱等设计成为可能。现代飞机透明胶片通常使用拉伸的丙烯酸层。 6、用于防暴的警车通常将普通玻璃更换为 PMMA，以保护乘员免受投掷物体的伤害。 7、PMMA 是制造某些灯塔透镜的重要材料。 8、PMMA 被用于1972 年慕尼黑夏季奥运会奥林匹克公园大院的屋顶。它使结构的结构轻盈而半透明。 9、PMMA（品牌名称为“Lucite”）被用于休斯顿天文馆的天花板。 牙科用途 由于其上述生物相容性，聚（甲基丙烯酸甲酯）是现代牙科中常用的材料，特别是在假牙、人造牙和正畸矫治器的制造中。 亚克力假肢结构： 将预聚合的粉末状 PMMA 球与甲基丙烯酸甲酯液体单体、过氧化苯甲酰（引发剂）和 NN-二甲基-对甲苯胺（促进剂）混合，并置于加热和加压下以产生硬化的聚合 PMMA 结构。通过使用注射成型技术，在患者口腔石膏石模型上设置在预定位置的人造牙齿的蜡基设计可以转化为用于替换缺失牙列的功能性修复体。然后将 PMMA 聚合物和甲基丙烯酸甲酯单体混合物注入装有先前设计的假体的石膏模具的烧瓶中，并置于加热下以引发聚合过程。在固化过程中使用压力以最大程度地减少聚合收缩，确保假体的准确贴合。 人造牙 虽然假牙可以由几种不同的材料制成，但 PMMA 是制造假牙中使用的人造牙齿的首选材料。该材料的机械性能允许对美学进行高度控制，易于表面调整，在口腔中发挥作用时降低骨折风险，并且对相对牙齿的磨损最小。此外，由于牙科修复体的基托通常使用 PMMA 构建，PMMA 假牙与 PMMA 假牙基托的粘附是无与伦比的，从而构建了坚固耐用的修复体。 |
