Plexisklo: vlastnosti, způsoby výroby, sortiment značek

Plexisklo bylo vynalezeno Dr. Otto Rohmem na počátku 30. let minulého století a díky svým jedinečným vlastnostem (především lehkost, tažnost, výjimečná průhlednost a vysoká odolnost proti nárazu) způsobilo silnou revoluci ve stavebnictví, strojírenství a přístrojovém inženýrství. položil začátek nových oblastí výroby. Oblasti jeho použití jsou dnes neobvykle široké: od modelování, osvětlovací techniky a medicíny, automobilového a hodinářského průmyslu až po letectví, raketovou vědu a výrobu vojenské techniky.

V posledním desetiletí je nové kolo popularity plexiskla v Rusku spojeno s rozvojem soukromého podnikání, vznikem nových směrů v architektuře a designu a potřebou hromadné výroby produktů a konstrukcí pro reklamní účely. Mezi nové oblasti spotřebitelské poptávky po plexi patří také výroba solárií, akvárií, nábytku a sanitární keramiky, produktů pro autotuning, přístrojů a zařízení nové generace. Významnou roli hraje mistrovství mnoha ruských firem v technologiích tvarování plastů za tepla a vznik možnosti vyrábět objemové výrobky pro nejrůznější účely, včetně exkluzivních návrhů zimních zahrad a atrií, originálních svítidel a světlíků. Plexisklo se nadále těší neustálé oblibě při zasklívání budov a různých druhů dopravy, včetně vodní (lodě, jachty) a vzduchu.

Nepochybně díky svým vynikajícím vlastnostem a neustálému zlepšování bude tento plast žádaný v nově se rozvíjejících oblastech lidské konstruktivní činnosti.

Technické parametry plexiskla

Propustnost světla: transparentní akrylátové sklo – až 93%. Matný – od 75% do 20%.
Hořlavost: snadno se vznítí.
Vlastnosti: Odolný vůči světlu a povětrnostním vlivům. Může být průhledný, matný, barevný a s jednostranným zvlněním (například „drcený led“). Jsou značky, které ultrafialové paprsky propouštějí i nepropouštějí. Dostupné ve formě plechů, bloků, trubek nebo tyčí. Hustota – 1,19 g/cc. Odolnost proti nárazu – 11-17 kJ/sq. m. Existuje velké množství speciálních odrůd.
Rozměry: tloušťka: vstřikování od 1 do 250 mm, vytlačování od 0,5 do 25 mm. Šířka plechu od 600 mm do 2050 mm. Délka – od 1000 do 4000 mm.
Barevná škála: transparentní – bezbarvá i barevná; matný – bílý a barevný; tónované – odstíny šedé a bronzové, fluorescenční.

Plexisklo je průhledný nebo průsvitný termoplastický derivát akrylových pryskyřic. Hlavní složka v jeho složení (polymethylmethakrylát) je produktem polymerace methylesteru kyseliny methakrylové. Ve své čisté formě se PMMA skládá z uhlíku, vodíku a kyslíku.

Polymerace se provádí několika způsoby. Při blokové metodě se důkladně promíchaná směs methylmethakrylátu, iniciátoru a změkčovadla nalije do leštěné silikátové skleněné formy. Takto se získává lisované plexisklo. Pro výrobu extrudovaného plexiskla se polymethylmethakrylát v granulované formě vloží do zařízení, kde se zahřeje do viskózního kapalného stavu a poté se extruduje vytlačovací hlavou na zrcadlové kalandry. Tloušťka plechů závisí na velikosti mezery mezi kalandry.

Hlavní technické charakteristiky

Plexisklo je ekologický, bezpečný materiál. Jeho hlavní předností je vysoká průhlednost, odolnost vůči chemikáliím a náročným povětrnostním podmínkám a nízká hmotnost. Tento plast je dvakrát lehčí než běžné sklo, takže nevyžaduje další podpěry v konstrukcích. Materiál může mít různé tvary, aniž by to ovlivnilo jeho optické vlastnosti.

Odolnost plexiskla proti nárazu se pohybuje v rozmezí 11-17 kJ/sq. m (u speciálních značek od 45 do 100 kJ/m5), což je více než XNUMXkrát více než u běžného skla. Mechanické zpracování plexiskla se provádí stejně snadno jako zpracování dřeva. Řezá se, piluje, vrtá, brousí a leští, maluje a gravíruje.

Akrylátové sklo má vynikající přilnavost ke všem typům samolepicích vinylových fólií. Dá se lepit a svařovat, ohýbat za studena. Pro lepení litého i extrudovaného plexiskla jsou vhodné speciální lepicí systémy s obsahem rozpouštědel i bez nich.

Extruzní metoda výroby plexiskla

Extrudované plexisklo se vyrábí kontinuální metodou na vytlačovacích linkách. Vytlačovací linka se skládá z několika technologických celků. Výchozím materiálem jsou granule, které jsou již prakticky hotovým PMMA (polymethylmethakrylát) a extruze je právě udělování tvaru plátu určitému množství granulí.

Granule polymethylmethakrylátu vstupují do extrudéru přes dávkovací násypku, což je vyhřívaný válec určitého průměru – výkon extrudéru závisí na průměru. Uvnitř válce je spirálovitý šnekový šnek, který posouvá hmotu polymerního materiálu roztaveného vlivem tepla do čela extrudéru, přičemž taveninu míchá a homogenizuje s potřebnými přísadami. Jak se tavenina pohybuje do různých částí extrudéru, lze do polymeru přidávat různé přísady (je-li to nutné): barviva, plniva, různé stabilizátory, včetně přísad, které zlepšují výkonnostní charakteristiky pásového materiálu a další složky nezbytné v každém konkrétním případě .

Po dosažení roztavené hmoty akrylu vstupuje v přední části extruderu do tvarovací štěrbinovité „hlavy“, velikost mezery, ve které se určuje konečná šířka a tloušťka hotového plechu (tímto způsobem tzv. způsobem, „nekonečné“ profily, trubky a plechy, jak kompaktní, tak i vícepřepážkové).

Po výstupu z „hlavy“ materiál prochází několika válci, které mají mezi sebou přesně specifikovanou vzdálenost, která určuje konečnou tloušťku výsledného plošného materiálu. Povrch rolí má speciální vrstvu s vysokým stupněm čistoty zpracování, což umožňuje získat plechy s vysokými optickými a výkonnostními charakteristikami. Dále je materiál ochlazen, a to se děje postupně a rovnoměrně, což eliminuje výskyt vnitřních pnutí ve výrobku. Poté, jak se pohybuje po lince, je arch z obou stran pokryt ochrannou fólií, automaticky se ořezává na danou velikost a okamžitě skladuje. Je třeba poznamenat, že vytlačování je kontinuální proces, který vyžaduje velké množství surovin a je prospěšný pouze pro velká množství.

Metoda vstřikování pro výrobu plexiskla

U litého plexiskla je výchozím materiálem tekutý methylmethakrylátový monomer. V první fázi výroby se do monomeru přidávají různé přísady, které plechy zbarví nebo jim dodají speciální vlastnosti, tvrdidla a další složky. Poté se za studena rozpuštěná hmota akrylátu nalije mezi dvě speciální silikátová skla, vloží do rámu určeného pro dávku 20 tabulí a tepelně zpracuje ve vodě a následně na vzduchu. V důsledku polymerace se získá pevný listový materiál, který se nařeže na standardní velikosti.

Díky těmto výrobním vlastnostem je sortiment litých akrylátů mnohem širší a vyrábí se v téměř neomezeném rozsahu tlouštěk, přičemž extrudovaný – od 1,5 do 24 mm (vyznačuje se stálostí tloušťky plechu, jejíž tolerance činí nepřesahuje 5 %, zatímco odchylky tloušťky tvarovaných plexisklových tabulí mohou dosáhnout 30 %). Lité plexi je odolnější proti nárazu (má „zesíťovanou“ molekulární strukturu), lépe se leští než extruzní sklo a je dokonale tvarované.

V důsledku lití se získá plast, jehož vnitřní struktura má dlouhé molekulární vazby a obrazně řečeno je podobná špagetám. Extrudovaný plast má krátké řetízky a vnitřní strukturu, která vypadá jako jemně nasekané nudle. Pokud budete mít na paměti různé vnitřní struktury vstřikovaného plexiskla a extrudovaného plexiskla, je snadné pochopit rozdíly v jejich vlastnostech a proč se chovají odlišně.

Vlastnosti plexiskla ve srovnání s jeho „konkurencí“

Oproti běžnému sklu

Ve stavebních aplikacích je plexisklo relevantní alternativou silikátového skla a jeho výhody ve srovnání s tímto konkrétním materiálem vystupují do popředí.

Organické (neboli akrylátové) sklo je 2,5x lehčí a zároveň 10x pevnější než běžné sklo a při rozbití netvoří ostré úlomky. Mezi významné výhody akrylátu ve stavebních aplikacích patří také jeho poměrně vysoké tepelné a zvukové izolační vlastnosti. (2mm plexi nahradí běžné sklo tloušťky 10mm). Nevýhodou plexiskla je hořlavost (kromě speciálních ohnivzdorných značek), nižší povrchová tvrdost (snáze se poškrábe, ale také se snáze leští) a vyšší koeficient tepelné roztažnosti (jehož negativní důsledky by měly být zabránit dodržením konstrukčních opatření pro instalaci akrylového skla při venkovním použití) .

Plexisklo propouští více světla než kterékoli jiné sklo (po křemeni je na druhém místě v propustnosti světla), má výborné optické vlastnosti, nezkresluje obraz a je odolné vůči všem atmosférickým jevům (proto se např. kontaktní čočky vyrábí z tento materiál a plechy se používají pro zasklení při letecké dopravě). Plexisklo se oproti běžnému sklu snadno zpracovává (dá se srovnat s masivním dřevem), dobře se lepí, svařuje, leští, gravíruje. Lze jej nejen radiálně ohýbat (aniž by byl vystaven teplu), ale také tvarovat. Tento výhodný soubor vlastností výrazně rozšiřuje možnosti využití plexiskla oproti běžnému sklu, jako transparentního stavebního materiálu v architektuře, interiérovém designu, výrobě nábytku, designu, osvětlení.

Neměli bychom však zapomínat, že dnes má plexisklo hodné konkurenty – jiné plasty. V něčem jsou podřazené plexi, v něčem jsou nad ním. Proto je na místě i srovnání s těmito materiály – především průhledné desky na bázi PVC, polykarbonátu, polyethylentereftalátu a polystyrenu, které jsou vzhledově podobné.

Ve srovnání s jinými průhlednými plasty

Plexisklo je lepší než všechny ostatní plasty, pokud jde o průhlednost. Nemá obdoby ve své „přirozené“ odolnosti vůči vnějšímu prostředí, včetně ultrafialových paprsků slunce (jiné plasty vyžadují dodatečnou UV stabilizaci nebo přítomnost ochranné UV stabilizační vrstvy). Organické sklo přitom na přání výrobce dokáže propustit až 73,5 % ultrafialových paprsků (proto je pro výrobu solárií nepostradatelné) nebo zcela zablokovat jejich průchod (v tomto případě slouží jako ochrana proti ultrafialovému záření).

Hustota plexiskla je 1,19 g/cm17, je o 15 % lehčí než kompaktní PVC, má téměř stejnou hmotnost jako polykarbonát a je o 40 % těžší než polystyren. Mrazuvzdornost a vysoká tepelná odolnost jej také odlišuje od většiny ostatních polymerních materiálů. Rozsah provozních teplot plexiskla je od -80 do +90-60 C. PVC lze použít pouze do +70°C, polystyren a PET do +40°C. Polyethylentereftalát, stejně jako plexisklo, snese mráz až do -20°C, ale průhledné desky na bázi PVC křehnou i při -50°C. Jediným důstojným konkurentem plexiskla je v tomto ohledu polykarbonát, jehož teplotní rozsah je mezi plasty nejvýraznější (od -120 do +100 C). Z hlediska odolnosti proti nárazu je plexisklo horší než polykarbonát a PET. Někteří výrobci však nabízejí speciální akrylátové desky se zvýšenou odolností proti nárazu (až XNUMX kJ/mXNUMX).

Změna lineárních rozměrů tabule plexiskla a jiných plastů má přibližně stejné hodnoty (až 5 mm/rm při rozdílu teplot 70°C. Licí akrylátové sklo je dokonale lisované, což umožňuje vyrábět vysoce kvalitní objemové výrobky pro různé účely z toho je to nejlepší materiál pro formování průhledných výrobků.

Odolnost proti vlhkosti a mořské vodě (v kombinaci s dalšími pozitivními vlastnostmi) umožňuje použití akrylátového skla různých značek nejen pro výrobu akvárií, vířivek a lázní, ale také pro zasklení jachet a dokonce i ponorek. Jeho absorpce vlhkosti (0,2-0,3 % hmotnosti) je však vyšší než u PVC a standardního polystyrenu a zpravidla na rozdíl od nich vyžaduje plexisklo (jako polykarbonát) před použitím desky předsušení. tvarování za tepla.

Polykarbonát, PET a PVC, jako málo hořlavé, samozhášecí materiály, zaujímají z hlediska požární bezpečnosti výhodnější pozice než plexisklo, které je vysoce hořlavým materiálem. Důležité ale je, že při hoření plexi neuvolňuje žádné toxické plyny a není tedy tak nebezpečné jako například PVC. Teplota vznícení PMMA je 460-635 C. Výrobci akrylátových desek se neustále zdokonalují ve vývoji nových složení materiálů a dnes někteří z nich nabízejí řadu značek plexiskla se zvýšenou požární bezpečností.

Akrylátové sklo neprodukuje žádné toxické látky a je absolutně bezpečné. Lze jej použít v exteriéru i interiéru vč. v dětských a léčebných ústavech. Mnoho výrobců navíc poskytuje svým výrobkům tzv. „food grade“ certifikát, který umožňuje dlouhodobý kontakt materiálu s potravinářskými výrobky. Důležitou roli při výběru materiálu hraje jeho cena. Proto podotýkáme, že plexisklo je pouze dražší než polystyren a výrazně levnější než monolitické desky z PVC, PET a polykarbonátu.

Dnes téměř všichni přední výrobci plexiskla dodávají své výrobky na ruský trh plechových plastů.

— ALTUGLAS® vyrábí Atoglas (Francie)
— QUINN® vyrobený společností Barlo Plastics (Belgie)
— PLEXIGLAS® vyrábí Rohm (Německo)
— DEGLAS® vyrábí Degussa (Německo)
— PERSPEX® vyrábí ICI Acrylics (UK)
— PLAZCRYL® vyrábí Plazit (Izrael)
— AKRYLON® vyráběný Povazskie Chemical Plants (Slovensko)

Neméně populární je domácí plexisklo, produkt společnosti Dzerzhinskoye Plexiglas OJSC, závodu působícího od roku 1937 v Dzeržinsku v regionu Nižnij Novgorod. Po dlouhém období ekonomických problémů se nyní obnovila výroba širokého sortimentu plexiskla, včetně exkluzivních značek – leteckého a orientovaného plexiskla i nových, jako je sanitární akrylát.

Lisované značky univerzálního plexiskla tuzemské výroby:

-TOSP
-TOSP-U (obsahuje tepelné a světelné stabilizátory a
vyrobeno ve formátu 2000×3000)
-TOSP-N sanitární (pro výrobu sanitárních výrobků –
akrylátové vany, palety)
-TOSN

Domácí extruze plexiskla:

Balení, doprava, skladování

Plexiskla jsou pokryty papírovou nebo plastovou fólií. Přeprava v krytých železničních vozech, kontejnerech, vozech s vodotěsným nátěrem.

V článku byly použity materiály od následujících společností:
JSC Plexisklo
Plast-on-line
TopRuNet.com