Оргстекло имеет уникальные свойства, в первую очередь — легкостью, пластичностью, исключительной прозрачностью и высокой прочностью, оно совершило мощный переворот в строительстве и архитектуре, положило начало возникновению новых сфер применения.
Оргстекло было изобретено доктором Отто Ромом и впервые произведено компанией Rohт в Германии в начале 30-х годов ХХ столетия под маркой plexiglas (плексиглас, в переводе — гибкое стекло). Поэтому данный термин и у нас, и за рубежом долгое время употребляли как синоним нового материала, продемонстрировавшего всему миру уникальные свойства.
В том же десятилетии и в России были выпущены первые листы такого пластика. Ему было присвоено не менее логичное название «органическое стекло», или «оргстекло» (в 30-х годах подобное словообразование было популярно), отражающее его отличие от идентичных по внешнему виду стекол неорганического происхождения — силикатного, кварцевого и т. д. Во всем мире этот пластик сегодня называют «акриловым стеклом», «акриловым листом» или просто «акрилом», поскольку материал состоит из полиметилметакрилата. Его общепринятые сокращенные обозначения — ПММА (рус.) и РММА (англ.).
Листовое оргстекло представляет собой прозрачные, светонепроницаемые или светорассеивающие большеразмерные (до 12 кв. м) листы из полиметилметакрилата (ПММА) с идеально глянцевой (с обеих сторон) поверхностью толщиной от 1 до 25 мм и малогабаритные блоки, максимальная толщина которых может достигать 25 см. Этот материал завоевал заслуженную популярность в сфере архитектуры, строительства и дизайна.
Помимо плоских листов и блоков из оргстекла производят широкий ассортимент других полуфабрикатов, предназначенных для различного применения, в том числе в качестве непосредственно строительных материалов. Это пустотелые акриловые панели (аналогичные сотовому поликарбонату), гофрированные акриловые листы (типа хорошо известного волнистого «ондекса» из ПВХ), акриловые пленки, а также акриловые профили различного сечения, стержни и трубы. Кроме того, акрил используют в качестве защитного соэкструзионного слоя при производстве листов из других пластиков (например, из АБС) для придания им большего блеска и химической стойкости, абразивостойкости и увеличения срока эксплуатации при наружном применении (защита от ультрафиолета).
Оргстекло — термопласт. К этой категории относят полимерные материалы, переходящие при нагревании до определенной температуры (для каждого материала она своя) в вязко-пластичное состояние, в котором с помощью приложения давления (механического, воздуха, вакуума или комбинированного) им можно придать определенную форму, и сохраняющие ее после охлаждения.
Для производства оргстекла как листового материала используют два принципиально разных метода: литье и экструзию, а полученные листы называют соответственно литьевым, или экструзионным оргстеклом.
Литьевое и экструзионное оргстекло имеют идентичный внешний вид, сходные основные свойства и близкие технические характеристики, тем не менее отличаются друг от друга. Для того чтобы предугадать поведение материала при обработке и в конкретных условиях эксплуатации, важно знать, каким из указанных методов он был изготовлен.
Литьевое оргстекло производят непосредственно путем заливки метилметакрилата (ММА) в форму и выдержки при повышенных температурах до 24 часов (в течение этого времени происходит его полимеризация). Такой метод называется блочным (или методом литья). Литьевое оргстекло — высокомолекулярное, экструзионное — низкомолекулярное.
3кструзионное оргстекло производят в два этапа. Сначала с помощью суспензионного метода полимеризации получают полуфабрикат — гранулированный полимер. Гранулы ПММА подвергают дальнейшей переработке экструзии акриловых листов, профилей, труб и других изделий постоянного сечения. На специальных установках их загружают в экструдер и нагревают до вязкожидкого состояния, а затем полученную массу выдавливают через экструзионную головку, форма которой определяет сечение получаемого изделия. Этот процесс непрерывен, что обусловливает его высокую производительность. Таким образом, экструзия более быстрый и дешевый способ производства.
Литьевое оргстекло по сравнению с экструзионным прочнее, обладает лучшей химической стойкостью, легче обрабатывается и полируется, проще и качественнее формуется, выдерживает большие термические нагрузки. До недавнего времени максимальный размер литьевого оргстекла не превышал габаритов 2050х3050 мм, но сегодня, когда эти ограничения преодолены, получают листы длиной до 6 м. Методом литья проще про извести небольшие партии оргстекла эксклюзивного цвета.
Экструзионное оргстекло в процессе производства претерпевает механическое воздействие и ориентирование по длине изделия. Этим обусловлено, в частности, остаточное напряжение в листе, что усложняет его обработку по сравнению с литьевым. Но и у него есть свои достоинства. Габариты не ограничены технологическим процессом: можно производить продукцию длиной и 4, и 6, и 12 м. Экструзионное оргстекло в силу технологического процесса его производства имеет высокую стабильность толщины (стандартные допуски по толщине литьевого оргстекла более 10%).
Выбор той или иной разновидности оргстекла зависит от того, для производства каких именно изделий оно будет использовано. Например, для формовки аквариумов или гидромассажных ванн нужен исключительно литьевой акрил, а для обычного остекления или подвесных потолков целесообразнее остановиться на экструзионном. При выборе материала для конкретного применения необходимо учесть весь комплекс его свойств, и только анализ их совокупности, позволит сделать рациональный и безошибочный выбор.
Свойства оргстекла в сравнении с его конкурентами
В строительстве оргстекло является актуальной альтернативой обычному силикатному стеклу, и на первый план выходят его достоинства по сравнению именно с этим материалом.
Органическое стекло в 2,5 раза легче и в 10 раз прочнее обычного стекла, а при разбивании оно не образует острых осколков. Существенное достоинство и достаточно высокие тепло- и звукоизолирующие свойства (двухмиллиметровый лист заменяет обычное стекло толщиной 10 мм). Оргстекло пропускает больше света, чем любые другие стекла (уступая лишь кварцевому), отличается великолепными оптическими свойствами, не искажает изображения и при этом стойко ко всем атмосферным явлениям. Оно легко обрабатывается, хорошо склеивается, сваривается, полируется, гравируется. Его можно не только изгибать по радиусу (не подвергая нагреву), но и формовать. Этот выигрышный комплекс свойств оргстекла существенно расширяет (по сравнению с обычным стеклом) возможности применения этого прозрачного строительного материала в архитектуре, обустройстве помещений, производстве мебели, дизайне, светотехнике.
Недостатки оргстекла — горючесть (кроме специальных пожаробезопасных марок), меньшая твердость поверхности (легче царапается, но, правда, и легче полируется) и более высокий коэффициент теплового расширения.
Однако не стоит забывать, что сегодня у оргстекла есть достойные конкуренты — другие пластики. В чем-то они уступают ему, в чем-то превосходят. Поэтому актуально сравнение оргстекла и с этими материалами, прежде всего аналогичными по внешнему виду прозрачными листами на основе ПВ, поликарбоната, полиэтилентерефталата и полистирола.
Оргстекло превосходит все прочие прозрачные пластики по степени прозрачности. Нет ему равных и по «природной» стойкости к воздействию наружной среды, в том числе к солнечному излучению (остальные пластики требуют дополнительной UV-стабилизации или наличия защитного UV-стабилизирующего слоя). При этом органическое стекло по желанию производителя может пропускать до 73,5% ультрафиолетовых лучей или полностью блокировать их прохождение.
Плотность оргстекла — 1,19 г/куб. см, оно на 17% легче компактного ПВХ, имеет практически равный вес с поликарбонатом и на 1 5% тяжелее полистирола.
Морозостойкость и высокая теплостойкость также выгодно отличают оргстекло от большинства других полимерных материалов. Температурный диапазон его эксплуатации от -40 до +80-90 ОС. ПВХ может использоваться только до +60 ОС, полистирол и ПЭТ до +70 ОС. Полизтилентерафталат, как и оргстекло, выдерживает мороз до -40 ОС, а вот прозрачные листы на основе ПВХ становятся хрупкими уже при -20 оС. Единственный достойный конкурент оргстекла в этом отношении — поликарбонат, температурный диапазон применения которого больше, чем у всех остальных пластиков (от -50 до +120 ОС).
По ударопрочности оргстекло уступает поликарбонату и ПЭТ. Впрочем, отдельные производители предлагают специальные акриловые листы повышенной ударопрочности (до 100 кДж/ кв.м).
Изменение линейных размеров листов оргстекла и других пластиков имеет приблизительно одинаковые значения (до 5 мм/м при разнице температур 70 ОС).
Литьевое акриловое стекло великолепно формуется, что позволяет изготавливать из него высококачественные объемные изделия различного назначения. Это наилучший материал для формовки прозрачных изделий, устойчивый к влаге и морской воде (его влагопоглощение составляет 0,2-0,3 % от веса).
Поликарбонат, ПЭТ и ПВХ, являясь трудновоспламеняемыми самозатухающими материалами, занимают более выигрышные позиции по пожаробезопасности, чем акрил, который относится к легко воспламеняемым материалам. Но при горении последний не выделяет никаких ядовитых газов и поэтому не так опасен, как, например, ПВХ. Температура воспламенения ПММА — 460-635 ОС.
Рецептура оргстекла постоянно совершенствуется, и сегодня некоторые производители предлагают ряд марок, отличающихся повышенной пожаробезопасностью.
Данный материал не продуцирует никаких токсических веществ и абсолютно безопасен. Оргстекло (и литьевое, и экструзионное) оптимально подходит как для внутренних, так и для наружных работ. Его можно использовать в детских и лечебных учреждениях. Многие производители предоставляют и так называемый пищевой сертификат, допускающий длительный контакт материала с продуктами питания.
Не последнюю роль при выборе материала играет стоимость. Поэтому следует отметить, что оргстекло дороже только полистирола и существенно дешевле монолитных листов из ПВХ, ПЭТ и поликарбоната.
Российский рынок оргстекла постоянно развивается. Если несколько лет назад выбор был достаточно ограничен, то сегодня в России представлен практически весь спектр товаров ведущих мировых фирм и широкий ассортимент продукции российских производителей. Новые марки ПММА, разработанные отечественными и зарубежными специалистами, существенно расширяют возможности его применения в самых разных областях.
Источник
