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聚甲基丙烯酸甲酯是一種開發(fā)較早的重要熱塑性樹脂,具有質(zhì)輕、高透明度,易于機(jī)械加工、耐候、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在汽車、航空航天、建筑業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能,聚甲基丙烯酸甲酯備受關(guān)注,其相關(guān)的性能參數(shù)如表所示。
表:聚合物性能參數(shù)
質(zhì)輕:
PMMA,PC,PET的密度都很小,但是PMMA的密度是三者當(dāng)中最小的,其密度僅為1.18kg/dm。
透光性:
PMMA的透光性能優(yōu)異,透光率90~92%,能夠透過73%的紫外線;而普通玻璃只能透過0.6%。PC的透光率最大可達(dá)到90%,但也不及PMMA樹脂;PET的透光性則是其中最差的,這是由于分子鏈中苯環(huán)的存在嚴(yán)重影響了可見光、紫外光的透過率。
耐侯性:
PMMA可長期在戶外使用,經(jīng)過多年的自然老化,其性能下降很小,而且對二氧化硫和臭氧等氣體具有良好的抵抗能力。尺寸穩(wěn)定性:與PC,PET相比,PMMA的收縮率僅為0.5%。
由于其品級的不同,PMMA被應(yīng)用于低、中、高三種不同的領(lǐng)域。
在低端領(lǐng)域,PMMA樹脂主要應(yīng)用于建筑裝飾,公共設(shè)施,日常用品,教學(xué)器材等等;如:美日等國家強(qiáng)制性規(guī)定,幼兒園、小學(xué)建筑設(shè)施中所用玻璃必須是PMMA材質(zhì)。
而在國內(nèi),由于加快了城市現(xiàn)代化建設(shè)的步伐,使得街頭公交站點(diǎn)的指示牌、路標(biāo)、信號燈、廣告燈箱和電話亭等大量出現(xiàn)。
除此之外,北京奧運(yùn)場館及其配套設(shè)施中也大量使用了綠色環(huán)保的PMMA樹脂。
在中高端領(lǐng)域,PMMA樹脂不僅在傳統(tǒng)工業(yè)中得到應(yīng)用,如汽車工業(yè)等領(lǐng)域,也廣泛應(yīng)用于通信多媒體行業(yè),醫(yī)用行業(yè)等中高端領(lǐng)域,具體應(yīng)用領(lǐng)域如下:
步入21世紀(jì),作為顯示裝置中最核心的組件,即顯像管,正在逐漸消失,轉(zhuǎn)而被更為先進(jìn)、輕便的背光板代替。
導(dǎo)光板,作為背光板的核心組件,其主要材質(zhì)是透光性和耐候性最優(yōu)的光學(xué)級PMMA樹脂。
目前,國內(nèi)能夠生產(chǎn)高品質(zhì)PMMA樹脂的公司有臺灣奇美,韓國LG,日本三菱公司等等;隨著國內(nèi)液晶顯示器制造技術(shù)的發(fā)展,PMMA在該行業(yè)的消費(fèi)潛力巨大。
塑料光纖(POF)是由高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作為芯層材料,PMMA、氟塑料等作為皮層材料的一類光纖(光導(dǎo)纖維)。
不同的材料具有不同的光衰減性能和溫度應(yīng)用范圍。塑料光纖不但可用于接入網(wǎng)的最后100~1000米,也可以用于各種汽車、飛機(jī)、等運(yùn)載工具上,是優(yōu)異的短距離數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,塑料光纖獲得了巨大的發(fā)展空間,其中最主要的就是PMMA塑料光纖,其具有芯徑大、質(zhì)地軟、質(zhì)量輕、成本低、帶寬大等優(yōu)點(diǎn)。
從二十世紀(jì)中后期到現(xiàn)在,聚合物光纖得到了較快的發(fā)展。1968年杜邦公司以PMMA樹脂為原料,研制出了PMMA階躍型塑料光纖,但是損耗高達(dá)1000dB/km。1983年,NTT公司對PMMA樹脂進(jìn)行了改進(jìn),制備出了全氘化PMMA塑料光纖,損耗明顯減小,在650nm波長處的損耗降低到20dB/km。近年來,Y.Koike等人以MMA與氟代丙烯酸酯(TFPMA)為主要原材料,制成GIPOF(漸變折射率聚合物光纖),其帶寬大(>1GHz.km),衰減小(688nm,56dB/km),主要用于短距離通信。
中國科學(xué)院化學(xué)所成功的開發(fā)出漸變型光纖技術(shù),其制備折射率梯度分布可控的PMMA光纖的技術(shù)指標(biāo)為:在-40~500℃的條件下,光損耗140~240dB/km,帶寬0.6~2.3GHz,數(shù)值孔徑0.15~0.45,單根光纖長度可達(dá)600米。
隨著國內(nèi)手機(jī)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,國內(nèi)手機(jī)品牌,如:小米,魅族,華為,中興等品牌的暢銷,以PMMA樹脂為主的光學(xué)材料也正迅速興起。
然而,國內(nèi)用于制造手機(jī)鏡片的PMMA板材完全依賴進(jìn)口,生產(chǎn)技術(shù)被國外產(chǎn)品所壟斷,導(dǎo)致手機(jī)成本高。
因此,為了擺脫進(jìn)口,降低生產(chǎn)成本,國內(nèi)各生產(chǎn)廠家或者是科研院所有必要開發(fā)此類板材技術(shù)。
近幾年,隨著IT行業(yè)的興起,有機(jī)電致發(fā)光材料的研究已經(jīng)成為電致發(fā)光領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。由于PMMA具有良好的光電惰性、較好的成膜性和相對較高的熱變變溫度,使得PMMA樹脂成為了電致發(fā)光技術(shù)研究中重要的高分子材料。Kido采用染料分子級摻雜聚合物作發(fā)光層。采用噴涂成膜技術(shù)并摻雜不同的熒光染料,能夠使發(fā)光顏色由綠轉(zhuǎn)變紅。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展對材料的性能提出了復(fù)雜而嚴(yán)格的多功能要求,金屬材料和無機(jī)材料難以滿足,而合成高分子材料與作為生物體的天然高分子有著極其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu),因而可以合成出醫(yī)用功能高分子材料。
PMMA樹脂是一種無毒,物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,生物相容性優(yōu)異的熱塑性樹脂,在醫(yī)用材料領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用價(jià)值和市場潛力。
隨著PMMA樹脂性能的提升,在高端市場中,PMMA樹脂逐漸深入到醫(yī)療領(lǐng)域中。20世紀(jì)中葉,美國采用PMMA樹脂制造人造骨骼。
隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科研學(xué)者創(chuàng)造性的將PMMA樹脂應(yīng)用在免疫學(xué)中,主要是將PMMA作為納米微囊疫苗的壁材來使用;作為一種納米微囊壁材,PMMA樹脂不僅具有安全高效的特點(diǎn),同時(shí)能延長藥物在體內(nèi)的滯留時(shí)間。