拉伸丙烯酸塑料和浇铸丙烯酸塑料的区别

丙烯酸塑料

丙烯酸塑料所包括的聚合物和共聚物品种较多，其主要单体成分有两种：丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。他们可单独使用或共同使用，有时也可和其他单体配合使用，从而获得从柔软的弹性体到坚硬的热塑性和热固性塑料的系列产品。在如此宽的特性范围内，丙烯酸塑料可生产板状、棒状、管状、膜状、粒状、珠状、溶液、胶乳及活性浆料多种形式产品。

由于丙烯酸塑料晶莹透明，具有优良的表面硬度、优异的耐候性、耐化学性、环境适应性及良好的稳定的机械性能，而被应用到许多领域。利用它们的光学性能及与颜料和染料的相容性，可制得各种透明和半透明的产品，也可以此来控制其对紫外线、可见光及近红外光谱范围的光的透射比。

产品形式及性能的组合，使丙烯酸塑料广泛应用于汽车尾灯玻璃、建筑装饰和照明的放大镜片、后照明标志牌。医疗器械及彩色电子显象滤光板。

化学

大部分丙烯酸塑料是从甲基丙烯酸甲酯（MMA）出发，通常它是用两步法工艺合成。即丙酮和氰化氢反应生成丙酮氰醇，然后与甲醇或其它醇反应生成甲基丙烯酸酯。MMA也可通过酯交换反应转化成其它酯。

丙烯酸树脂是以过氧化物或偶氮催化剂为引发剂的自由基聚合反应或氧化还原聚合而制得的。丙烯酸树脂有4种聚合方法。本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。这几种方法均可实现连续化生产，尤其是本体聚合和溶液聚合。

聚合物的改性方法有：甲基丙烯酸酯和其它单体共聚，如甲基和乙基丙；烯酸酯、丙烯睛和苯乙烯；和乙烯基、丁二烯及其它丙烯酸橡胶混合；也可和聚酯树脂共混以改善其物理性能和加工性能。

生产配方

考虑生产不同形式的丙烯酸塑料板和模塑复合物时可以使用添加剂或改性剂，它们是按不同配方生产的，使其有特殊的性能。

板状产品是通过几种浇注方法、熔融压延或挤塑方法获得。槽式模板浇铸是一种间歇式加工工艺。在此工艺过程中，被催化的单体或料浆在两片抛光的玻璃板之间被加热，玻璃板用弹簧夹具夹持，以适应固化期间丙烯酸料的收缩。板状产品也可通过在抛光的不锈钢移动带上连续浇铸制得。两种方法各有优点，其产品质量均优良。连续浇铸板的厚度均一、厚度变化小，槽式模板浇铸产品则具有较好的光学性质和更光滑的表面。

用于挤塑或熔融压延的粒料，是经本体聚合或溶液聚合再挤塑造粒或在挤塑机中连续聚合而成。粒料制板的操作费用比同等质量的浇铸板低，但成品板的分子量较低，一些物理性能稍差些，如热变形、设计应力极限和耐化学性。最近用抗冲击改性粒料挤塑成的板，被应用到加工成型过程中需要较好的抗损坏性能或较高的韧性来抵抗破坏性的冲击的场合，如用作室外标志牌或用作共挤出时和增加硬度的表面材料。

挤塑板一般厚度为0.060—0.250英寸，槽式模板浇铸板厚度范围为0.030—4.500英寸，连续加工板为0.125—0.375英寸，连续卷材长度为600英尺。

耐磨板是通过涂覆聚硅酸酯而制得的。涂覆后板的耐磨强度是未涂覆板的75倍，同时耐溶剂性亦得到改善。

其它特种产品还有镜面板、紫外线屏蔽板及绝热性能与绝缘玻璃极其相似的双层极。

树脂产品

模塑粒料在分子量和主要性能方面差别很大，尤其是流动速率、耐热性和韧性。中等分子量位料的流动性（ASTM 5.6和8级）和耐热性存在较大的差异，但韧性差异不大。高分子量粒料的流动速度（ASTMS级）和耐热性与中等分子的粒料差异较小，但比较坚韧，因此被用来挤塑部件，以使部件在加工成型过程中具有更好的耐损坏性。它们在加工过程中也显示出较高的热强度，在注塑过程中的抗断裂性得到改善。高流动性粒料适合用于“难充满的模具”模压制造复杂部件。有些特殊的粒料，可使挤出物具有无光泽的表面，或能吸收或透射紫外线。除无色的粒料外，还有透明的、半透明的和不透明的粒料。

抗冲击改性级

早在70年代初期，一种高抗冲击性丙烯酸树脂粒料被开发用于注塑、模塑或挤塑。它是由聚丙烯酸酯固态相和其改性剂柔软相组成。两相的折射指数需匹配，使这种材料制得的模塑或挤塑制品在室温下具有很高的透明度，聚丙烯酸酯类混合物具有优异的耐候性。最近又开发出具有各种不同抗冲击性和加工性能改进的品种。专用于抗Y射线辐射的用于医药领域的产品亦有报道。

性能

聚丙烯酸酯可透射92％的白光，一般浊度为1％一3％。透明度接近光学玻璃。

耐候性。聚丙烯酸酯经长期的室外风吹雨打，色彩和物理性能无明显变化。特殊抗紫外线类产品主要用于部件暴露在比日光或萤光灯紫外线强度更强的场所。

耐化学性。聚丙烯酸酯制品不受大多数家用洗涤剂、清洁剂、无机酸、碱和脂族碳氢化合物的影响，但不能和卤化烃、芳香烃、酯和酮一起使用。

韧性。通用级聚丙烯酸酯制得的制品具有缺口敏感性（0.2—0.5ft·lb／in，缺口悬臂梁），用中等和高抗冲击聚丙烯酸酯制得的制品，则明显较好。部件壁厚设计成应力集中最小，将使部件在多数应用场合具有足够的强度。

热性能。热变形温度为165～216F，典型使用温度为200F。像大多数热塑性塑料一样，聚丙烯酸酯热膨胀系数比金属大，设计中应适当加以考虑。丙烯酸酯一酸亚胺共聚物能承受313F温度不变形。

电性能。聚丙烯酸酯导电性低，耐电弧性好，介电强度高。

燃烧性。聚丙烯酸酯易燃，需采取类似木材的防火措施。严格遵守建筑法规和美国保险商协会研究标准，以及已建立的防火安全准则，可使火灾控制在可以接受的程度范围。法规中有控制透光塑料应用的条文。

用聚丙烯酸酯作大面积幕墙时不必遵守有关限制，可根据对生命安全和防火措施的分析加以变动。聚丙烯酸酯作灯具时制作聚光片和散射片不是固定装死的，就会在着火前掉下来，可防止火焰漫延到天花板上去，故可不必遵守建筑规程中有关内装修的规定。

加工

丙烯酸酯塑料可用一般的注塑、挤塑、热成型、吹塑和机械加工的方法制成有用的部件。粉状丙烯酸酯塑料的热熔性较差，不能用旋转模塑。

注塑。尽管注塑可以使用柱压式机器，但螺杆式注压机由于熔化温度均匀、滞留时间较短、挂料区小而被广泛采用。粒料可采用排气式或不排气的模塑机加工。一般柱塞式机器仅被用来生产带大理石花纹或木纹的制品。向无色粒料中添加一种特殊的色浆可取得这种效果。机器应选择适宜的规格，使得合模压力为 2.5～3t／in*in（模塑件投影面积），注射量为机筒容积的 40％一75％。如果周期短或熔化温度低，注射量应低至 20％。一般丙烯酸酯塑料不需要特殊设计的螺杆，长径比（L／D）大于或等于16:1的通用螺杆即可，压缩比最好为2:1和3:1。

聚丙烯酸酯吸湿，一般加工前需干燥。在湿度低的月份里，可以直接用密闭的筒或纸筒中的粒料成型加工，如粒料在一般的加工车间的空气中暴露4小时以上，则需要干燥处理。一般在放有干燥剂的干燥机中放置2～4小时即可。

未改性的聚丙烯酸酯加工条件可以变动。最易流动的5级品要达到所需流速所需要的筒体温度比难流动级的低，0.13英寸厚的加工件的周期时间一般为40—50秒。

所有各Y昨级的产品均可在很宽的工艺条件范围内加工。如8级料，筒体温度幅度为16F。易流动性料加工温度范围更宽。如果制的部件很难充模，需要有很长的流动长度，则简体温度应选用加工温度范围的上限。以上限温度加工的加工件的残余应力最小，这样可提高由各个流动性品级制得的加工件的使用温度。所有各类 聚丙烯酸酯（改性和未改性的）收缩率均在0.37％～0.6％范围内。

抗冲改性型流动级聚丙烯酸酯的模塑温度也根据流动性而变动。最不易流动的高抗冲改性品级加工范围大约为120F。其它易流动品级的加工范围为195F。这些品级应避免在熔化温度（510F以上）下进行加工，否则将发生降解。螺旋流动长度数据是预测特定流动性产品是否能够满足预定厚度的一定流动长度需要的很好的依据。

挤塑。聚丙烯酸酯粒料可用传统的单段、二段或三段（排气式）螺杆挤塑机挤塑成板或型材。可采用压缩比为3:1的计量式螺杆。根据用途，压花滚筒可装到机器上配合使用，以使挤出物上有特殊的装饰、特殊的风格，或加上镜片状物。

一般情况下，挤塑条件取决于被挤塑的聚丙烯酸酯的生产配方和所使用的螺杆及模具的有关条件。当材料在适宜的加工条件下挤塑时，聚丙烯酸酯板或型材具有高光泽度的表面。一些抗冲击性品级用共挤塑方法挤在ABS和PVC板或型材表面，使其表面获得良好的韧性。光泽度、耐候性及其它特殊用途所需的特性。这些品级的物料和基质的粘合性极好，流变学性能基本匹配，以获得均匀的表面层。

热成型。由于其良好的热成型性能，聚丙烯酸酯板可用最方便的工艺和设备在很宽的温度范围内加工。所有的标准的二维和三维成型技术均可被采用。用粒料挤塑的板具有优异的弹性记忆效应，能够毫无困难地反复加热和成型。

热成型可用标准压机和设备在很宽的温度范围内进行，压延深度及成型细节视配方而异，一般效果较好。热成型的聚丙烯酸酯壳模可用来浇注和固化加有玻璃纤维的聚酯制造高刚性加工件。

吹塑。由于热熔强度差，未改性的聚丙烯酸酯难于用挤塑吹塑加工。如要吹塑灯泡时，首先需注塑成型坯，然后再加热吹塑成所需要的形状。

抗冲级聚丙烯酸酯可以注塑吹塑或挤塑吹塑，但仅有少数场合采用这种工艺制造的加工件。丙烯酸酯酸亚胺共聚物很容易吹塑加工。

加工成型。板可用电锯切割，薄板能沿着刻划的线迹裂开，普通的金属加工机器一般可满足加工要求。作为粘料，可用溶剂型粘合剂，但最好用事先特殊加稠的或可以聚合的剂型。加工件可采用热的刀片、热气、超声波或旋转焊接的方法连接。

应用

聚丙烯酸酯良好的综合性能决定了它的用途：耐候性、透光性和韧性适于作窗玻璃；透光性、良好的耐化学性。耐候性适于作汽车尾灯。

板的应用。聚丙烯酸酯制成的标志牌具有优异的耐候性。浇注板和挤塑板可用于制作装饰牌。抗冲击性的板可取代一般的聚丙烯酸酯板，避免部件易破碎问题。聚丙烯酸酯板可用作安全玻璃，用作防暴门、院门或其它需达到ANSI安全标准场所的替代采光材料。近几年聚丙烯酸酯板材在天棚照明方面的应用一直在增长。板材和模制品同时用于室内外照明。透明和半透明材料可不发黄，使该材料延长了在这方面的使用寿命。板材的另一大消费渠道是诸如游泳池围栏、购物中心、林荫道、餐厅的建设工程；用有纹理的成型板制做的镶板和招牌；抗破碎的安全玻璃和围墙；有色的太阳光这光板，可以少用空调和降低刺目的强光；圆形天棚照明这个市场预计在未来几年内还将迅猛增长，板材仍可用于其最初的应用领域之———飞机座仓罩和窗户。

树脂的应用。聚丙烯酸酯模塑料多用于汽车工业。尾灯是最大的单一应用。聚丙烯酸酯材料具有优良的耐候性和能够加工成反射镜片。在汽车方面的其它应用有标牌、仪表板、支柱、仪表罩、铭牌、内部装模及刻度盘。

聚丙烯酸酯正在开发的应用领域有影像、音响和数据贮存磁盘。因它透光性好，双折射较低和加工容易，上述领域成为主要选择对象。在其它方面，聚丙烯酸酯用作器件的面板、把手、陈列盒、触压式电话按钮。在医疗诊断方面的应用增长最快，此领域的要求是透明和透紫外光。利用其表面硬度，聚丙烯酸酯已被成功地用共挤出法覆合在PVC和ABS面上，用于制做窗框。

聚丙烯酸酯一酷亚胺共聚物的独特的综合性能，使其成为照明、汽车、光学、包装、医疗和器械领域的优良的、优选的材料。