有機玻璃里有什么成分?
作者:訪客發(fā)布時間:2021-07-08分類:有機原料瀏覽:117
什么是有機玻璃?
有機玻璃是一種通俗的名稱,從這個名稱看,你未必能知道它是一種什么樣的物質(zhì),也無從知道它是由什么元素組成的。這種高分子透明材料的化學名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的。
1927年,德國羅姆-哈斯公司的化學家在兩塊玻璃板之間將丙烯酸酯加熱,丙烯酸酯發(fā)生聚合反應(yīng),生成了粘性的橡膠狀夾層,可用作防破碎的安全玻璃。當他們用同樣的方法使甲基丙烯酸甲酯聚合時,得到了透明度既好,其他性能也良好的有機玻璃板,它就是聚甲基丙烯酸甲酯。
1931年,羅姆-哈斯公司建廠生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯,首先在飛機工業(yè)得到應(yīng)用,取代了賽璐珞塑料,用作飛機座艙罩和擋風玻璃。
如果在生產(chǎn)有機玻璃時加入各種染色劑,就可以聚合成為彩色有機玻璃;如果加入熒光劑(如硫化鋅),就可聚合成熒光有機玻璃;如果加入人造珍珠粉(如堿式碳酸鉛),則可制得珠光有機玻璃。
(1)有機玻璃的特性
實驗發(fā)現(xiàn),PMMA的分子量在一定范圍內(nèi)時可提供最佳的性能。PMMA的分子量范圍為25,000~200,000g/mol
通過等離子體引發(fā)聚合得到的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是直鏈狀,溶劑可溶性的聚合物.并且可以得到平均分子量3000萬的所謂超高分子量的聚合物(UHMWP).生成的PMMA的分子量隨著聚合時間的增加而增加,10d后分子量就可達到3000萬.通過這種高能射線照射的聚合方法的優(yōu)點是顯而易見的,超高分子量PMMA在213℃的高溫下也能長時間保持力學強度,變形很小.此外,它還具有強耐磨損性和抗劃痕硬度.而且由于完全不含聚合引發(fā)劑,穩(wěn)定劑或其他低分子化合物,具有優(yōu)良的透明性和長期穩(wěn)定性,這樣的高聚物在生命體內(nèi)具有安全性,可應(yīng)用于人工齒,人工骨等生物醫(yī)學高分子材料領(lǐng)域或用作通信材料.
①高度透明性。有機玻璃是目前最優(yōu)良的高分子透明材料,透光率達到92%,比玻璃的透光度高。稱為人造小太陽的太陽燈的燈管是石英做的,這是因為石英能完全透過紫外線。普通玻璃只能透過0.6%的紫外線,但有機玻璃卻能透過73%。
②機械強度高。有機玻璃的相對分子質(zhì)量大約為200萬,是長鏈的高分子化合物,而且形成分子的鏈很柔軟,因此,有機玻璃的強度比較高,抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高7~18倍。有一種經(jīng)過加熱和拉伸處理過的有機玻璃,其中的分子鏈段排列得非常有次序,使材料的韌性有顯著提高。用釘子釘進這種有機玻璃,即使釘子穿透了,有機玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機玻璃被子彈擊穿后同樣不會破成碎片。因此,拉伸處理的有機玻璃可用作防彈玻璃,也用作軍用飛機上的座艙蓋。
③重量輕。有機玻璃的密度為1.18kg/dm3,同樣大小的材料,其重量只有普通玻璃的一半,金屬鋁(屬于輕金屬)的43%。
④易于加工。有機玻璃不但能用車床進行切削,鉆床進行鉆孔,而且能用丙酮、氯仿等粘結(jié)成各種形狀的器具,也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工成大到飛機座艙蓋,小到假牙和牙托等形形色色的制品。
(2)有機玻璃的用途
有機玻璃具有以上優(yōu)良性能,使它的用途極為廣泛。除了在飛機上用作座艙蓋、風擋和弦窗外,也用作吉普車的風擋和車窗、大型建筑的天窗(可以防破碎)、電視和雷達的屏幕、儀器和設(shè)備的防護罩、電訊儀表的外殼、望遠鏡和照相機上的光學鏡片。
用有機玻璃制造的日用品琳瑯滿目,如用珠光有機玻璃制成的鈕扣,各種玩具、燈具也都因為有了彩色有機玻璃的裝飾作用,而顯得格外的美觀。
有機玻璃在醫(yī)學上還有一個絕妙的用處,那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜長滿了不透明的物質(zhì),光線就不能進入眼內(nèi)。這就是全角膜白斑病引起的失明,而且這種病無法用藥物治療。
于是,醫(yī)學家設(shè)想用人工角膜代替長滿白斑的角膜。所謂人工角膜,就是用一種透明的物質(zhì)做成一個直徑只有幾毫米的鏡柱,然后在人眼的角膜上鉆一個小孔,把鏡柱固定在角膜上,光線通過鏡柱進入眼內(nèi),人眼就能重見光明。
早在1771年,就有眼科醫(yī)生用光學玻璃做成鏡柱,植入角膜,但并未獲得成功。后來,用水晶代替光學玻璃,也只用了半年就失效了。在第二次世界大戰(zhàn)中,有些飛機失事時,飛機上用有機玻璃做的座艙蓋被炸,飛行員的眼睛里嵌入了有機玻璃碎片。經(jīng)過了許多年以后,雖然這些碎片并未被取出,但也未進一步引起人眼發(fā)生炎癥或其他不良反應(yīng)。這件偶然發(fā)生的事說明有機玻璃和人體組織有良好的相容性。同時也啟發(fā)了眼科醫(yī)生,可以用有機玻璃制造人工角膜,它的透光性好,化學性質(zhì)穩(wěn)定,對人體無毒,容易加工成所需形狀,能與人眼長期相容。現(xiàn)在,用有機玻璃做的人工角膜已經(jīng)普遍用于臨床。
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