История возникновения и развития оргстекла

Органическое стекло (оргстекло) или полиметилметакрилат (ПММА) — «техническое название оптически прозрачных твердых материалов на основе органических полимеров (полиакрилатов, полистирола, поликарбонатов, сополимеров винилхлорида с метилметакрилатом и др.)». Так в БСЭ описывается этот весьма твердый синтетический материал, который изготавливается с применением органических полимеров.

Органическое стеклоПоявление оргстекла позволило совершить серьезный переворот в строительстве и архитектуре, хотя в изобретении его виноват счастливый случай. Доктор Отто Карл Юлиус Рём (1876–1939), выдающийся немецкий ученый, изобретатель, основоположник химии акрилов, экспериментировал с производством ударопрочных многослойных стекол для автомобильной промышленности и авиации. На основе акрилатов пытался создать клей для склеивания силикатных стекол. Проводя очередной эксперимент, Рём обнаружил, что клей не склеил два стекла, а сам превратился в прозрачное подобие стекла и легко отделился от стеклянной формы. Полученный пластик Отто Рём назвал Plexiglas, что переводится как «гибкое стекло». Свое изобретение ученый запатентовал в 1933 году как товарный знак. Так был изобретен листвой акрил и способ его производства — заливка между двумя силикатными стеклами. А немецкая фирма Röhm and Haas начала промышленное производство акрилового стекла. В нашей стране акриловое стекло получило название – оргстекло, еще его называют плексиглас.

В 1936 году в Советском Союзе оргстекло (плексиглас) было синтезировано в Московском институте пластмасс. Разработкой этого полимера занимался Борис Петрович Зверев. В канун Второй мировой войны производство оргстекла запустили на заводе «Рулон» в Дзержинске. Название «органическое стекло» или «оргстекло» объясняло и подчеркивало отличие этого материала от внешне похожих стекол неорганического происхождения — силикатного, кварцевого и т. д.



В наше время материал в сочетании с алюминиевыми и титановыми сплавами используют для изготовления сверхпрочных и легких технических деталей, достоинством которых является еще и способность выдерживать температуру выше 200 °C. На сегодняшний день в мире существуют и альтернативные акриловому стеклу органические материалы, широко применяемые в различных сферах, — поликарбонат, полистирол и поливинилхлорид.

Состав и свойства материала

Оргстекло полностью состоит из термопластичной смолы. Получить его можно двумя способами: экструзией и литьем. Способ производства влияет на конечные характеристики материала. При изготовлении по первой технологии он получается менее прочным, чем по второй методике. В нашей стране оргстекло в основном производится методом литья.

Во всем мире его сегодня называют «акриловым стеклом», «акриловым листом» или просто «акрилом», поскольку он состоит из полиметилметакрилата. Первоначально химический состав чистого оргстекла одинаков — водород, углекислый газ, кислород. Оргстекло является безопасным и экологичным материалом, оно практически вдвое легче обычного стекла, обладает более высокой степенью прочности, легко обрабатывается, имеет высокую степень прозрачности, влагоустойчиво.

Однако помимо достоинств есть и ряд недостатков. Во-первых, оргстекло подвержено механическим повреждениям, у него наблюдается склонность к образованию микротрещин, это легковоспламеняющийся материал, имеющий высокий коэффициент теплового расширения. Во-вторых, в процессе обработки исключается использование органических растворителей — спирта, ацетона и т. п.

И все же многочисленные преимущества оргстекла с лихвой перекрывают его недостатки, поэтому производство этого чудесного материала активно развивается. Полимер занимает в нашей жизни одно из важнейших мест и завоевывает все новые области применения.

Способы обработки и применение

Органическое стекло имеет ряд преимуществ перед неорганическим. При нагревании оно способно менять форму, легко поддается обработке — сверлению, фрезерованию, резанию, шлифованию, полировке, а также может использоваться повторно. При изготовлении изделий из оргстекла применяется вакуумное и холодное формование, пневмоформование.

Стремительное развитие технологии лазерной резки и ее огромная популярность позволили использовать для обработки оргстекла этот инновационный метод. К тому же лазерная резка безконтактная, после нее на срезе не остается следов сгорания, обработанные края гладкие, прозрачный лист не меняет цвета.

Благодаря своим уникальным свойствам оргстекло заслужило высокую репутацию в мире, являясь одним из самых востребованных пластиков. Именно поэтому оно находит применение в различных сферах деятельности.

Вот только некоторые свойства оргстекла:

  • Легкость;
  • Устойчивость к воздействию влаги;
  • Прозрачность;
  • Атмосфероустойчивость;
  • Ударопрочность;
  • Простота обработки;
  • Экологическая безопасность;
  • Длительный период эксплуатации.

Первоначально этот материал применялся в военном производстве. Из него делали стекла для кабин истребителей и бомбардировщиков, использовали в конструкциях фонаря кабины, при остеклении перископа подводных лодок и турелей. Это диктовалось удачным сочетанием необходимых свойств: оптической прозрачностью и безосколочностью, то есть безопасностью для пилотов, водостойкостью, малой чувствительностью к бензину и смазочным маслам. Однако главным недостатком была легкая воспламеняемость. По этой причине разработчики самолетов в итоге отказались от использования оргстекла и перешли к другим прозрачным материалам.



В современной авиации, где полеты совершаются в верхних слоях атмосферы с очень высоким давлением, температурой и гиперзвуковой скоростью, органическое стекло не используется. Его с успехом заменяют поликарбонат, поливинилхлорид и полистирол, имеющие более высокие характеристики.

Оргстекло используется в строительной индустрии, торговом оборудовании (подставки, ценники, диспенсеры, информационные стенды), в производстве медицинского оборудования, в пищевой промышленности, машиностроении, приборостроении, при изготовлении теплиц, дорожных знаков, витрин магазинов. Его применяют в оптоволоконных линиях связи, в производстве осветительной техники, на транспорте, в наружной рекламе. Защитные щиты полицейских тоже делают из оргстекла. Материал так полюбился дизайнерам, что заслужил популярность при производстве мебели, светильников, аквариумов, различных витражей.

В офтальмологии уже много лет из него изготавливают линзы, известные как искусственный хрусталик, различные типы очков. В девяностых годах ученым удалось создать силикон-гидрогелевые линзы, которые обладают рядом свойств, дающих возможность эффективно корректировать зрение, устранять раздражающие блики. Они не запотевают при изменении температуры. Ими можно непрерывно пользоваться в течение 30 дней. Для любого человека, сталкивающегося с проблемой снижения зрения, рано или поздно встает вопрос о замене очков на контактные линзы.

Из оргстекла также делают клей и растворитель, акриловые ванны.

Резаное оргстекло нередко применяется в спортивном туризме, в туристических походах для разведения костров и, в тёмное время суток, для местного освещения (длинные и узкие обрезки оргстекла (30—50 × 5—9 см) не отсыревают, легко поджигаются и дают яркое, устойчивое на ветру пламя).

Оргстекло (акрил) применяется в производстве барабанов. Барабанные установки, сделанные из оргстекла, очень эффектно смотрятся на сцене во время шоу.

Органическое стекло (Plexiglas) отражает звук в шумоизоляционных экранах, в шумоизоляционных барьерах на автомагистралях, мостах, пешеходных переходах, железнодорожных переездах, в коттеджных поселках, для шумоизоляции зданий.

Также органическое стекло широко применяется в производстве оборудования для игровых клубов и развлекательных центров (лототроны, колеса фортуны).

Области применения оргстекла столь многообразны, что их сложно описать в двух словах. Из него можно получать предметы с любыми пространственными формами. Технические характеристики, большой ассортимент, длительный период эксплуатации и доступная цена — все это обеспечило высокую популярность данному материалу.

Заказать изготовление оригинального изделия по индивидуальному заказу можно по телефонам в Москве:
+7 (910) 406-61-70, +7 (929) 500-61-70