Оргскло: види, застосування та переваги матеріалу

Винахід у ХІХ ст. Отто Ромом оргскла стало справжньою революцією у світі будівельних матеріалів. Цей термопластик замінив собою скло, надавши людям гарантію у міцності, легкості та довговічності. При порівнянних з натуральним склом властивостях оргскло має більш високі експлуатаційні характеристики, що дозволяє його активно застосовувати при створенні корпусів для електровиробів, годинників, побутової техніки, ПК та інших пристроїв. Сьогодні оргскло відіграє важливу роль у різних промислових галузях завдяки своїм унікальним властивостям та перевагам. Давайте розглянемо докладніше, у чому його переваги, як воно з'явилося та як виготовляється.

Що це за матеріал і як він з'явився

Багато людей навіть не здогадуються, з чого роблять оргскло. А при його виробництві застосовується метакрилова кислота, яка вперше була синтезована у 1865 ст. у Німеччині. Через 2 роки німецьким хімікам вдалося перетворити метилметакрилат на поліметилметакрилат. Матеріал був запатентований 1933 р., а через 3 роки почалося його серійне виробництво.

Вироби із пластмас цього типу широко застосовуються в рекламі, будівництві та промисловості. Варто підкреслити, що звичайне скло відбиває світло, створюючи небажані відблиски. Тим часом оргскло має підвищену прозорість і не відображає світло, що вкрай важливо при виготовленні широкого переліку виробів. Наприклад, оргскло знаходить застосування під час виробництва:

• продовольчих вітрин;
• приладових панелей
• акваріумів;
• рекламних вивісок;
• світильників;
• мобільних телефонів;
• музичних інструментів;
• модних аксесуарів та ін.

Переваги та недоліки оргскла

Оргскло має широкий список переваг, які дозволяють йому бути використовується в різних областях виробництва:

• міцність: акрил в 10 разів міцніший за звичайне скло, його дуже важко розбити, тому багато виробів, раніше зроблені зі скла, тепер роблять з оргскла;
• легка обробка: податливість формуванню актуальна в дизайні, з оргскла можна створювати найнеймовірніші форми, що й з успіхом використовується у виробництві меблів та предметів інтер'єру;
• невелика вага: цей плюс полегшує транспортування та монтаж виробів з акрилу, властивість важлива при створенні рекламних конструкцій, сантехніки та меблів;
• високий рівень прозорості: дає оригінальний ефект, який використовують дизайнери, а також цінують виробники техніки та електроніки;
• стійкість до вологи та хімічно агресивних середовищ: це дозволяє використовувати матеріал при створенні кухонних меблів.

Акрилове скло крім достоїнств, також має і ряд недоліків. І найзначніший мінус – це слабка стійкість до механічних пошкоджень та горючість. Крім того, воно потребує спеціального догляду. Щоб повернути йому чистоту та прозорість, не можна використовувати спирт та ацетон.

Спосіб виготовлення

Оргскло виготовляється двома способами:

Метод екструзії базується на застосуванні гранульованого поліметилметакрилату (ПММА). Він завантажується в екструдер, де шляхом нагрівання доводиться до рідко-в'язкого стану. Потім масу додаються необхідні барвники разом з різними наповнювачами і стабілізаторами, формується лист певної товщини.Далі він проходить через кілька валиків, які фіксують розміри листа, очищають його, наділяють високими оптичними та експлуатаційними характеристиками. Готовий матеріал остигає, його покривають із двох сторін запобіжною плівкою, ріжуть за шаблоном і складують. Екструзія - безперервний процес, що пояснює низьку ціну на готову продукцію та великі масштаби виробництва.

В основі ливарного методу виробництва оргскла лежить застосування рідкого мономеру метилметакрилату. Його обробляють, додають необхідні барвники та стабілізатори. Готову суміш заливають між двома спеціальними силікатним склом, поміщають у рамку, яка приймає близько 20 листів за 1 раз, і запускають процес полімеризації. Отриманий затверділий лист розрізають відповідно до необхідних розмірів.

Види оргскла

В даний час виробники випускають кілька видів оргскла з різними характеристиками:

• прозоре рифлене скло: має об'ємний малюнок з одного боку листа, інша поверхня залишається гладкою, буває кольорове та прозоре;
• біле матове, гладке з двох сторін, відсоток світлопропускання – від 20 до 70%;
• кольорове матове – листи різних кольорів та різного ступеня світлопропускання з матовою поверхнею;
• рифлене матове скло - має об'ємний малюнок з одного боку і гладку зворотну поверхню, що випускається в широкій палітрі відтінків;
• прозоре скло з пропускною здатністю – 93%, гладке та блискуче з обох боків;
• прозоре кольорове органічне скло.

Різноманітність оргстекол, що поставляються виробниками, дозволяє підібрати основу для виготовлення різних предметів.Прозоре скло переважно використовується у будівництві, машинобудуванні, медицині, а матове кольорове скло – у дизайні меблів та предметів інтер'єру.

Область застосування оргскла

Оргскло знаходить застосування у таких галузях:

• Машинобудування: застосовується в авіа- та автомобілебудуванні, при будівництві малих та великих суден;
• Будівництво та архітектура: акрилове скло широко застосовується у будівництві та архітектурі. З нього роблять паркани, навіси, перегородки, різні елементи зовні та всередині будівель та споруд;
• Меблі та предмети інтер'єру: матеріал сподобався дизайнерам, його використовують при виготовленні меблів, світильників, акваріумів, вітражів;
• Реклама: підходить для виготовлення торговельного та виставкового обладнання, зовнішніх рекламних конструкцій, офісних табличок та покажчиків, сувенірної продукції, стендів, номерків та бірок;
• Медицина: у медицині з органічного скла виробляють контактні лінзи та захисні окуляри, а також оптоволокно для проведення ендоскопічних операцій.

Насамкінець, оргскло є універсальним матеріалом з широким спектром застосування в різних сферах. Його переваги включають високу міцність, легкість обробки, невелику вагу, високий ступінь прозорості, вологостійкість та стійкість до хімічних впливів. Незважаючи на деякі недоліки, такі як вразливість до механічних пошкоджень та вимога спеціального догляду, оргскло залишається популярним та затребуваним матеріалом, який широко використовується у виробництві меблів, будівництві, рекламі, медицині та інших галузях.Його унікальні властивості роблять його незамінним елементом сучасної промисловості та дизайну, сприяючи створенню якісних та функціональних виробів.

Оргскло: властивості, способи виробництва, марочний асортимент

Оргскло було винайдено доктором Отто Ромом на початку 30-х років тепер уже минулого століття і, завдяки своїм унікальним властивостям (насамперед, легкості, пластичності, винятковій прозорості та високій удароміцності), здійснило потужний переворот у будівництві, машино- та приладобудуванні, поклало початок нових сфер виробництва. Області його застосування сьогодні надзвичайно широкі: від моделювання, світлотехніки та медицини, автомобільної та годинної промисловості до авіації, ракетобудування та виробництва військової техніки.

В останнє десятиліття новий виток популярності оргскла в Росії пов'язаний з розвитком приватного бізнесу, появою у нас нових напрямів архітектури та дизайну, необхідністю масового виробництва виробів та конструкцій рекламного призначення. До нових напрямів споживчого попиту на оргскло належить також виробництво соляріїв, акваріумів, меблів та сантехніки, виробів для автотюнінгу, приладів та обладнання нового покоління. Неабияку роль грає освоєння багатьма російськими компаніями технологій термоформування пластиків та поява можливості виробництва об'ємних виробів різного призначення, включаючи ексклюзивні конструкції зимових садів та атріумів, оригінальні світильники та зенітні ліхтарі. Оргскло продовжує користуватися постійною популярністю в склінні як будівель, так і різних видів транспорту, включаючи водяні (катери, яхти) та повітряні.

Безсумнівно, завдяки своїм чудовим властивостям і постійному вдосконаленню, цей пластик буде затребуваний і в нових галузях конструктивної діяльності людини.

Технічні параметри оргскла

Коефіцієнт світлопропускання: прозоре акрилове скло - до 93%. Матове – від 75% до 20%.
Горючість: легко спалахує.
Особливості: світло- та атмосферостійке. Буває прозорим, матовим, кольоровим та з одностороннім рифленням (наприклад, «колотий лід»). Є марки, що пропускають і не пропускають ультрафіолетові промені. Випускається у вигляді листів, блоків, трубок або лозин. Щільність - 1,19 г/куб. Удароміцність - 11-17кДж / кв. м. Є величезна кількість спеціальних сортів.
Габарити: товщина: ливарна від 1 до 250 мм, екструзійна від 0,5 до 25 мм. Ширина листів від 600 мм до 2050 мм. Довжина – від 1000 до 4000 мм.
Колірна гама: прозоре - безбарвне та кольорове; матове - біле та кольорове; тоноване - відтінки сірого та бронзового кольорів, флуорисцентне.

Оргскло - прозора або напівпрозора термопластична похідна акрилових смол. Основний компонент у його складі (поліметилметакрилат) є продуктом полімеризації метилового ефіру метакрилової кислоти. У чистому вигляді ПММА складається з вуглецю, водню та кисню.

Полімеризація ведеться кількома способами. При блочному методі ретельно перемішану суміш метилметакрилату, ініціатора та пластифікатора заливають у форму із силікатного полірованого скла. Так отримують ливарне оргскло.Для виготовлення екструзійного оргскла поліметилметакрилат в гранульованому вигляді завантажується в апарат, де нагрівається до рідко-в'язкого стану, а потім видавлюється через екструзійну головку на дзеркальні каландри. Від величини зазору між каландр залежить товщина листів.

Основні технічні характеристики

Оргскло – екологічно чистий, безпечний матеріал. Його основні переваги - висока прозорість, стійкість до хімікатів та непростих погодних умов, невелика вага. Цей пластик вдвічі легший за звичайне скло, тому в конструкціях не вимагає додаткових опор. Матеріалу можна надавати різноманітних форм без порушень оптичних властивостей.

Ударостійкість оргскла знаходиться в межах 11-17 кДж/кв. м (у спеціальних марок від 45 до 100 кДж/кв. м), а це більш ніж у 5 разів вище, ніж у звичайного скла. Механічна обробка оргскла здійснюється з такою ж легкістю, як обробка дерева. Воно ріжеться, пиляється, свердлиться, шліфується і полірується, фарбується та гравірується.

Акрилове скло має відмінне зчеплення з усіма видами вінілових плівок, що самоклеяться. Його можна склеювати та зварювати, гнути холодним способом. Для склеювання ливарного та екструзійного оргскла підходять спеціальні клейові системи, як розчинники, що мають у своєму складі, так і без них.

Екструзійний метод виробництва оргскла

Екструдоване оргскло виготовляють безперервним методом на екструзійних лініях. Екструзійна лінія складається з кількох технологічних вузлів. Вихідний матеріал – гранули, які вже є практичним готовим ПММА (поліметилметакрилат), а екструзія – це лише надання форми листа деякій кількості гранул.

Гранули поліметилметакрилату через дозаторний бункер надходять в екструдер, який являє собою циліндр, що обігрівається, певного діаметра – від величини діаметра залежить продуктивність екструдера. Усередині циліндра знаходиться спіралеподібний червоподібний шнек, який переміщує розплавлену під дією тепла масу полімерного матеріалу до передньої частини екструдера, при цьому перемішуючи та гомогенізуючи розплав з необхідними добавками. У міру просування розплаву різні частини екструдера можуть бути додані (якщо це необхідно) різні добавки до полімеру: барвники, наповнювачі, різні стабілізатори, в тому числі, добавки, що покращують експлуатаційні характеристики листового матеріалу та інші, необхідні в кожному конкретному випадку компоненти.

Після досягнення розплавленої маси акрилу, в передній частині екструдера вона надходить у формоутворюючу щілинну "головку", величина зазору в якій визначає кінцеву ширину і товщину готового листа (цьим способом, до речі, виготовляються "нескінченні" профілі, труби і листи, як компактні, так та багатоперегородчасті).

Після виходу з "головки" матеріал проходить через кілька валків, що мають між собою точно задану відстань, яка визначає кінцеву товщину одержуваного листового матеріалу. Поверхня валків має спеціальний шар із високим ступенем чистоти обробки, що дозволяє отримувати листи з високими оптичними та експлуатаційними характеристиками. Далі матеріал охолоджується, причому це відбувається поступово і рівномірно, що виключає виникнення внутрішніх напруг у виробі.Потім, у міру просування по лінії, лист покривається з двох сторін запобіжною плівкою, автоматично ріжеться по заданому розміру і складується. Слід зазначити, що екструзія – процес безперервний, що вимагає великої кількості сировини, і вигідний лише великих партій.

Литєвий метод виробництва оргскла

Для литого оргскла вихідним матеріалом є рідкий мономер метилметакрилату. На першому етапі виробництва мономер додаються різні добавки для фарбування листів або надання їм спеціальних властивостей, затверджувачі та інші компоненти. Після цього холодну розчинену масу акрилу заливають між двома спеціальними силікатним склом, поміщають у рамку, розраховану на партію з 20 листів, виробляють термообробку у воді і потім повітрям. Внаслідок полімеризації виходить твердий листовий матеріал, який обрізається за стандартними розмірами.

Внаслідок цих особливостей виробництва, асортимент литих акрилів набагато ширший, і виробляється він практично в необмеженому діапазоні товщини, в той час як екструдований - від 1,5 до 24 мм (для нього характерна стабільність товщини листів, допуск якої не перевищує 5% час як різнотовщинність листів ливарного оргскла може досягати 30%). Литєве оргскло більш удароміцне (має "зшиту" молекулярну структуру), краще екструзійного полірується і чудово формується.

Внаслідок лиття виходить пластик, внутрішня структура якого має довгі молекулярні зв'язки і, висловлюючись образно, схожа на спагетті. У пластику, отриманого шляхом екструзії, короткі ланцюги, і внутрішня структура виглядає, як дрібно порізана вермішель.Якщо пам'ятати про різну внутрішню структуру ливарного оргскла та екструзійного оргскла, то легко зрозуміти відмінності в їх характеристиках, і чому вони поводяться по-різному.

Властивості оргскла в порівнянні з його «конкурентами»

У порівнянні із звичайним склом

У будівельному додатку оргскло є актуальною альтернативою силікатному склу, і на перший план виходять його переваги, порівняно саме з цим матеріалом.

Органічне (або акрилове) скло в 2,5 рази легше і при цьому в 10 разів міцніше за звичайне скло, а при розбиванні воно не утворює гострих уламків. До істотних переваг акрилу в будівельному додатку відносяться також його досить високі тепло-і звукоізолюючі властивості. (2-х мм оргскло замінює звичайне скло завтовшки 10 мм). Недоліки оргскла - горючість (крім спеціальних пожежобезпечних марок), менша твердість поверхні (легше дряпається, але, правда, і легше полірується) і більш високий коефіцієнт теплового розширення (негативні наслідки якого повинні бути запобігти слідуванню конструктивним заходам монтажу акрилових стекол). .

Оргскло пропускає більше світла, ніж будь-яке інше скло (по світлопропусканню поступаючись тільки кварцовому), відрізняється чудовими оптичними властивостями, не спотворює зображення і при цьому стійко до всіх атмосферних явищ (тому саме з цього матеріалу виробляються, наприклад, контактні лінзи, а листи використовуються для скління повітряного транспорту). Порівняно зі звичайним склом, оргскло легко обробляється (можна порівняти з твердою деревиною), добре склеюється, зварюється, полірується, гравірується. Його можна не тільки вигинати по радіусу (не піддаючи нагріванню), а й формувати.Цей виграшний комплекс властивостей істотно розширює можливості застосування оргскла в порівнянні зі звичайним склом, як прозорий будівельний матеріал в архітектурі, облаштування приміщень, виробництво меблів, дизайн, світлотехніка.

Однак не варто забувати, що сьогодні оргскло має гідних конкурентів – інші пластики. У чомусь вони поступаються оргсклу, у чомусь перевершують його. Тому актуальне також порівняння з цими матеріалами – насамперед, аналогічними на вигляд прозорими листами на основі ПВХ, полікарбонату, поліетилентерефталату та полістиролу.

Порівняно з іншими прозорими пластиками

Оргскло перевершує всі інші пластики за рівнем прозорості. Немає йому рівних і за «природною» стійкістю до впливу зовнішнього середовища, в тому числі і до ультрафіолетових променів сонця (інші пластики вимагають додаткової УФ-стабілізації або наявності захисного шару УФ-стабілізуючого). При цьому органічне скло, за бажанням виробника, може пропускати до 73,5% ультрафіолетових променів (саме тому воно незамінне для виробництва соляріїв) або повністю блокувати їх проходження (у цьому випадку воно є захистом від ультрафіолету).

Щільність оргскла 1,19 г/куб.см, воно на 17% легше компактного ПВХ, має практично рівну вагу з полікарбонатом і на 15% важче за полістирол. Морозостійкість та висока теплостійкість оргскла також вигідно відрізняє його від більшості інших полімерних матеріалів. Температурний діапазон експлуатації оргскла – від 40 до +80-90 С. ПВХ може застосовуватися тільки до +60°C, полістирол та ПЕТ до +70°C. Поліетилентерафталат, як і оргскло, витримує мороз до - 40 С, а ось прозорі листи на основі ПВХ стають крихкими вже при -20°C.Єдиний гідний конкурент оргскла у цьому відношенні - полікарбонат, температурний діапазон застосування якого є найбільш значним серед пластиків (від -50 до +120 С). По удароміцності оргскло поступається полікарбонату та ПЕТ. Втім, окремі виробники пропонують спеціальні акрилові листи підвищеної стійкості до ударів (до 100 кДж/кв.м).

Зміна лінійних розмірів листа оргскла та інших пластиків має приблизно однакові значення (до 5 мм/пм при різниці температур 70°C. Литєве акрилове скло чудово формується, що дозволяє виготовляти з нього високоякісні об'ємні вироби різного призначення. Це – найкращий матеріал для формування) .

Стійкість до вологи та морської води (в сукупності з іншими позитивними якостями) дозволяє використовувати акрилове скло різних марок не тільки для виробництва акваріумів, гідромасажних ванн та СПА, але і для скління яхт і навіть підводних човнів. Тим не менш, його вологопоглинання (0,2-0,3% від ваги) вище, ніж у ПВХ і стандартного полістиролу, і, як правило, на відміну від них, оргскло (як і полікарбонат) вимагає попередньої сушіння листів перед початком їх термоформування.

Полікарбонат, ПЕТ і ПВХ, будучи важкозаймистими самозагасаючими матеріалами, займають більш виграшні позиції щодо пожежної безпеки, ніж оргскло, яке відноситься до легкозаймистих матеріалів. Але важливо, що при горінні оргскло не виділяє ніяких отруйних газів і тому не так небезпечно, як, наприклад, ПВХ. Температура займання ПММА 460-635 С. Виробники акрилових листів постійно вдосконалюються у розробці нових рецептур матеріалу, і сьогодні деякі з них пропонують низку марок оргскла підвищеної пожежної безпеки.

Акрилове скло не продукує жодних токсичних речовин і є абсолютно безпечним. Воно може використовуватись і на вулиці, і в приміщеннях, у т.ч. у дитячих та лікувальних закладах. Крім того, багато виробників надають так званий «харчовий» сертифікат на свою продукцію, що припускає тривалий контакт матеріалу з харчовими продуктами. Чи не останню роль при виборі матеріалу відіграє його вартість. Тому відзначимо, що оргскло дорожче тільки за полістирол і істотно дешевше за монолітні листи з ПВХ, ПЕТ і полікарбонату.

Марки

На російський ринок листових пластиків сьогодні постачають свою продукцію практично всі провідні виробники оргскла.

- ALTUGLAS® виробництва Atoglas (Франція)
- BARLO® виробництва Barlo Plastics (Бельгія)
- PLEXIGLAS® виробництва Rohm (Німеччина)
- DEGLAS® виробництва Degussa (Німеччина)
- PERSPEX® виробництва ICI Acrylics (Велика Британія)
- PLAZCRYL® виробництва Plazit (Ізраїль)
- AKRYLON® виробництва Поважські Хімічні Заводи (Словаччина)

Не меншою популярністю користується вітчизняне оргскло, продукція ВАТ "Дзержинське оргскло" - заводу, що працює з 1937 року в м. Київ. Дзержинськ Нижегородської області. Після тривалого періоду економічних проблем сьогодні відновлено виробництво широкого асортименту оргскла, включаючи ексклюзивні марки – авіаційне та орієнтоване оргскло, та нові, такі як сантехнічний акрил.

Литєві марки оргскла загального призначення вітчизняного виробництва:

-ТОСП
-ТОСП-У (містить у своєму складі термо та світлостабілізатори та
випускається у форматі 2000х3000)
-ТОСП-Н сантехнічне (для виробництва сантехнічних виробів -
акрилових ванн, піддонів)
-ТОСН

Екструзійні марки оргскла вітчизняного виробництва:

Упаковка, транспортування, зберігання

Листи оргскла обклеюються папером або поліетиленовою плівкою. Транспортують у критих залізничних вагонах, контейнерах, автомобілях з водонепроникним покриттям.

У статті були використані матеріали компаній:
ЗАТ Оргскло
Пластик-он-лайн
TopRuNet.com