聚甲基丙烯酸甲酯概述.pdf

聚甲基丙烯酸甲酯概述

聚甲基丙烯酸甲酯（PolymethylMethacrylate，PMMA），俗称“有机玻璃”
或“亚克力（acrylic）”。它是由丙烯酸甲酯自由基聚合得到的聚合物，是迄今
为止合成透明材料中质地最优异、价格较低的品种。
1927年，德国罗姆-哈斯公司的化学家在两块玻璃板之间将丙烯酸酯加热，
丙烯酸酯发生聚合反应，生成黏性的橡胶状夹层，可用作防破碎的安全玻璃。当
他们用同样的方法使甲基丙烯酸甲酯聚合时，得到了透明度极好、其他性能也良
好的有机玻璃板。1931年，罗姆-哈斯公司建厂生产聚甲基丙烯酸甲酯，首先在
飞机工业得到应用，取代了赛璐珞塑料，用作飞机座舱罩和挡风玻璃。第二次世

界大战期间因PMMA具有优异的强韧性及透光性，被应用于飞机的挡风玻璃、坦
克司机驾驶室的视野镜。1948年世界第一个PMMA浴缸的诞生，标志着PMMA的
应用进入新的里程碑。
1.聚甲基丙烯酸甲酯的结构与性能
（1）结构
聚甲基丙烯酸甲酯的分子结构式如下：

PMMA大分子链上的甲基和甲酯基破坏了分子链的空间规整性，使其呈无定形
态，难以结晶。大分子链上不对称取代基妨碍了大分子的内旋转，因而分子链具

有一定的刚性，其T比PE高得多。PMMA大分子结构中没有叔氢原子，具有较好
g
的耐候性，即耐老化性能。如果采用配位聚合也可以得到全同立构或间同立构的
聚甲基丙烯酸甲酯。
（2）性能

PMMA无毒无味，密度在1.15～1.19g／m3，是玻璃（2.40～2.80g／m3）的
一半，同样大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金属铝的43%。
①光学性能。

PMMA是高度透明的无定形热塑性塑料，具有十分优异的光学性能，透光率可
达90%～92%，比玻璃的透光度高，折射率为1.49，雾度不大于2%，可透过大部
分紫外线和红外线。石英能完全透过紫外线，但价格高昂，普通玻璃只能透过

0.6%的紫外线，但PMMA却能透过73%。在照射紫外光的状况下，与聚碳酸酯相
比，PMMA具有更佳的稳定性。PMMA允许小于2800nm波长的红外线通过。
②力学性能。

PMMA具有良好的综合力学性能，在通用塑料中居前列，拉伸、弯曲、压缩等
强度均高于聚烯烃，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等。冲击韧性较差，但也略优于聚苯

乙烯。浇铸的本体聚合PMMA板材（如航空用有机玻璃板材）拉伸、弯曲、压缩
等力学性能更好一些，可以达到聚酰胺、聚碳酸酯等工程塑料的水平。

一般而言，PMMA的拉伸强度可达到50～77MPa水平，弯曲强度可达到90～
130MPa，这些性能数据的上限已达到甚至超过某些工程塑料。其断裂伸长率仅
为2%～3%，力学性能特征基本上属于硬而脆的塑料，且具有缺口敏感性，在应
力下易开裂，但断裂时断口不像聚苯乙烯和普通无机玻璃那样尖锐参差不齐。

40℃是PMMA的二级转变温度，相当于侧甲基开始运动的温度，超过40℃，该材
料的韧性、延展性有所改善。PMMA表面硬度低，易于划伤，耐磨性较差，抗银
纹能力较差。
③热学性能。

PMMA的耐热温度不高，它的T虽然达到约104℃，但最高连续使用温度却随
g
工作条件的不同而不同，只在65～95℃改变，热变形温度约为96℃（1.18MPa），
维卡软化点约113℃。可以用单体与甲基丙烯酸丙烯酯或双酯基丙烯酸乙二醇酯
共聚的方法提高耐热性。聚甲基丙烯酸甲酯的耐寒性较差，脆化温度约9.2℃。
聚甲基丙烯酸甲酯的热稳定性属于中等，优于聚氯乙烯和聚甲醛，但不及聚烯烃
和聚苯乙烯，热分解温度略高于270℃，其流动温度约为160℃，故有较宽的熔

融加工温度范围。PMMA的氧指数为17.3，属于易燃塑料，点燃离火后不能自熄，
火焰呈浅蓝色，燃烧时伴有腐烂水果、蔬菜的气味。
④电学性能。

PMMA由于主链侧位含有极性的甲酯基，电性能不如聚烯烃和聚苯乙烯等非极
性塑料。由于甲酯基的极性不太大，故PMMA仍具有良好的介电和电绝缘性能，
主要用作高频率绝缘材料。PMMA和丙烯酸类塑料，都具有优异的抗电弧性，在
电弧作用下，表面不会产生碳化的导电通路和电弧径迹现象。
⑤环境性能。

PMMA的耐候性好，长期在户外使用，性能下降很小，并且对臭氧和二氧化硫
等气体具有良好的抵抗能力。PMMA可耐较稀的无机酸，但浓的无机酸可使它侵
蚀，可耐碱类，但温热的氢氧化钠、氢氧化钾可侵蚀它，可耐盐类和油脂类，耐
脂肪烃类，不溶于水、甲醇、甘油等，但可吸收醇类溶胀，并产生应力开裂，不
耐酮类、氯代烃和芳烃。在许多氯代烃和芳烃中可以溶解，如二氯乙烷、三氯乙
烯、氯仿、甲苯等，乙酸乙烯和丙酮也可以使它溶解。
⑥加工性能。

PMMA含有极性侧甲基，具有较明显的吸湿性，吸水率一般在0.3%～0.4%，
成型前必须干燥，干燥条件是80～85℃下干