均匀定向度有机玻璃的制备方法

摘要

一种均匀定向度有机玻璃的制备方法，采用磨平后的有机玻璃浇铸板在125℃～160℃经X-Y双轴拉伸后制得。有机玻璃浇铸板是经本体浇铸法制备的甲基丙烯酸甲酯均聚或共聚板材，其中可以含有增塑剂或交联剂或其它改性助剂。有机玻璃磨平可以采用研磨机或磨床等设备研磨所得，磨平后板材的厚度均匀性不大于0.3mm。拉伸定向采用X-Y双轴定向拉伸机进行，拉伸过程中有机玻璃保温腔体内部温度均匀性不大于3℃。制备出的定向拉伸有机玻璃定向度均匀性不大于3%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种定向有机玻璃的制备方法，尤其是制备均匀定向度的定向有机玻璃的方法。 

背景技术

甲基丙烯酸甲酯通过本体浇铸均聚或共聚的工艺路线制成的塑料板材称为有机玻璃浇铸板，俗称有机玻璃。有机玻璃因其具有光学性能优良、可成形性能优良并具有一定的力学性能，而广泛应用于航空、船舶、汽车和建筑领域。 

定向有机玻璃，也称作有机玻璃定向拉伸板，是将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称有机玻璃)浇铸板(一般厚度在12mm以上，长宽尺寸1200mm以上)在适宜的温度下经X-Y双轴拉伸而制得的。拉伸过程是先将有机玻璃板材四边用夹具固定后升温到有机玻璃软化温度以上并保持一段时间以使板材充分软化，然后四边夹具以一定速度向外伸展，将有机玻璃板材平面尺寸拉大，厚度减薄，达到要求尺寸后冷却定型。定向有机玻璃在自由状态下升温到有机玻璃软化温度以上时有机玻璃会回缩到拉伸前尺寸。 

通过拉伸可以使有机玻璃高分子链段结构沿X-Y拉伸方向取向，从而使有机玻璃的冲击强度及韧性等性能均有较大幅度的提高，可用于航空等领域所需高性能有机玻璃透明结构件的成型。取向程度通常称为有机玻璃定向度，一般采用定向有机玻璃在拉伸温度以上加热回 弹前后尺寸变化率来计算。比如长宽尺寸为2250mm的定向有机玻璃经加热回弹后变为长宽尺寸1500mm，一般称板材定向度为(2250-1500)/1500＝50％。 

但由于有机玻璃浇铸板本身的厚度均匀性较差，一般在0.5mm以上(即整个有机玻璃板面内最薄点和最厚点厚度差大于0.5mm)，这将导致有机玻璃进行定向拉伸后出现整个板面定向度不均匀，一般厚度差越大，定向度越小；反之，厚度差越小，定向度越大。因此有机玻璃板材厚度相差越大，拉伸后定向度也相差越大，但板材的平均定向度不变。整个板面定向度不均匀会造成定向有机玻璃板材高分子排列状态不均匀进而导致定向有机玻璃力学性能不均匀、光学性能变差，最终影响板材成型制品的外观和光学质量。 

发明内容

本发明的目的是提供一种制备均匀定向度有机玻璃的方法。 

本发明使用的有机玻璃浇铸板是经本体浇铸法制备的甲基丙烯酸甲酯均聚或共聚板材。 

本发明的制备均匀定向度有机玻璃的方法是：先对有机玻璃浇铸板表面进行磨平处理，然后在125℃～160℃经X-Y双轴拉伸后制得，得到的拉伸定向有机玻璃去边后任意两点间定向度均匀性不超过3％。 

所述有机玻璃浇铸板是经本体浇铸法制备的甲基丙烯酸甲酯均聚或共聚板材。 

所述有机玻璃浇铸板中可以含有增塑剂或交联剂或其它改性助 剂。 

有机玻璃磨平采用研磨机或磨床等设备研磨所得，磨平后板材的厚度均匀性不大于0.3mm，减小有机玻璃板面内最薄点和最厚点厚度差。 

所述拉伸定向采用X-Y双轴定向拉伸机进行，拉伸过程中有机玻璃保温腔体内部温度均匀性不大于3℃。 

本发明的有益效果是： 

通过将有机玻璃浇铸板表面磨平后，减小有机玻璃板面内最薄点和最厚点厚度差。再进行拉伸制备的定向拉伸有机玻璃整板定向度均匀性不超过3％，从而大幅度提高拉伸板材的力学性能均匀性和光学性能，能保证成型件外形尺寸。传统的定向拉伸有机玻璃制备是采用未经研磨的有机玻璃浇铸板，一般定向度均匀性不低于6％，很难保证有机玻璃成型件外形尺寸和性能稳定性。 

附图说明

附图1为板材定向度测定取样位置分布图。 

具体实施方式

实施例1： 

步骤1：将一块1600×1600×20mm有机玻璃浇铸板置于研磨机上用120^#砂纸研磨30min，然后将该板材翻面，对另一面同样研磨30min，取下，用超声波测厚仪测量板材厚度，应尽量均匀地测定不少于81个点。 

步骤2：将板材固定在拉伸机的夹具上，在125℃～160℃条件下进行定向拉伸，拉伸过程中保证保温腔体内温度均匀度不大于3℃， 有机玻璃整板外展伸长达到70％停止。 

步骤3：拉伸完成后，将板材降温至室温，卸下板材。将其边缘300mm部分切除。按附图1所示取样，测定其定向度。 

对比例2： 

操作同实例1，不同之处在于仅对有机玻璃浇铸板进行单面磨平。 

对比例3： 

操作同实例1，不同之处在于不对有机玻璃浇铸板进行磨平。 

表1实例1～3有机玻璃浇铸板拉伸前厚度均匀性及拉伸后定向度