树脂数据
PMMA
Polimetil Metacrilato (Acrílico)
PMMA·丙烯酸类·无定形
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯——更广为人知的品牌名称是Plexiglas、Lucite、Altuglas、亚克力)是首屈一指的透明塑料:92%的透光率(比玻璃更高)、原生UV耐受性多年不黄变,以及聚合物市场最佳的可抛光表面。 它是博物馆展示柜、发光招牌、鱼缸和大型水族馆、汽车前照灯、假牙和牙科假体、光学镜片、菲涅尔面板、LED灯以及成千上万种水晶般清晰度为首要优先级的应用的材料。
但它有一个严重的弱点:抗冲击性脆(仅为PC的1/10,实际上像钢化玻璃一样),并对常见酒精、溶剂和清洁剂存在下的应力开裂敏感。在这里我们汇编了PDS的参考范围,再加上车间反复出现的问题:为什么即使吸收很少也要干燥、何时选择PMMA vs PC vs PETG、如何避免应力发白和裂纹、光学vs招牌选哪种等级,以及如何抛光或化学粘接它而不开裂。
在评论中分享您的经验——范围因制造商和等级(cell-cast、extruded、injection)而异,集体讨论才是车间脱困之道。
这些数据表中显示的范围由 MVPS 团队根据各种参数表和文献整理而成,涵盖了每种材料类型的下限和上限。
在制定注塑工艺时,必须仔细核对这些信息。最终范围和加工公差由负责工程师承担责任。
不建议使用这些范围来制定特定的工艺公差。MVPS 始终建议索取并参考供应商的数据表。
一般性能
| 化学结构 | 无定形 |
| 比重(密度) | 1.2:1 |
| 长径比 (L/D) | 18 – 24 |
| 压缩比 | 2 – 3 |
| 锁模力系数 | 4.63 – 6.18kN/cm² |
| 热扩散率 | 0.1155mm²/s |
| 最大剪切速率 | 40,0001/s |
| 收缩率 | 0.2 – 0.8% |
| 回料 | 30% |
| 热变形温度 (HDT) @ 1.82 MPa | 71°C |
| 玻璃化转变温度 (Tg) @ 10°C/min | 85°C |
| 维卡软化点 @ 50N | 104°C |
干燥
| 干燥温度 | 71 – 79°C |
| 干燥时间 | 3 – 5h |
| 建议含水率 | 0.02% |
| 建议干燥机类型 | 热空气 |
| 露点 | -40°C |
温度
| 熔体温度 (Melt) | 218 – 279°C |
| 喷嘴 | 199 – 249°C |
| 前段 | 221 – 252°C |
| 中段 | 210 – 241°C |
| 后段 | 199 – 229°C |
| 脱模 | 66 – 91°C |
| 模具(冷却) | 49 – 79°C |
| 进料喉部 | 35 – 79°C |
工艺参数
| 背压 | 6.9 – 13.8bar |
| 螺杆转速 | 40 – 70RPM |
| 注射速度 | 低–中 |
| 料筒占用率 | 20 – 60% |
| 注射压力 | 700 – 1,500Pbar |
| 保压压力 | 175 – 1,200Pbar |
| 缓冲垫 | 3.2 – 6.4mm |
模具
| 流道直径 | 4.06 – 12.2mm |
| 浇口直径 | 0.76 – 2.03mm |
| 浇口面积 | 0.46 – 3.24mm² |
| 壁厚 | 1.02 – 5.08mm |
排气
| 深度 (Vent Depth) | 0.0102 – 0.0203mm |
| 长度 (Vent Land) | 0.508 – 1.02mm |
| 宽度 (Vent / Clearance) | 3.05 – 6.1mm |
| 释压槽 (Relief Channel) | 0.1016 – 0.2032mm |
常见问题
PMMA是一种无定形热塑性塑料,由甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合而成。结果:带有悬垂酯基的链,赋予其92%的光学透明度(高于玻璃)和原生UV耐受性(酯基对UV稳定)。密度约1.18 g/cm³。它是所有塑料中清晰度/UV比最佳的,使其在见阳光的光学应用中无可替代。存在三种形式:cell-cast(板材,分子量最高,机械性能最佳)、extruded(工业板材,中等分子量)、injection(低分子量,针对流动优化)。
关键权衡:PMMA胜在光学清晰度(92% vs PC的88%)、UV耐受性(不黄变,而PC会)、抗划痕(表面更硬)、成本(便宜30–50%)、可用磨料抛光至镜面。PC胜在抗冲击性(10–30倍以上,几乎不会破碎,而PMMA像玻璃一样破裂)、耐热性(140°C vs 80°C)、易于热成型。经验法则:如果风险是冲击破碎→PC。如果风险是阳光下黄变或划伤→PMMA。安全镜片或头盔→PC。陈列柜、户外招牌、带光学透镜的前照灯→PMMA。小型水族箱→PMMA(更清晰);大型(>500 L)→厚cell-cast PMMA或PC。
PMMA:清晰度#1(92%)、UV耐受性#1、抗划痕#1、冲击最差(1×参考,脆)。PC:冲击#1(PMMA的30倍)、高HDT、88%透明度、无保护会黄变。PETG:88–90%清晰度、中等冲击(~5× PMMA)、卓越的化学耐受性、易于热成型、成本居中。对于高端户外招牌→PMMA。对于防破坏玻璃→PC。对于透明包装和经济型商业陈列柜→PETG。
PMMA平衡时吸收0.3–0.4%——比PA6(3%)低,但对于光学透明零件来说很高。在230–270°C的注塑温度下,该水分会产生银纹(从浇口辐射的银色线)和内部微气泡,毁掉光学透明度。PDS要求注塑前≤0.05%。干燥:除湿机80–90°C下3–4小时,露点≤–30°C。在潮湿气候中可能需要4–5小时。在热带气候下绝不使用热风(非除湿)干燥机——湿度降不够。
应力发白:在零件变形或受击的地方出现的发白区域——是散射光的微纤维。裂纹:在应力+化学接触(异丙醇IPA、乙醇、汽油、通用玻璃清洁剂)下缓慢出现的表面微裂纹网络。PMMA非常敏感。解决方案:(1) 80°C下2–4小时的成型后退火可释放残余应力(对随后加工或抛光的零件至关重要),(2) 避免与异丙醇和氨基清洁剂接触——用中性肥皂水清洁,(3) 设计时避免尖角(半径≥0.5 mm),(4) 平稳脱模——宽且抛光良好的顶针。
PDS标注41–79°C。更热(70–80°C)=更好的光学细节再现、更低的残余应力、更好的光泽,但循环时间更长。更冷(40–55°C)=循环短,但冻结应力更多且表面较差。对于关键光学零件(镜片、前照灯、棱镜):始终75–85°C,并考虑用于镜面光洁度的热冷模具循环(变温)。对于非关键招牌和陈列柜:50–65°C理想平衡。绝不低于40°C——会产生数周后导致裂纹的应力。
收缩率非常低:0.2–0.8%,各向同性(所有方向相同)——典型的无定形聚合物。这是光学零件的关键:低收缩+均匀=毫无失真地再现模具细节的零件。这就是为什么前照灯和光学镜片几乎总是用PMMA或PC制造,从不用半结晶材料(有高且方向性的收缩)。PMMA还具有1.49的折射率,批次间非常一致——对光学至关重要。
PMMA胜在:轻50%(密度1.18 vs 2.5)、抗冲击10–20倍、易于切割/加工/热成型、更好的原生UV透射(实际上阻挡UV-B/C,但比玻璃更好地透射可见光)、不会炸成危险碎片。玻璃胜在:抗划痕(玻璃莫氏5.5–6 vs PMMA 2–3)、化学耐受性(PMMA讨厌酒精)、耐热性(玻璃连续200°C vs PMMA 80°C)、大幅面成本。PMMA替代玻璃的应用:招牌、大型水族箱、建筑阳台、直升机风挡(是的,军用Plexiglas)、工业机器舱。
化学粘接(cementing):PMMA用二氯甲烷或MMA单体'焊接':溶剂在表面溶解两个零件,蒸发后聚合为一体——不可见的透明接合。对于大型零件(水族箱、陈列柜),这是标准方法。胶粘剂粘接:氰基丙烯酸酯+活化剂可快速接合。抛光:渐进打磨600→800→1200→2000目,然后用棉质抛光轮+抛光膏(陶瓷或氧化铈)。结果:光学镜面表面。热成型:150–170°C,容易——是弯曲发光招牌的基础。
食品安全:是的,特定PMMA等级经FDA和EFSA批准用于食品接触。用于食品柜台、面包店陈列柜、防喷溅护罩、混合碗、谷物/糖果展示。向供应商索取批次特定证书。生物相容:PMMA是植入物和假体的经典医用塑料——假牙、牙科填充物、白内障手术中的眼内人工晶状体、骨科骨水泥、面部美容假体。有80多年记录的医疗使用。重要:不可生物降解,不在没有特定认证的情况下用于一次性应用。