ОРГАНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО
Содержание 
Введение 
1.	Получение 
2.	Свойства 
3.	Переработка 
4.	Применение 
5.	Правила обращения 
6.	Техника безопасности 
7.	Упаковка, хранение, транспортирование 
Приложение 1 
Список литературы 
  
Введение 
Органическое стекло – техническое название прозрачных твердых материалов на основе органические полимеров. К этой группе относятся полиакрилаты, полистирол, полимеры аллиловых соединений, поликарбонаты, сополимеры винилхлорида, сополимеры некоторых эфиров целлюлозы и др. в промышленности под “органическим стеклом” чаще всего понимают листовой материал, получаемый полимеризацией в массе метилметакрилата. Производство этого материала покрывает основные потребности в органическом стекле; выпуск остальных видов невелик 
  
1. Получение 
Полиметилметакрилатное органическое стекло получают радикальной полимеризацией метилметакрилата в массе. В зависимости от назначения в состав полимеризационной смеси могут входить пластификаторы, красители, замутнители, стабилизаторы, а также другие акриловые мономеры. Сополимеризация метилметакрилата с другими акриловыми мономерами или стиролом, а также введение термостабилизирующих добавок позволяет получить органическое стекло с термостойкостью до 200 ° С 
Полимеризация метилметакрилата сопровождается усадкой реакционной массы (до 23%), что могло бы привести к получению листов с дефектами. Поэтому процесс обычно проводят в два этапа. Вначале получат полимер невысокой молекулярной массы (форполимер). Затем форполимер заливают в форму для получения листа ; дальнейшая полимеризация форполимера сопровождается значительно меньшей усадкой. Аналогичный эффект достигается, если полимеризации подвергают раствор полиметилметакрилата а мономере (сироп-раствор). Применение форполимера или сироп-раствора предотвращает также утечку реакционной массы из недостаточно уплотненных форм. Полимеризацию в один этап осуществляют только в тех случаях, когда необходимо получить полиметилметакрилатное стекло очень высокой оптической прозрачности 
Все необходимые ингредиенты органического стекла вводят в форполимер или сироп-раствор. Полученную смесь тщательно перемешивают, вакуумируют для удаления пузырьков газа и фильтруют. Полимеризацию проводят в формах, собранных из двух листов полированного силикатного стекла, стали или алюминия, скрепленных зажимами, с проложенными между ними эластичными прокладками. Толщина эластичных прокладок определяет будущую толщину листа органического стекла. В качестве материала для эластичных прокладок используют различные резины, пластики и др. форму либо оклеивают по краям плотной бумагой, либо по периметру формы укладывают резиновые или поливинилхлоридные трубки. Устройство формы обеспечивает возможность усадки в одном направлении – по толщине формы. Форму заполняют через воронку точно отмеренной порцией полимеризованной смеси, герметически закрывают или заклеивают и помещают в камеры с циркулирующим теплым воздухом или в ванны с теплой водой (в некоторых случаях температура воздуха или воды может быть 18 – 20 ° С) 
Полимеризацию проводят в изотермических условиях. Нарушение изотермического режима может привести к перегреву формы, вскипанию мономера, т. е. образованию пузырчатой массы 
Если отвод тепла осуществляется неравномерно, то глубина полимеризации в различных частях формы будет различной. Обычно полимеризацию в формах проводят медленно, часто в течение 24 – 48 ч, а в толстых слоях (более 50 мм) – неделями при 20 – 50 ° С до конверсии мономера свыше 90 %. Процесс завершается при температурах, близких к температуре размягчения полиметилметакрилата, т. к. при низких температурах диффузия не прореагировавшего мономера затруднена и поэтому даже за большой период невозможно полное превращение мономера 
По окончании полимеризации формы охлаждают до 50 ° C и отделяют силикатное стекло от органического. Ориентацию осуществляют с помощью машин и прессов различной конструкции, равномерно растягивая (обычно на 50 – 70 %) или сжимая заготовки, разогретые до температуры, на 10 – 12 ° С превышающей температуру размягчения. Ориентированные листы охлаждают под давлением 
В отдельных случаях листы органического стекла получают методом фотополимеризации. Заполненные формы облучают УФ-светом до образования геля, после чего осуществляют процесс по обычной схеме 
Для производства стержней из полиметилметакрилатного органического стекла полимеризационную смесь заливают в горизонтальные вращающиеся алюминиевые трубы, которые затем в вертикальном положении помещают в водяную ванну. Режимы полимеризации те же, что и при получении листового органического стекла. Изделия сложной конфигурации получают литьем под давлением или экструзией гранулированного полиметилметакрилата 
При получении литьевого органического полимера метилметакрилата с акрилонитрилом сополимеризацию осуществляют по той же технологии, как и в производстве полиметилметакрилатного стекла. Листы из полистирола, поликарбоната, сополимеров винилхлорида и эфиров целлюлозы получают экструзией, а изделия сложной конфигурации - литьем под давлением гранулированных или порошкообразных полимеров, полученных обычным методами 
  
2. Свойства 
Органическое стекло обладает сравнительно невысокой плотностью и малой хрупкостью, что является существенным преимуществом перед силикатным стеклом. Однако температура размягчения органического стекла значительно ниже, чем у силикатного стекла 
Полиметилметакрилатное органическое стекло удовлетворительно переносит пребывание на воздухе в условиях 97 %-ной влажности в течение 12 месяцев и старение в атмосферных условиях от 5 до 10 лет и более. Полистирол менее атмосферостоек; при длительном воздействии солнечного света он желтеет и становится хрупким 
Среди оптических свойств органического стекла наиболее важны показатель преломления, оптическая прозрачность (светопрозрачность), оптические искажения и фотоупругость 
Оптическая прозрачность органического стекла не может превышать 92 % при условии, что рассеяние и поглощение света равны нулю 
По оптической прозрачности органические стекла делят на прозрачные в блоке и прозрачные только в пленках (тонких листах). К первой группе относятся полимеры и сополимеры метилметакрилата, полистирол, поликарбонат и др. полимеры, обладающие незначительным поглощением света; ко второй - органические стекла на основе эфиров целлюлозы, винопроз, литые эпоксидные и фенол-формальдегидные стекла 
Рассеяние света с поверхности изделий из органического стекла можно свести практически к минимуму при условии, что качество обработки поверхности аналогично качеству обработки полированного силикатного стекла 
Не наполненные органические стекла прозрачны для рентгеновского излучения и g - излучения, а в тонких листах – для a - и b - излучения 
Под действием механических нагрузок в первоначально изотропном органическом стекле возникает явление фотоупругости. В результате на поверхности напряженного органического стекла возникают радужные эллиптические картины, которые мешают наблюдению через стекло. Наибольшей фотоупругостью обладают эпоксидные, фенол-формальдегидные и термостойкие полиакрилатные стекла; наименьшей – полиметилметакрилатные, полистирольные и поликарбонатные 
Оптические искажения предметов, наблюдаемых сквозь органическое стекло, связаны, главным образом, с невозможностью изготовить изделия из этих стекло с истинно плоскопараллельными поверхностями. В результате этого любое изделие из органического стекла является призмой в той или иной мере призмой, обладающей абсолютным (угловым) оптическим искажением 
  
3. Переработка 
Листовое органическое стекло перерабатывают вакуумированием, пневмоформованием и штампованием. Заготовку перед формование нагревают до температуры, которую выбирают в интервале между температурами размягчения и деструкции полимера. В случае полиметилметакрилатного органического стекла продолжительность разогрева заготовки t (мин) может быть ориентировочно определена по уравнению 
t = 10 + 3 d , 
где d –толщина листа в мм 
При формовании изделий из ориентированного органического стекла перед разогревом лист закрепляют в массивной раме, в которой затем осуществляют формование. Используют также метод холодного формования 
Листовое органическое стекло можно подвергать всем видам механической обработки специально разработанным для этой цели инструментом. Например, сверление отверстий в листовом полимелилметакрилате следует осуществлять сверлом с углом при вершине 120 ° при низких скоростях резания и подачи инструмента. При отсутствии специального инструмента механическую обработку органического стекла осуществляют с применением инструментов и режимов, обычно используемых для обработки легких сплавов и дерева. Фрезирование производится на высокоскоростных режимах резания. Охлаждение и отвод стружки осуществляется сжатым воздухом. Шлифование граней органического стекла производится на тонких шлифовальных кругах сухим способом. Создаваемое при этом давление не должно вызывать перегрев материала 
Органические стекла склеивают клеями и сваривают встык или нахлест 
Для крепления листового органического стекла в рамах остекляемых проемов разработаны различные способы. При жестком болтовом креплении органическое стекло прижимают в раме или каркасу при помощи болтов, винтов или заклепок, пропущенных через отверстия в стекле или специальные вырезы (фестоны). Заворачивание болтов можно осуществлять только специальными тарированными гаечными ключами 
При жестком безболтовом креплении прижим листа к каркасу или раме осуществляется металлическими накладками, которые крепятся болтами 
Этот вид крепления более совершенен, т. к. нет необходимости рассверливать отверстия в листе секла, а возникающие в нем напряжения распределены более равномерно, чем в предыдущем случае 
Мягкое безболтовое крепление листового органического стекла не приводит к возникновению напряжений в стекле в момент крепления и не препятствует деформации листа при эксплуатации 
  
4. Применение 
Применение полиметилметакрилатного органического стекла чрезвычайно разнообразно: в авиа-, автомобиле- и судостроении – как конструкционный материал; в промышленности и гражданском строительстве – для остекления куполов, окон, веранд и декоративной отделки интерьеров зданий; в сельском хозяйстве – для остекления парников, теплиц и т. п.; в светотехнической промышленности – для изготовления защитных колпаков светильников; в медицинской промышленности - для изготовления интраокулярных линз (глазных хрусталиков) деталей приборов и инструментов, а также протезов; в химическом машиностроении и пищевой промышленности – для изготовления труб; в оптике – в производстве линз и призм; в искусстве – для создания гравюр и скульптур и т. д 
Органическое стекло, поглощающее УФ-излучение, применяют в музеях для защиты экспонатов от разрушающего действия коротковолнового излучения 
Сополимер метилметакрилата с акрилонитрилом используют для изготовления корпусов приборов, безопасных смотровых куполов, деталей остекления самолетов, вагонов, автобусов и пр., предназначенных для работы под повышенными нагрузками 
Основные области применения прозрачного полистирола – изготовление мелких деталей для электро- и радиоприборов, линз для карманных фонарей, светильников, увеличительных стекол и предметов домашнего обихода 
Из полидиэтиленгликоль-бис - (аллилкарбоната) изготавливают линзы и стекла для очков. Поликарбонат применяют, прежде всего, там, где требуется высокая ударопрочность и теплостойкость, в частности для изготовления смотровых стекол, сигнальных светильников, защитных экранов, деталей и корпусов приборов и др 
Винопроз служит преимущественно для производства листов, прутков, труб. Его используют также для изготовления шкал, чертежных приборов, логарифмических линеек, клише и матриц для типографических работ, для защиты фотосхем, светокопировальных работ, в картографии и для др. целей. Матированный продукт применяют для снятия копий с планов и вычерчивания на нем копий несмываемой тушью 
Органическое стекло на основе целлюлозы применяют для изготовления защитных стекол очков, светозащитных оконных стекол и штор, а также для покрытия рекламных щитов. Прозрачные формованные детали используют в производстве магнитофонов, радиоприемников и телевизоров 
  
5. Правила обращения 
Стекло запрещается протирать органическими растворителями. Работы, связанные с применением растворителей, необходимо проводить в помещениях, снабженных вентиляцией, обеспечивающей удаление паров растворителей. При окраске изделия с органическим стеклом поверхность органического стекла должна закрываться несколькими слоями защитной бумаги 
Во избежание образования в органическом стекле внутренних напряжений при механической обработке необходимо следить за тем, чтобы стекло не разогревалось в местах обработки 
При монтажных работах необходимо применять защитные чехлы, предохраняющие стекла от повреждений 
  
6. Техника безопасности 
Органическое стекло в обращении безопасно. При длительном действии повышенных температур (свыше 100 ° С) возможно выделение паров метилметакрилата 
Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 10 мг/м 3 . работа с органическим стеклом при температуре выше температуры размягчения должна проводиться в помещениях, снабженных приточно-вытяжной вентиляцией и устройствами с отсасывающей вентиляцией в местах газовыделения 
Температура воспламенения органического стекла 260 ° С, температура самовоспламенения 460 ° С. при загорании тушить тонкораспыленной водой, пеной, песком 
  
7. Упаковка, хранение, транспортирование 
Листовое органическое стекло оклеивают с двух сторон плотной бумагой или конвертируют в бумагу папирусную или конденсаторную. Законвертированное органическое стекло завертывают в оберточную бумагу и упаковывают в деревянные ящики 
Стекло хранят в упаковке изготовителя в закрытых складских помещениях с относительной влажностью воздуха до 65 % при температуре от 5 до 35 ° С 
Транспортируют любым видом транспорта в условиях, исключающих попадание влаги и пыли 
Не допускается совместное транспортирование и хранение стекла с химическими продуктами 
  
Приложение 1	 
Название 	Определение 	Форма выпуска 	Область применения 	
Стекло 
органическое 
конструкционное 
ГОСТ 15809 - 70 	Пластифицированный и непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты 	Лист 
прямоугольной формы 	В качестве конструкционного материала для приборо- и агрегатостроения и для изготовления изделий технического назначения в машиностроении и других отраслях промышленности 	
Стекло 
органическое марки СТ – 1 толщиной 36, 45, 50 мм 
ТУ 6-01-1220-79 	Блочный монолитный материал 	Лист 
прямоугольной формы 	В качестве конструкционного материала для изготовления изделий технического назначения 	
Стекло 
органическое 
листовое марки 
СТ – 1 
ТУ 6-01-1216-79 	Непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты 	Лист (форматка) любой формы, размер которого позволяет вырезать заготовку диаметром не менее 40 мм, толщиной (0,5 ±0,1) мм 	Предназначено для медицинской промышленности (изготовление интраокулярных линз) и других отраслей 	
Стекло 
органическое 
марок СД 
ТУ 6-01-1230-80 	Сшитый сополимер стирола и диметакрилататэтиленгликоля 	Лист 
прямоугольной формы 	Как поляризационно-оптический материал 	
Стекло 
органическое 
техническое 
ГОСТ 17622-72 	Пластифицированный и непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты 	Лист 
прямоугольной формы; бесцветное прозрачное, цветное прозрачное, цветное непрозрачное 	Для применения в различных областях народного хозяйства и для экспорта 	
Стекло 
органическое для остекления 
самолетов 
ГОСТ 10667-74 	Пластифицированный и непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты и его сополимер 	Лист 
прямоугольной формы 	Для остекления самолетов 	
Стекло 
Органическое 
марки СО – 120 толщиной 36 и 50 мм 
ТУ 6-01-1185-79 	Непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты 	Лист 
прямоугольной формы 	Для применения в авиационной промышленности 	
Стекло 
Органическое 
марки СО – 120Т 
ТУ 6-01-1264-81 	Сополимерное стекло на основе метилметакрилата 	Лист 
прямоугольной формы с обрезанными краями 	Для применения в авиационной промышленности 	
Стекло 
органическое марки Э – 2 
ТУ 6-01-659-79 	Прозрачный твердый материал с плотностью 1330 кг/м 3 . Продукт высокого качества с малым содержание мономера, высокими прочностными и технологическими показателями. Получают методом блочной полимеризации на стандартном оборудовании 	Плоский лист прямоугольной формы, профильные изделия 	Для изготовления технических деталей и изделий конструкционного назначения. Может быть использовано в качестве фотоупругого, оптически активного материала на маркшейдерских предприятиях и для других целей 	
Стекло 
органическое 
часовое 
ГОСТ 14183 –78 	Пластифицированный и непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты, полученный методом блочной полимеризации 	Лист 
прямоугольной формы, высшего и первого сорта 	Для изготовления часовых стекол 	
Стекло 
органическое 
листовое для 
светофильтров 
ТУ 6-01-1210-79 	Непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты или сополимер с другими виниловыми мономерами, окрашенный равномерно в массе молекулярно-растворенными синтетическими красителями 	Различные цвета (синий, зеленый, желтый, оранжевый, красный, пурпурный, темный) с нормируемой спектральной кривой показателя пропускания 	Для изготовления светофильтров, применяемых в приборостроении и других отраслях промышленности 	
Стекло 
органическое 
листовое 
для светостойких нейтральных 
светофильтров 
ТУ 6-01-1132-77 	Непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты, окрашенный равномерно в массе газовой сажей в коричневато-серый цвет 	Лист 
прямоугольной формы 	Для нейтральных светофильтров, применяемых в авиа-, радиотехнической и других отраслях промышленности 	
Стекло 
органическое 
листовое 
прозрачное 
окрашенное для жестких 
контактных линз толщиной 1 мм 
ТУ 6-01-1233-80 	Непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты, окрашенный равномерно в массе молекулярно-растворенными синтетическими органическими красителями 	В виде листов (форматок) толщиной (1 ± 0,2) мм любой формы с обрезанными краями 	Для изготовления жестких контактных линз, применяемых для коррекции зрения 	
Стекло 
органическое 
листовое 
прозрачное 
окрашенное для жестких 
контактных линз толщиной 0,8; 6,0; 8,0 мм 
ТУ 6-01-1242-80 	Непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты, окрашенный равномерно в массе молекулярно-растворенными синтетическими органическими красителями 	Одно- и двухцветное двухслойное различных цветов и плотности окраски; 
для 0,8 мм: лист (форматка) любой формы; 
для 6,0 и 8,0 мм: лист прямоугольной формы с обрезанными краями 	Для изготовления корригирующих и косметических жестких контактных линз 	
Стекло 
органическое 
декоративное 
листовое 
ТУ 6-01-1235-80 	Непластифицированный полимер метилового эфира метакриловой кислоты, окрашенный равномерно в массе молекулярно-растворенными синтетическими органическими красителями, в случае непрозрачного органического стекла – с добавлением полистирола 	Лист квадратной формы различных цветов (синий, зеленый, желтый, оранжевый, красный, фиолетовый, серый, коричневый, черный) 	Для декоративных целей 	
Стекло 
органическое 
светотехническое листовое 
ГОСТ 9784 - 75 	Полимер метилового эфира метакриловой кислоты, получаемый блочной полимеризацией метилметакрилата или смеси метилметакрилата и поливенилхлорида в формах из силикатного стекла или экструзией низкомолекулярного полиметилметакрилата 	Лист 
прямоугольной формы 	Для изготовления рассеивателей светильников с люминесцентными лампами и лампами накаливания и других изделий светотехнического назначения, также может использоваться для изготовления санитарно-технического оборудования, для остекления теплиц, в строительстве и т.д. 	
  
Список литературы 
1.	Энциклопедия полимеров. – М.: Советская энциклопедия, 1972. 
2.	Органические стекла и метакрилатные формовочные полимеры. Каталог. – Черкассы, 1987. – 32 с.