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        專家分析有機玻璃表層材質的前景


        專家分析有機玻璃表層材質的前景

          加入有機溶劑的目的是為了使反應產物分散均勻,在涂覆時有機玻璃耐磨涂層研究進展易于流平,并對有機玻璃表面產生一定的/溶蝕0作用,有利于提高附著力。常用的有機溶劑有乙醇、異丙醇、丙醇、丁醇等。水解催化劑一般為酸性催化劑,如稀鹽酸、稀硝酸等,也可以采用有機酸如醋酸等??s合催化劑一般為堿性物質,如苛性鉀、苛性鈉、乙酸鈉等,也有報道采用乙酸膽堿。

          聚硅氧烷類涂料常用的助劑主要有2類:一類是為了進一步提高耐磨性,如膠體二氧化硅、膠體氧化銻等,以膠體二氧化硅最為常用,一般固含量在30%以下,膠體粒徑在200nm以下;另一類是為了提高涂層的防紫外線能力,品種有膠體二氧化鈦、膠體氧化鈰等,以膠體二氧化鈦最為常用。有時將二者共同使用,可使涂層的強度和防紫外線性能都得到提高。但由于這兩種助劑固化后形成無機網絡結構,與有機玻璃的附著力不如有機硅氧烷,因此一般不宜加入太多。如果希望增大無機網絡結構所占的比例,一般需要對基材進行底涂處理。此外,為了增強涂料的其它功能,如可著色性、抗靜電性等,還可加入季銨鹽類物質,如三乙基烯丙基溴化銨。

          由于紫外線裝置廉價易得,因此多采用紫外線固化方式,使用光敏引發劑來引發自由基聚合。常用的光敏引發劑有安息香醚類、二苯酮類,一般加入比例為聚合物含量的1% 5%.由于單體聚合時容易受空氣中氧的影響而發生阻聚現象,因此最好在氮氣或其它惰性氣氛中進行。

          為進一步提高多官能團丙烯酸酯涂料的耐磨性,可在該類涂料1中引入聚硅氧烷或膠體二氧化硅結構,一般采用含有乙烯基團的有機硅氧烷水解縮聚或與膠體二氧化硅共水解縮聚的產物。由于有機硅氧烷中的乙烯基團可與丙烯酸酯官能團發生共聚,因此形成涂料的均勻性和成膜性較好,形成的涂層硬度也有所提高。

          結語通過近半個世紀的發展,有機玻璃耐磨涂層在美國、日本及歐洲發達國家已獲得廣泛的應用,聚硅氧烷和多官能團丙烯酸酯兩條路線已經成熟并相互結合向復合功能化方向發展,如耐磨兼顧導電、減反射及防紫外線、防靜電等。同時新的路線、新的工藝也在不斷發展,聚氨酯涂料因其獨有的柔韌性將在該領域占有一席之地,等離子體化學氣相沉積鍍層技術作為新的工藝路線,可以將多種功能的涂層組合,發展空間廣闊,但要實現大尺寸不規則成型件的涂覆均勻性,降低成本,還有許多困難需要克服。

        了解有機玻璃切削加工特性

          裝夾方法加工時選擇合理的方法,保證零件一次裝夾加工成型。分析、統計材料變形量并找出變形規律。加工時提前進行“預變形”。設計制作特殊的專用夾具。如利用零件的大平面定位,采用多點夾緊避免受力點的夾緊力過大。刀具材料的選擇有機玻璃屬于熱塑性塑料,其熔點低(160℃-200℃),玻璃化溫度僅為105℃。因此對切削熱較敏感。在切削過程中當切削熱度過高時,加工表面極易產生熔結現象;而且有機玻璃在切削時被切屑帶走的切削熱很少,主要由刀具和冷卻液散熱,所以工件和刀具聚集著很高的切削熱。這對刀具使用的耐用度、產品已加工表面的粗糙度是非常不利的,特別是在高速切削和深孔加工等工作條件惡劣時影響更大。高速鋼或碳素工具鋼是通常采用的經濟型刀具材料,這兩種材料的刀具在刃磨時易獲得較為鋒利的切削刃,如在刃磨后對前、后刀面進行研磨,使其達到鏡面(Ra0.1 ̄Ra0.2m),可以避免由于材料的軟化,造成材料的涂抹現象,以影響表面的光滑程度并有時使已加工表面產生裂紋。

          刀具角的選擇在切削有機玻璃時,切削力是隨切削速度、切削深度和刀具前角的變化而變化的,其中切削力與切削深度成正比。前角在切削時適當的選用大前角(25° ̄40°)可以減小材料變形及切削熱的產生,以提高刀具的耐用度。加工時合理的前角如下圖所示。圖中實心點切削速度為0.8mm/min,空心點切削速度為0.2mm/min后角根據切削厚度(或進給量)選擇合理的后角(6° ̄10°)。一般切削厚度與后角成反比例關系,但在保證刀具強度的情況下盡量取大值,以減小后刀面的磨損,提高刀具的耐用度及對已加工面的摩擦;針對有機玻璃零件在加工過程中容易引起劃傷、擦傷,易變形、對缺口及應力集中相當敏感等問題,采用了一套有效的方法,用于提高有機玻璃的加工質量,對有機玻璃的機械加工具有一定的指導意義。剛性較差時,可減小或消除切削時的振動。在精車時,車刀的后角可以增加到30°左右。主偏角、副偏角和過渡刃選用較大的主偏角(60°~90°)同時修磨圓弧形過渡刃(R0.5 ̄R2)。減小徑向切削力避免已加工面產生抖紋和提高刀尖強度,改善散熱條件;修磨圓弧形過渡刃可減小已加工面的Ra值。副偏角則按粗加工選用大、精加工時選用小的原則來選擇。刃傾角選用正刃傾角(20° ̄30°)來控制切屑不流向已加工表面,以避免切屑擦傷已加工表面。鉆孔加工時可取較小的頂角(90°~110°)和修短橫刃、修窄刃帶(0.1 ̄0.2mm)、頂角修磨圓弧修光刃。

          切削速度及走刀量在選擇切削速度及走刀量時,要根據加工方法的不同加以區別。如:鉆孔時采用高切削速度,大走刀量,但在鉆通時則要減緩進刀而且要勤退刀、勤排屑并加注充足的冷卻液,利用有機玻璃的玻璃化度(熔融度)低的特性來提高加工面的表面光潔度。而銑削時(順銑)則應用高切削速度,小走刀量,以防止工件的開裂。在情況允許的時候可用“拖刀”修光加工面。結語總之,在了解有機玻璃切削加工特性的基礎上,應該合理選擇加工工具、裝夾方法和刀具材料,優化切削參數,減少加工中的不利因素,保證有機玻璃的機械加工質量。

        信息來源:有機玻璃展示架


         

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