PMMA، أكريليك، بولي ميثيل ميثاكريلات: كل ما تحتاج إلى معرفته عن هذا البلاستيك الشفاف

سيخبرك هذا المقال عن بلاستيك رائع يسمى PMMA. ويُعرف أيضاً باسم الأكريليك أو باسمه الكامل، بولي ميثيل ميثاكريلات. سوف تتعلم كيف يتم تصنيعه. سوف تكتشف فيما يُستخدم ولماذا يحبه الكثير من الناس. سيساعدك هذا الدليل على معرفة ما إذا كانت مادة PMMA هي المادة المناسبة لما تريد القيام به. إذا كنت تبحث عن مادة قوية وواضحة، فهذه المقالة تحتوي على جميع الإجابات التي تحتاجها. هذا هو كل ما تحتاج إلى معرفته عن PMMA.

ما هو PMMA، أو بولي ميثيل ميثاكريليت بالضبط؟

PMMA هو اسم مختصر لكلمة طويلة جدًا: بولي ميثيل ميثاكريلات. قد تعرف هذه المادة بأسمائها الأخرى الأكثر شيوعًا، مثل الأكريليك أو زجاج الأكريليك. إنه نوع من البلاستيك المتين وغير الثقيل والشفاف للغاية. يمكنك اعتباره مثل البلاستيك الشفاف الذي يمكنك استخدامه بدلاً من الزجاج. ولأنه من السهل جداً الرؤية من خلاله، فإن PMMA مادة شائعة جداً. يحبها الناس لمظهرها الجيد وقوتها. إن PMMA مادة متعددة الاستخدامات، مما يعني أنه يمكن استخدامها في العديد من المنتجات المختلفة التي نراها كل يوم.

هذه المادة الرائعة عبارة عن لدائن حرارية. وهذا يعني أنك إذا قمت بتسخينها، فإنها تصبح لينة ويمكنك ثنيها إلى أشكال مختلفة. وعندما تبرد، تصبح قاسية مرة أخرى. يمكنك القيام بذلك أكثر من مرة. وهذا يجعل من السهل التعامل مع PMMA عند صنع جميع أنواع الأشياء. PMMA هو بوليمر صناعي. وهذا يعني أنها مادة مصنوعة من قبل أشخاص في المختبر. يصنعه العلماء عن طريق ربط الكثير من الجزيئات الصغيرة معًا في سلسلة طويلة. والطريقة التي تصنع بها هذه السلاسل تعطي الأكريليك ميزاته الخاصة.

خصائص المادة تجعلها اختياراً جيداً للعديد من الوظائف المختلفة. فهي أقوى بكثير من الزجاج ولكن وزنها أقل بكثير. يبلغ وزن PMMA حوالي نصف وزن الزجاج. وهذا يجعله أسهل في الحمل والتركيب. كما أن PMMA بديل رائع للزجاج لأنه لا ينكسر إلى قطع صغيرة وحادة. وهذا يجعل من PMMA خيارًا أكثر أمانًا لأشياء مثل النوافذ، ودروع الأمان، وشاشات العرض في المتاجر. يعد بوليمر PMMA نوعًا مفيدًا حقًا من البلاستيك.

كيف يتم تصنيع بلاستيك PMMA من ميثيل ميثاكريلات الميثيل؟

لصنع PMMA، تبدأ بمادة كيميائية سائلة تسمى ميثيل ميثاكريلات الميثيل. وهذا هو المكون الرئيسي للأكريليك. ولتحويل هذا السائل إلى بلاستيك صلب، يتم استخدام طريقة خاصة تسمى البلمرة. في عملية البلمرة، تتصل العديد من الجزيئات المفردة من ميثيل ميثاكريلات الميثيل معًا. وتشكل هذه الجزيئات سلاسل طويلة، مثل ربط العديد من مشابك الورق لصنع خيط طويل. هذه العملية هي ما ينتج عنها البوليمر القوي الذي نسميه PMMA.

هناك أكثر من طريقة للقيام بهذه البلمرة لميثيل ميثاكريلات الميثيل. والطريقة الشائعة هي صب ميثاكريلات الميثيل السائل في قالب. بعد ذلك، تتم إضافة مادة كيميائية لبدء العملية. يتم تسخين القالب، ويتصلب السائل ببطء ليتحول إلى لوح صلب من بلاستيك PMMA. هذه هي الطريقة التي تُصنع بها ألواح الأكريليك الكبيرة والشفافة. يجب مراقبة العملية بأكملها عن كثب للتأكد من أن منتج PMMA النهائي يخرج بشكل صحيح.

نتيجة صنع PMMA هو بلاستيك حراري شفاف. وهذا يعني أن البلاستيك شفاف ويمكن تسخينه وتشكيله مرة أخرى. يمكن صنع منتج PMMA النهائي بأشكال مختلفة. يمكن تحويله إلى صفائح أو أعواد طويلة أو أنابيب. ويمكن أيضًا طحنه إلى حبات صغيرة جدًا. يمكن صهر هذه الخرزات ودفعها في قوالب لصنع جميع أنواع الأشكال. ويتم ذلك بطرق مثل القولبة بالحقن. ولأنه يمكن تشكيله بعدة طرق، يتم استخدام PMMA على نطاق واسع.

ما الفرق بين صفائح PMMA المصبوبة والمبثوقة؟

عندما تذهب لشراء PMMA، ستجد على الأرجح نوعين رئيسيين: الأكريليك المصبوب والأكريليك المبثوق. كلاهما مصنوعان من نفس المادة، لكنهما مصنوعان بطرق مختلفة. طريقة صنعهما تغير بعض خصائص PMMA. إذا كنت تعرف الفرق، سيساعدك ذلك على اختيار أفضل نوع من الأكريليك لمشروعك.

يُصنع الأكريليك المصبوب عند صب ميثاكريلات الميثيل السائل في قالب. وغالباً ما يتم ذلك بين قطعتين مسطحتين من الزجاج. ثم يتصلب السائل بعد ذلك باستخدام عملية البلمرة. وتنتج هذه الطريقة في صنعه صفيحة عالية الجودة من PMMA. الأكريليك المصبوب أقوى ويتميز بوضوح بصري أفضل من النوع الآخر. كما أنه أصعب في الخدش. ولأنه مصنوع في قالب مسطح، فهو قوي في كل اتجاه. يتم تصنيع PMMA في بعض الأحيان بهذه الطريقة للمشاريع التي تحتاج إلى جودة عالية.

يُصنع الأكريليك المبثوق بطريقة تسمى البثق. ولهذا الغرض، يتم صهر كريات PMMA الصغيرة. ثم يتم دفعها من خلال ماكينة تقوم بضغطها في صفيحة واحدة طويلة ومتصلة. هذه الطريقة أسرع وأقل تكلفة من الصب. ولهذا السبب عادةً ما يكون الأكريليك المبثوق أرخص. ولكن، يمكن أن يجعل البثق لوح الأكريليك أضعف قليلاً في اتجاه واحد. كما أنها أسهل قليلاً في الخدش وقد تحتوي على بقع صغيرة بالداخل. ومع ذلك، فإن ألواح PMMA المبثوقة تعد خيارًا رائعًا للعديد من المشروعات.

لماذا يعتبر زجاج الأكريليك بديلاً جيداً للزجاج الحقيقي؟

زجاج الأكريليك هو بديل رائع للزجاج المقاوم للكسر. أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل الناس يختارون الأكريليك بدلاً من الزجاج هو الأمان. عندما ينكسر الزجاج، فإنه يتكسر إلى الكثير من القطع الحادة والخطيرة. من ناحية أخرى، فإن PMMA أصعب بكثير في الكسر. إذا انكسر، فإنه عادةً ما يتكسر إلى بضع قطع كبيرة ذات حواف غير حادة. وهذا يجعلها مادة أكثر أماناً للأماكن التي قد تنكسر فيها الأشياء، مثل المدارس أو الأماكن العامة المزدحمة.

ميزة أخرى كبيرة هي مقدار وزنه. وغالباً ما يستخدم PMMA كبديل خفيف الوزن للزجاج. فهي تزن أقل من نصف وزن قطعة الزجاج بنفس الحجم. وهذا يجعل صفائح PMMA أسهل بكثير في الرفع والحمل والتركيب. وهذا مفيد جداً للمشاريع الكبيرة، مثل تركيب نوافذ كبيرة أو بناء أحواض أسماك كبيرة. كما أن استخدام مادة أخف وزناً يمكن أن يوفر المال على الإطارات اللازمة لتثبيتها.

وأخيراً، يقدم الأكريليك الكثير مقابل سعره. بعض الأنواع الخاصة من PMMA يمكن أن تكلف الكثير، لكن الأكريليك العادي عادة ما يكون أرخص من الزجاج. كما أنه أسهل في التقطيع والتشكيل بأشكال مختلفة عن الزجاج. يمكنك حفر ثقوب فيه أو قطع منحنيات فيه باستخدام أدوات عادية. ولأنه سهل التغيير، يمكنك استخدام PMMA لصنع أشكال وتصاميم خاصة قد يكون من الصعب جداً أو مكلفاً جداً صنعها باستخدام الزجاج. لهذه الأسباب، يتوافق PMMA مع العديد من أفكار المشاريع المختلفة.

ما هي الخواص البصرية الرئيسية ل PMMA؟

تُعد الخصائص البصرية ل PMMA من أكثر الأشياء التي تشتهر بها. تتمتع PMMA بوضوح بصري مذهل. وهذا يعني أن الضوء يمكن أن يمر عبرها بسهولة شديدة دون أن يرتد الضوء حولها. في الواقع، تسمح صفيحة شفافة من PMMA بمرور حوالي 92% من الضوء الذي يمكنك رؤيته من خلالها. وهذا أكثر من الضوء الذي يسمح بمرور جزء من زجاج النوافذ العادي. هذا المقدار العالي من الشفافية هو السبب في أن PMMA يبدو شفافًا تمامًا.

هذه الشفافية الرائعة تجعل الأكريليك مثاليًا لأي وظيفة تحتاج فيها إلى الرؤية من خلال شيء ما بشكل جيد للغاية. يمكن أن يكون هذا لأشياء مثل صناديق العرض في المتحف، والنوافذ على متن طائرة، وشاشات السلامة الشفافة. لا تحتوي المادة على اللون الأخضر الطفيف الذي يمكنك رؤيته في الزجاج السميك. وهذا يعني أن الألوان تبدو كما ينبغي أن تبدو عندما تراها من خلال لوح أكريليك شفاف. وهذا يجعل من مادة PMMA الشفافة مفيدة جداً لعروض المتاجر وتأطير الصور.

وبالإضافة إلى كون PMMA شفاف، فإن PMMA يحني الضوء بطريقة مفيدة. وهذا مهم للأدوات البصرية. يستخدم PMMA في صنع أشياء مثل العدسات وموجهات الضوء للكاميرات والمعدات العلمية. الخصائص البصرية لهذا البلاستيك جيدة جدًا لدرجة أنه غالبًا ما يُستخدم كبديل آمن وخفيف للزجاج في العديد من الوظائف البصرية.

كيف يختلف ال PMMA عن البولي كربونات؟

عندما يحتاج الناس إلى بلاستيك قوي وشفاف، فإنهم غالباً ما ينظرون إلى PMMA والبولي كربونات. كلاهما خامات رائعة، لكن بينهما اختلافات مهمة. الاختلاف الأكبر هو مدى قدرتهما على تحمل الصدمات. البولي كربونات قوي بشكل لا يصدق. يكاد يكون من المستحيل كسره ويستخدم في أشياء مثل النوافذ المضادة للرصاص ودروع الشرطة. PMMA قوي أيضًا، لكنه ليس بقوة البولي كربونات. إنه أكثر صلابة، لكنه يمكن أن يتشقق أو ينكسر إذا تعرض لضربة قوية جداً.

لكن PMMA أفضل من نواحٍ أخرى. فهي تتمتع بوضوح وشفافية بصرية أفضل من البولي كربونات. كما أن PMMA أصعب في الخدش. فمع مرور الوقت، يمكن أن يغطى البولي كربونات بخدوش صغيرة تجعله يبدو ضبابيًا. يبقى PMMA شفافًا لفترة أطول. كما أن PMMA لا يتحول لونه إلى اللون الأصفر من الشمس بنفس سرعة تحول البولي كربونات العادي. وهذا يجعل من PMMA خياراً أفضل للافتات والنوافذ الخارجية حيث يكون مظهرها مهماً.

السعر شيء آخر يجب التفكير فيه. عادةً ما تكون تكلفة PMMA أقل من البولي كربونات. بالنسبة للمشاريع التي تحتاج إلى أن تكون واضحة جدًا وقوية جدًا، ولكن ليست شديدة الصلابة، غالبًا ما تكون PMMA خيارًا جيدًا مقابل المال. يعود اختيارك للمواد إلى أكثر ما تحتاج إليه. إذا كنت تحتاج إلى أقوى بلاستيك موجود، اختر البولي كربونات. إذا كنت بحاجة إلى شفافية مذهلة، وشيء لا يخدش بسهولة، وسعر جيد، فإن الأكريليك هو أفضل رهان لك. كلاهما مواد بلاستيكية مفيدة للغاية.

هل PMMA سهل الكسر وكيف يمكن جعله أقوى؟

إحدى النقاط السيئة القليلة في PMMA العادية هي أنها قد تكون هشة. هذا يعني أنه على الرغم من صلابته وقوته، إلا أنه قد يتشقق إذا تم ضربه بقوة أو إذا حاولت ثنيه أكثر من اللازم. فهي لا تتمتع بنفس صلابة المواد البلاستيكية الأخرى مثل البولي كربونات. نظرًا لأنه قد يكون هشًا، فقد لا يكون PMMA العادي الخيار الصحيح لبعض التطبيقات الخاصة المستخدمة في التطبيقات. هذا صحيح إذا كان الجزء سيتعرض للكثير من الضغط عليه.

أخبار جيدة! وجد العلماء طرقاً لجعل PMMA أقوى. إحدى الطرق الشائعة تسمى تقوية المطاط. ويحدث ذلك عندما يتم خلط قطع صغيرة جدًا من المطاط في مادة PMMA أثناء تصنيعها. تساعد هذه القطع المطاطية الصغيرة على امتصاص قوة الضربة. وهذا يمنع التشققات من أن تبدأ وتكبر. وقد استُخدمت هذه الطريقة لزيادة صلابة المادة بنسبة كبيرة.

يمكن أن تزيد هذه العملية من صلابة PMMA دون أن تجعلها أقل وضوحًا بكثير. وتستخدم هذه الدرجات الأقوى من PMMA في المنتجات التي تحتاج إلى أن تكون شفافة وطويلة الأمد. وهناك طريقة أخرى لتغيير خصائصه وهي خلط PMMA مع بوليمرات الأكريليك الأخرى. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تغيير قوة المادة، ومدى قدرتها على الانحناء، وحتى درجة حرارة التحول الزجاجي. ودرجة حرارة التحول الزجاجي هي درجة الحرارة التي يبدأ عندها البلاستيك الصلب في أن يصبح لينًا، مثل المطاط. في بعض الأحيان، تحتاج في بعض الأحيان إلى درجة حرارة انتقال زجاجية أقل لتسهيل تشكيله.

أين نرى ونستخدم ال PMMA في حياتنا اليومية؟

ربما ترى وتستخدم منتجات مصنوعة من PMMA كل يوم ولا تدرك ذلك. ولأنه مادة يمكن استخدامها بعدة طرق، يشيع استخدام PMMA في الكثير من المجالات المختلفة. في المنزل، يمكنك أن تجد الأكريليك في الأثاث وإطارات الصور وأغراض المطبخ. وغالباً ما تكون تلك الصناديق البلاستيكية الشفافة للتخزين والكراسي ذات المظهر العصري مصنوعة من PMMA.

في عالم الأعمال، غالبًا ما تُستخدم مادة PMMA لصنع اللافتات وشاشات العرض. إن المظهر الشفاف واللامع للأكريليك يجعل أسماء الشركات والحروف تبدو نظيفة وجميلة للغاية. كما يُستخدم أيضاً في صناعة دروع السلامة في المتاجر والمكاتب. وفي مجال البناء، يُستخدم الأكريليك PMMA في صناعة الإنشاءات لأشياء مثل المناور والنوافذ الكبيرة في المباني. خفة وزنه وقوته تجعل منه مادة رائعة لتلك الأعمال. تستخدم صناعة السيارات أيضاً مادة PMMA. فهي تُستخدم في صناعة السيارات للأغطية البلاستيكية على المصابيح الخلفية وإشارات الانعطاف والقطع داخل السيارة.

كما أن PMMA له استخدامات مهمة جدًا في الطب. فهي نقية جدًا وسهلة التنظيف، مما يجعلها خيارًا جيدًا للأجهزة الطبية. يُستخدم PMMA في صناعة الصناديق الشفافة التي تحافظ على دفء الأطفال حديثي الولادة وفي المعدات في المختبرات. كما يُستخدم نوع خاص من PMMA في صناعة إسمنت العظام PMMA. يستخدمه الجراحون للمساعدة في تثبيت المفاصل الجديدة في مكانها داخل الجسم. من السيارات إلى المستشفيات، يبدو أن الطرق التي يمكن استخدام هذا البوليمر لا نهاية لها.

كيف تغير الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس هذا البوليمر؟

عندما تختار البلاستيك لاستخدامه في الخارج، عليك التفكير في كيفية تعامله مع أشعة الشمس. ترسل الشمس نوع من الضوء يسمى الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة فوق البنفسجية. يمكن لهذا النوع من الأشعة فوق البنفسجية أن يؤذي العديد من أنواع البلاستيك. فقد يجعلها تصبح ضعيفة وهشة وتتحول إلى اللون الأصفر بعد فترة. أحد أفضل الأشياء في PMMA هو مدى قدرته على التعامل مع الأشعة فوق البنفسجية.

يمكن أن تبقى مادة PMMA العادية في الخارج تحت أشعة الشمس لسنوات عديدة دون أن تتحول إلى اللون الأصفر أو تضعف. وهذه ميزة كبيرة عند مقارنتها بمواد بلاستيكية شفافة أخرى مثل البولي كربونات. يحتاج البولي كربونات إلى طبقة خاصة لحجب الأشعة فوق البنفسجية لاستخدامه في الخارج. نظرًا لأن PMMA جيد بشكل طبيعي في التعامل مع الأشعة فوق البنفسجية، فهو خيار رائع للتطبيقات الخارجية. وهذا ما يجعل الأكريليك مثاليًا لأشياء مثل الألواح الموجودة على الدفيئة واللافتات الخارجية والأغطية الشفافة على مصابيح الشوارع.

تُصنع بعض درجات PMMA الخاصة مع المزيد من الحماية من الأشعة فوق البنفسجية. يمكن لهذه الأنواع أن تمنع تقريباً جميع الأشعة فوق البنفسجية السيئة من المرور. وهذا مفيد لأشياء مثل علب العرض في المتاحف. فهناك تحتاج إلى الحفاظ على القطع الفنية الثمينة في مأمن من التعرض للأذى من أشعة الشمس. هذه القدرة الرائعة على التعامل مع الأشعة فوق البنفسجية تعني أن منتجات PMMA ستبدو جيدة وتبقى قوية لفترة طويلة جداً، حتى عند تركها في الطقس. تتمتع PMMA أيضاً بخصائص حرارية جيدة.

ما الذي يجب أن تفكر فيه لاختيار المواد عند اختيار نوع الأكريليك؟

من المهم جداً اختيار النوع المناسب من الأكريليك لمشروعك. سيعتمد اختيارك على المبلغ الذي تريد إنفاقه، وما ستصنعه، وكيف ستستخدمه. الخيار الأول الذي يجب أن تختاره هو ما إذا كنت تحتاج إلى أكريليك مصبوب أو أكريليك مقذوف. كما تعلمنا، فإن الأكريليك المصبوب أقوى وأكثر وضوحاً ولكنه أيضاً أكثر تكلفة. أما الأكريليك المبثوق فهو خيار رائع وأقل تكلفة لمعظم المشاريع اليومية.

بعد ذلك، فكر فيما إذا كنت بحاجة إلى أي ميزات خاصة. هناك العديد من الدرجات المختلفة من PMMA. بعضها مصنوع ليكون قويًا للغاية ويصعب كسره. والبعض الآخر مصنوع ليكون صعب الخدش. يمكنك أيضاً العثور على PMMA في جميع أنواع الألوان، وليس فقط الشفاف. كما توجد أيضاً صفائح أكريليك تشبه المرآة وصفائح ذات مظهر غير لامع أو غير لامع. يمكنك أيضًا الحصول على PMMA المصنوع لنشر الضوء بالتساوي. وهذا رائع لصنع الصناديق واللافتات المضيئة.

وأخيراً، فكر في مدى سماكة المادة التي يجب أن تكون عليها. تُباع صفائح PMMA بسماكات مختلفة، من الرقيقة جداً إلى السميكة جداً. فالصفائح السميكة تكون أقوى وأكثر صلابة. أما الألواح الرقيقة فستكون أكثر ثنيًا وأخف وزنًا. تأكد من إلقاء نظرة على الخواص الميكانيكية، أو مدى قوتها وصلابتها، للصفائح التي تفكر فيها. من خلال التفكير في كل هذه الأمور، يمكنك اختيار المادة المناسبة والتأكد من أن مشروعك سيكون رائعاً. لدى PMMA العديد من الاستخدامات. تتمتع PMMA بدرجة حرارة انتقال زجاجية عالية نسبيًا. تتمتع PMMA بمعدل منخفض لامتصاص الماء. تتمتع PMMA بقوة عالية عند السحب عليها.

أشياء أساسية يجب تذكرها

• PMMA، المعروف أيضاً باسم زجاج الأكريليك أو زجاج الأكريليك، هو بلاستيك حراري شفاف قوي وشفاف وخفيف.
• يتم تصنيعه من خلال عملية بلمرة ميثيل ميثاكريلات الميثيل ويأتي في نوعين رئيسيين: الأكريليك المصبوب والأكريليك المبثوق.
• يُعد PMMA بديلاً رائعاً وآمناً للزجاج لأنه لا يتحطم بسهولة ويزن نصف وزنه تقريباً.
• المادة شفافة للغاية ويسهل الرؤية من خلالها وهي جيدة بطبيعة الحال في التعامل مع الأشعة فوق البنفسجية، مما يجعلها مثالية للاستخدامات الخارجية.
• في حين أن PMMA العادي يمكن أن يكون هشًا، إلا أنه يمكن جعله أكثر صلابة بإضافة المطاط أو البوليمرات الأخرى إليه.
• مادة PMMA هي مادة لها العديد من الاستخدامات التي تظهر في البناء والسيارات والأجهزة الطبية.