[化工知识]：亚克力材料PMMA性能研究，主要应用在哪些领域
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时间：28月前
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聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）俗称有机玻璃、亚克力等，是由MMA单体与少量的丙烯酸酯类共聚而成的非结晶性塑料，具有良好的透明性、光学特性、耐候性、耐药品性、耐冲击性和美观性等特性，是被誉为“塑料女王”的高级材料，产品包括模塑料、挤压板及浇铸板。
凭借优良的光学性能，PMMA下游应用广泛，其中低端 PMMA 主要应用领域为广告灯箱、标牌、灯具、浴缸、仪表、生活用品、家具等，高端 PMMA 主要应用于液晶显示屏、放射线PMMA、光学纤维、太阳能光伏电池、汽车灯罩、防弹玻璃、飞机座舱玻璃、医用高分子材料、军用光学设备、高铁车窗、警用盾牌、高端潜水镜等领域，被我国《石化和化学工业“十二五”发展规划》列入“十二五”高端石化化工产品发展重点名录。尤其近年来液晶显示领域的快速发展，带动了光学级 PMMA 材料的需求快速增长。从产品性能和用途看，PMMA分为通用级、耐热级、光学级和抗冲级产品。随着液晶显示市场的快速增长，带动高端光学的PMMA使用量大幅度增长，应用领域包括液晶显示器、LED平板灯、光纤等，而改性与复合材料技术的持续发展，也使得PMMA在手机背板、汽车轻量化等领域的应用得到不断开发，预计未来我国 PMMA 需求仍将维持较高幅度的增长。液晶显示器导光板是 PMMA 下游应用增长最快的领域之一。液晶面板中的背光模组主要由光源、导光板及光学膜三部分构成，其中导光板主要用于LCD 背光模块中将光源发出的光线均匀导向于这个显示面上，主要材料即为 PMMA。
全球平板显示产业集中在韩国、中国台湾地区、日本和中国大陆，受大屏手机、电视尺寸、车载显示及公共显示的拉动，全球新型显示产业呈持续增长态势。近年来，在下游市场高速增长的需求拉动和国家相关产业政策的支持下，国内显示面板及材料迎来了快速的发展，以京东方、华星光电、天马、龙腾光电、中电熊猫等为代表的一批面板生产企业的崛起，带动了大陆平板显示产业链的高速发展，面板产业不断向国内转移的趋势明显，根据群智咨询统计，预计到2019年国内面板厂在全球液晶电视面板市场中市占率将超过 40%，到 2022 年有望超过50%，将带动导光板的需求继续增长。在照明领域，LED照明作为一种新型的绿色光源产品，与传统光源相比，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，并广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。目前，LED 已经成为性价比较高的生态光源，全面进入照明替代市场，在全球淘汰白炽灯和限制荧光灯(含汞)使用的大趋势下，全球半导体照明市场快速增长，成为人类照明史上的一次飞跃，被公认为 21 世纪最具发展前景的电光源。在全球加速淘汰白炽灯的趋势下，近年来我国 LED 产业快速增长，受益于 LED渗透率的快速提高，近年来通用照明占比下游应用市场比例不断提高，2014-2018 年，我国 LED通用照明产值规模持续提升，2018 年达到 2679 亿元，同比增长 5.0%。LED平板灯是一种广泛应用于室内（住宅、办公楼、商业店铺）、室外（道路、景观）照明的 LED 照明产品，主要利用导光板将LED 点光源或线光源转换成面光源，从而让光线均匀地从平板灯正面射出，有效的扩大了光源覆盖面积。LED 平板灯中的高端品牌（主要用于室内）主要采用 PMMA 导光板为原材料，其透光率更高。与传统光源相比，LED光源具有节能、环保、使用寿命长、光源稳定等诸多优势。PMMA材料制成的塑料光纤是优异的短距离数据传输介质，被认为是光纤到户（FTTH）“最后一公里”的最佳解决方案，且符合国家“光进铜退、低碳、节能、环保”的产业发展方向。全球范围内，生产塑料光纤的主要企业有日本的三菱、旭化成、东丽等公司，以及美国的波士顿公司等。我国科学家经过多年努力，已掌握从原材料提纯、经本体聚合直接拉制塑料光纤的整套技术。中科院理化技术研究所已研制成功日产 10 万米 PMMA塑料光纤的全自动流水线，连续数月稳定生产出光衰减在 170-200db/km 的 PMMA 光纤，累计生产出数百万米低损耗塑料光纤。同时，除光通信领域外，塑料光纤还被应用于景观照明，2012 年伦敦奥运会的开闭幕式上的景观工程就采用了深圳华鹰世纪光电技术有限公司供应的塑料光纤。目前，塑料光纤用于景观照明在国内还处于萌芽阶段，但发展前景值得期待。手机后盖是 PMMA 新兴的应用领域。5G时代逐步到来，为了满足更轻薄、更便携的发展方向及5G通信对信号传输更高的要求，复合板材（PC+PMMA）已经和陶瓷、玻璃等成为替代传统金属后盖的手机背板新方案。PC/PMMA 复合板就是将 PC 和 PMMA 通过共挤的方法制得的，由于 PMMA 具有较好的硬度和耐磨性，一般用于外部，而 PC 具有良好的韧性，所以作为内层。而 PC/PMMA 复合板兼具 PC 和 PMMA 的优点，既能满足刚性与装饰的要求，同时又可以满足无线充电无屏蔽的需要，并且较 3D 玻璃和陶瓷成本低。新能源汽车补贴新增落地，提高续航里程是车企目前面临的一大重要挑战，而汽车轻量化技术是有效提高续航里程的方法之一。汽车自重每减少10%，其能源消耗可降低6%~8%，同时尾气排放量可降低4%左右，因此汽车轻量化技术是实现汽车节能、环保、安全等发展目标的重要新技术。汽车轻量化的关键是使用轻质、安全、高性能的材料，塑料及其复合材料、弹性体、碳纤维复合材料等在实现汽车减重的目标中都起到了重要的作用。其中 PMMA 凭借光学性能优良、重要轻、耐候性好等优点被广泛应用于车身多个位置，是 PMMA 应用逐步起步的重要领域。车灯：车灯起到照明和信号的作用，要求材料具有良好的透光性、耐冲击和耐老化性。PMMA 因具有质轻、易着色、美观等优点而广泛应用于新能源汽车车尾灯灯罩。车窗玻璃：车窗占汽车整体比重较大，因此使用低密度、质量轻的材料作为车窗是驱车减重的重要手段。汽车车窗对透光、抗冲击、耐候和碎片少等要求较高，PMMA 在满足上述条件的同时，还具备抗紫外线辐射、抗老化风化的作用，因此已经被欧洲大部分汽车制造商用作汽车侧边及后边挡风玻璃材料，较传统玻璃，重量可以减轻 40%～50%。仪表盘：PMMA韧性非常好，韧性最好，冲击强度很高，抗震动不开裂，过耐压测试不开裂，强度很好，光学透明度好，用作仪表盘不会开裂。保险杠：PMMA和ABS复合材料可用作新能源汽车保险杠，集合了 PMMA 抗划伤、不易褪色、环保及 ABS 抗冲击、耐温性好、电气性佳、易喷镀等优点，同时较镁铝合金成本更低。PMMA不仅拥有良好的机械强度、一定的化学稳定性，而且还具有优异的光学透光性，能够广泛应用于各领域。当前聚甲基丙烯酸甲酯的合成方向主要致力于提高其耐热性和加工流动性，优化PMMA工艺路线，使其耐热性和加工流动性得以有效提高，保障产品性能及成本优势，满足市场要求。
未来，高精尖端PMMA产品市场潜力需求量会越来越大，研究也将从PMMA的改性入手。总之，随着科技的进步，PMMA的应用领域会越来越广，因此对其合成方向及应用领域的深入开发和研究还是十分有价值的。
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