Nhựa Polymethyl Methacrylate là gì? Tại sao PMMA polymer lại được sử dụng rộng rãi trong ngành chiếu sáng? Là một loại vật liệu thường xuất hiện trong các đồ dùng và vật dụng xung quanh chúng ta, thế nhưng vai trò của của nó là gì không phải ai cũng biết. Ở bài viết này, DMT Light sẽ tổng hợp thông tin về đặc tính kỹ thuật, ưu nhược điểm và ứng dụng của PMMA giúp bạn có thêm thông tin hữu ích.
1. Hạt nhựa Polymethyl Methacrylate là gì? Công thức cấu trúc của PMMA
Nhựa PMMA thường hiện diện xung quanh chúng ta nhưng ít ai biết đến sự tồn tại và tên gọi thật sự của nó. Vậy nhựa Poly methyl Methacrylate là gì? Hãy cùng đi sâu vào phân tích loại nhựa này có gì khác với các loại nhựa khác trên thị trường ngay sau đây:
1.1. Nhựa PMMA là gì?
Poly methyl Methacrylate là tên gọi đầy đủ của PMMA, được biết đến là một loại nhựa dẻo trong suốt có trọng lượng nhẹ nhưng cho độ cứng, độ bền va đập và khó rạn nứt. Nhờ các đặc tính này mà PMMA được dùng rộng rãi và thay thế cho thủy tinh nên được gọi là thủy tinh hữu cơ, thủy tinh acrylic hoặc nhựa acrylic.
PMMA Plastic, PMMA Acrylic hay PMMA Plexiglass đều là tên thương mại của PMMA. Tùy theo mục đích sử dụng và cân nhắc về mặt kinh tế mà PMMA polymer là lựa chọn phù hợp.
1.2. Công thức cấu trúc nhựa PMMA Polymethyl Methacrylate là gì?
Hạt nhựa PMMA được hình thành từ quá trình trùng hợp các monome methyl methacylate (MMA). Monome này có công thức hóa học phân tử là C5H8O2 hoặc CH2=CCH3COOCH3.
Với cấu trúc phân tử dạng sợi được sắp xếp theo mạng lưới không gian đã góp phần tạo nên PMMA có độ bền cơ học, độ cứng bề mặt cao cùng khả năng chống mài mòn tốt. Ngoài ra, PMMA còn là một polyme tuyến tính, các monome MMA được liên kết với nhau thông qua este cho khả năng chịu nhiệt cùng độ bền cao.
2. Quá trình sản xuất PMMA Plastic
Nhựa PMMA Plexiglass được tạo ra bằng cách trùng hợp metyl metacylate (MMA). Quá trình này được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau:
- Trùng hợp khối (Bulk polymerization): MMA được trùng hợp trực tiếp trong một khuôn đúc Các chất xúc tác gồm benzoyl peroxide được thêm vào để kích hoạt quá trình trùng hợp. Trùng hợp khối được dùng chủ yếu trong sản xuất các tấm PMMA lớn hoặc các sản phẩm đặc biệt.
- Trùng hợp dung dịch (Solution polymerization): MMA được hòa tan trong dung môi và được trùng hợp để tạo thành polymer. Qúa trình này được dùng để sản xuất các sản phẩm PMMA có trọng lượng phân tử cao.
- Trùng hợp nhũ tương (Emulsion polymerization): MMA sẽ được phân tán trong nước với sự góp mặt của chất nhũ hóa và chất xúc tác. Quá trình này tạo thành các hạt PMMA nhỏ được dùng để làm nguyên liệu cho mực in, sơn hoặc sản phẩm khác.
- Trùng hợp huyền phù (Suspension polymerization): MMA được phân tán trong một dung dịch nước có chứa hợp chất ổn định tạo thành các hạt PMMA hình cầu và được ứng dụng đa dạng.
3. Tính chất của nhựa PMMA Polymethyl Methacrylate là gì?
Hiện nay, nhựa PMMA được sử dụng phổ biến để thay thế thủy tinh. Bởi nó có cấu trúc polymer dạng chuỗi thẳng và là một polymer nhiệt dẻo. Có nghĩa là nó sẽ có độ mềm, dễ uốn ở nhiệt độ cao và sẽ cứng khi nguội dần. Với cấu trúc này giúp PMMA tạo ra những đặc trưng sau:
- Độ trong suốt cao: Tấm nhựa PMMA cho khả năng truyền sáng lên đến 92% gần tương đương với thủy nhưng có trọng lượng nhẹ hơn rất nhiều. Điều này giúp cho nó trở thành vật liệu lý tưởng sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu độ trong suốt cao.
- Độ bền cơ học tốt: Nếu so với thủy tinh có cùng độ dày thì tấm nhựa PMMA cho độ bền gấp 10-20 lần và khó bị vỡ thành các mảnh sắc nhọn gây nguy hiểm. Hơn nữa nó chỉ nặng bằng một nửa so với thủy tinh giúp cho việc vận chuyển và thi công trở nên dễ dàng hơn.
- Khả năng dẫn điện và nhiệt kém: PMMA acrylic không dẫn điện và cách điện khá tốt, nhất là trong điều kiện hoạt động tần số thấp. Vậy nên nó hoàn toàn phù hợp với các ứng dụng yêu cầu tính chất cách điện hoặc cách nhiệt.
- Khả năng chống chịu thời tiết: Loại nhựa này có khả năng chịu được thời tiết khắc nghiệt và các tia cực tím cực tốt. Do đó, nó không có hiện tượng bị ố vàng hay mất độ trong suốt sau thời gian sử dụng.
- Kháng hóa chất tốt: Nhựa PMMA hầu như không bị ảnh hưởng các dung dịch nước như axit vô cơ loãng, kiềm, hydrocacbon béo hay chất tẩy rửa. Thế nhưng, các thành phần của PMMA không được khuyến khích sử dụng hydrocacbon thơm.
4. PMMA Plexiglass có ưu – nhược điểm gì?
Mặc dù PMMA polymer được sử dụng rộng rãi nhưng cũng giống như các loại nhựa khác, chúng vẫn có những ưu và nhược điểm riêng. Cụ thể là:
4.1. Ưu điểm của hạt nhựa PMMA là gì?
Có thể thấy rằng, nhựa PMMA thể hiện các tính chất gần tương tự với thủy tinh từ độ trong suốt, sáng đến mờ. Thế nhưng nhựa PMMA được ứng dụng phổ rộng nhờ vào những ưu điểm như:
- Khả năng truyền và tán sáng cao: Chỉ số khúc xạ của polyme PMMA là 1.49 vì thế nó cung cấp độ truyền sáng lên đến 92% cho phép ánh sáng đi qua nó và chỉ sau pha lê, thủy tinh. Tùy theo mục đích yêu cầu mà nhà sản xuất sẽ điều chỉnh độ truyền sáng cho cho thích hợp nhất.
- Chống mài mòn tốt và hạn chế trầy xước: Poly methyl Methacrylate có khả năng chống mài mòn và trầy xước tốt khi xảy ra va đập nhẹ hoặc tiếp xúc thông thường. Bề mặt nhựa PMMA ít bị xước hơn so với nhiều loại nhựa khác, nhờ đó duy trì độ trong suốt và hiệu quả truyền sáng theo thời gian.
- Dễ dàng gia công: Nhựa PMMA có thể cắt, đúc và dán dễ dàng để tạo ra các sản phẩm theo yêu cầu.
4.2. Nhược điểm của nhựa PMMA là gì?
PMMA không phải là vật liệu hoàn hảo tuyệt đối, bởi nó còn tồn tại nhược điểm nhất định. Chẳng hạn:
- Độ giòn cao: Nhựa mica có điểm hạn chế là dễ bị nứt vỡ khi chịu lực va đập mạnh và ít hơn so với polycarbonate.
- Hạn chế kháng hóa chất: PMMA chỉ kháng hóa chất tốt ở một số dung dịch nhưng khi tiếp xúc với các chất tẩy rửa như Axeeton, Alcool, H2O2 rất dễ bị căng phồng lên.
- Chống chịu nhiệt hạn chế: Hạt nhựa PMMA chỉ chịu được nhiệt độ môi trường thấp và có thể chống chịu nhiệt độ từ 60 – 80 độ C.
5. So sánh nhựa PMMA với nhựa PC
Cả PMMA và nhựa PC đều có thể được làm nóng lên và định hình lại nhiều lần mà không lo bị hư hỏng. Chúng đều là nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, tuy nhiên giữa hai loại nhựa này vẫn có một số điểm khác biệt đáng chú ý đó là:
| Tiêu chí | Nhựa PMMA | Nhựa PC | Nhận xét |
| Độ trong – Thẩm mỹ | Trong suốt cho bề mặt bóng đẹp | Trong tốt , hơi “ấm” màu | PMMA mạnh về tính thẩm mỹ. |
| Khả năng va đập | Mức khá, cao hơn kính thường | Rất cao | Nhựa PC thích hợp cho mái/ vách ngoài trời, nơi ưu tiên mức độ an toàn. |
| Kháng UV và thời tiết | Phụ thuộc vào lớp phủ UV | Tốt, thường được tích hợp sẵn | Nhựa PC cho độ ổn định lâu năm ngoài trời |
| Mức độ gia công | Xuất sắc: cắt, uốn, dán đẹp | Tốt. Tuy nhiên dán thẩm mỹ khó hơn | PMMA đòi hỏi sản phẩm đạt mối nối “vô mạch” |
| Trọng lượng | Nhẹ hơn | Tương đương PMMA | Cả 2 đều nhẹ hơn kính |
| Đặc tính sản phẩm | Độ trong, mờ, nhiều màu | Đặc, rỗng với đặc tính kỹ thuật đa dạng | Nhựa PC có lựa chọn rỗng ruột tối ưu mái |
| Giá thành | Giá hợp lý | Cao hơn | Lựa chọn theo ngân sách và tiêu chí phù hợp |
Nhận xét chung: Khi đối chiếu cùng độ dày, nhựa PC sẽ vượt trội hơn hẳn Mica về độ va đập và an toàn. Nhưng nếu yêu cầu về tính thẩm mỹ cao và mối dán trong suốt thì PMMA là lựa chọn phù hợp và kinh tế.
6. Ứng dụng của nhựa PMMA Polymethyl Methacrylate là gì?
Nhờ sở hữu các đặc tính như độ trong suốt cao, độ bền cơ học tốt, khả năng chống tia UV cùng trọng lượng nhẹ thuận tiện mà nhựa PMMA được ứng dụng phổ biến ở nhiều lĩnh vực vô cùng đa dạng. Một số ứng dụng có sự góp mặt của PMMA có thể kể đến như:
- Trong xây dựng và nội thất: Nhựa PMMA được ứng dụng để làm mái che, vách ngăn, cửa sổ và các tấm chắn gió nhờ vào độ trong suốt cao cũng như khả năng chống chịu thời tiết tốt.
- Trong quảng cáo và trưng bày: Với lĩnh vực này, PMMA cũng có mặt trong các biển hiệu quảng cáo, hộp đèn hay biển hiệu LED nhờ khả năng dễ gia công và độ trong suốt cao.
- Trong trong y tế và nha khoa: Tính an toàn sinh học của PMMA đã giúp cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho các sản phẩm y tế, nha khoa như vật liệu thay thế xương, chất trám răng, dụng cụ nha khoa,…
- Trong chiếu sáng hiện đại: Với khả năng truyền sáng lên đến 92% mà Polymethyl Methacrylate được sử dụng trong chụp đèn huỳnh quang, tấm khuếch tán từ PMMA Diffusor trong đèn LED giúp phân bổ ánh sáng đều và giảm chói.
7. Ứng dụng của chất liệu PMMA làm nhựa tán sáng thanh nhôm đèn LED
Sự xuất hiện của thủy tinh hữu cơ PMMA có nhiều tác động lớn trong ngành công nghiệp chiếu sáng. Dần dần các sản phẩm đèn được thay thế từ thủy tinh sang PMMA nhờ vào mức độ truyền sáng tốt lại có giá thành phải chăng đã giúp nhựa Plexiglass giữ được vị thế cao trong ngành chiếu sáng.
7.1. Tại sao PMMA được chọn làm nhựa tán sáng LED?
Trong hệ thống chiếu sáng đèn LED hiện đại, nhựa PMMA được lựa chọn lầm nhựa tán sáng cho đèn LED nhờ khả năng tán sáng hiệu quả và ổn định lâu dài. Không giống như các loại nhựa khác, PMMA ít bị ố vàng, không bị gãy khi sử dụng.
Hơn nữa, nó còn có khả năng chống lại tia cực tím giúp cho đèn duy trì màu sắc ánh sáng gần như không thay đổi. Ngoài ra, trọng lượng nhẹ và dễ dàng gia công phù hợp với nhiều thiết kế thanh nhôm LED khác nhau.
7.2. Cơ chế tán sáng của PMMA Polymer trong hệ đèn LED
Ánh sáng phát ra từ chip LED sẽ đi qua lớp PMMA, cấu trúc vật liệu sẽ giúp phân tán ánh sáng theo nhiều hướng và làm mềm chùm sáng ban đầu. Chính cơ chế này giúp cho ánh sáng bị tập trung lại một điểm mà sẽ phân bố đều trên toàn bộ bề mặt phát sáng.
PMMA tán sáng giữ vai trò quan trọng trong việc làm giảm hiện tượng chói lóa và tránh lộ điểm LED. Ánh sáng khi truyền qua nắp PMMA sẽ trở nên mịn và dịu hơn mà không gây khó chịu cho mắt thường được ứng dụng trong các hệ thống đèn chiếu sáng nội thất.
>>>Tham khảo: Các mẫu đèn LED chiếu sáng phổ biến nhất hiện nay
Như vậy bài viết trên đã giúp bạn có câu trả lời Polymethyl Methacrylate là gì cùng các đặc tính, ưu nhược điểm và ứng dụng của loại nhựa này. Nhờ tính linh hoạt trong thiết kế, khả năng gia công dễ dàng cùng đặc tính quang học cao mà nhựa PMMA là vật liệu lý tưởng cho các hệ thanh nhôm LED, ứng dụng trong chiếu sáng nội thất – kiến trúc giúp đáp ứng tốt kỹ thuật và thẩm mỹ.
Những câu hỏi thường gặp
1. Tấm nhựa PMMA có độc hại không?
Không. Tấm nhựa PMMA được đánh giá là an toàn cho người sử dụng. Kể cả khi cháy, khí thải sinh ra từ PMMA thường không gây hại theo đánh giá tiêu chuẩn EN 50267-2-2.
2. Vật liệu PMMA dùng ngoài trời có bền không?
CÓ. Vật liệu PMMA polymer vẫn được tái chế trở lại thành nguyên liệu thô ban đầu (Methy Methacrylate) và tiếp tục tái sử dụng mà không ảnh hưởng đến chất lượng.
3. Chất liệu PMMA có bị ố vàng theo thời gian không?
Không. Nhờ khả năng chống tia UV và chịu được thời tiết khắc nghiệt mà PMMA plastic không bị ố vàng theo thời gian khi tiếp xúc lâu dài với môi trường.
