专家分析有机玻璃表层材质的前景

　　加入有机溶剂的目的是为了使反应产物分散均匀，在涂覆时有机玻璃耐磨涂层研究进展易于流平，并对有机玻璃表面产生一定的/溶蚀0作用，有利于提高附着力。常用的有机溶剂有乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇等。水解催化剂一般为酸性催化剂，如稀盐酸、稀硝酸等，也可以采用有机酸如醋酸等。缩合催化剂一般为碱性物质，如苛性钾、苛性钠、乙酸钠等，也有报道采用乙酸胆碱。

　　聚硅氧烷类涂料常用的助剂主要有2类：一类是为了进一步提高耐磨性，如胶体二氧化硅、胶体氧化锑等，以胶体二氧化硅最为常用，一般固含量在30%以下，胶体粒径在200nm以下；另一类是为了提高涂层的防紫外线能力，品种有胶体二氧化钛、胶体氧化铈等，以胶体二氧化钛最为常用。有时将二者共同使用，可使涂层的强度和防紫外线性能都得到提高。但由于这两种助剂固化后形成无机网络结构，与有机玻璃的附着力不如有机硅氧烷，因此一般不宜加入太多。如果希望增大无机网络结构所占的比例，一般需要对基材进行底涂处理。此外，为了增强涂料的其它功能，如可着色性、抗静电性等，还可加入季铵盐类物质，如三乙基烯丙基溴化铵。

　　由于紫外线装置廉价易得，因此多采用紫外线固化方式，使用光敏引发剂来引发自由基聚合。常用的光敏引发剂有安息香醚类、二苯酮类，一般加入比例为聚合物含量的1% 5%.由于单体聚合时容易受空气中氧的影响而发生阻聚现象，因此最好在氮气或其它惰性气氛中进行。

　　为进一步提高多官能团丙烯酸酯涂料的耐磨性，可在该类涂料1中引入聚硅氧烷或胶体二氧化硅结构，一般采用含有乙烯基团的有机硅氧烷水解缩聚或与胶体二氧化硅共水解缩聚的产物。由于有机硅氧烷中的乙烯基团可与丙烯酸酯官能团发生共聚，因此形成涂料的均匀性和成膜性较好，形成的涂层硬度也有所提高。

　　结语通过近半个世纪的发展，有机玻璃耐磨涂层在美国、日本及欧洲发达国家已获得广泛的应用，聚硅氧烷和多官能团丙烯酸酯两条路线已经成熟并相互结合向复合功能化方向发展，如耐磨兼顾导电、减反射及防紫外线、防静电等。同时新的路线、新的工艺也在不断发展，聚氨酯涂料因其独有的柔韧性将在该领域占有一席之地，等离子体化学气相沉积镀层技术作为新的工艺路线，可以将多种功能的涂层组合，发展空间广阔，但要实现大尺寸不规则成型件的涂覆均匀性，降低成本，还有许多困难需要克服。

了解有机玻璃切削加工特性

　　装夹方法加工时选择合理的方法，保证零件一次装夹加工成型。分析、统计材料变形量并找出变形规律。加工时提前进行“预变形”。设计制作特殊的专用夹具。如利用零件的大平面定位，采用多点夹紧避免受力点的夹紧力过大。刀具材料的选择有机玻璃属于热塑性塑料，其熔点低（160℃－200℃），玻璃化温度仅为105℃。因此对切削热较敏感。在切削过程中当切削热度过高时，加工表面极易产生熔结现象；而且有机玻璃在切削时被切屑带走的切削热很少，主要由刀具和冷却液散热，所以工件和刀具聚集着很高的切削热。这对刀具使用的耐用度、产品已加工表面的粗糙度是非常不利的，特别是在高速切削和深孔加工等工作条件恶劣时影响更大。高速钢或碳素工具钢是通常采用的经济型刀具材料，这两种材料的刀具在刃磨时易获得较为锋利的切削刃，如在刃磨后对前、后刀面进行研磨，使其达到镜面（Ra0.1￣Ra0.2m），可以避免由于材料的软化，造成材料的涂抹现象，以影响表面的光滑程度并有时使已加工表面产生裂纹。

　　刀具角的选择在切削有机玻璃时，切削力是随切削速度、切削深度和刀具前角的变化而变化的，其中切削力与切削深度成正比。前角在切削时适当的选用大前角（25°￣40°）可以减小材料变形及切削热的产生，以提高刀具的耐用度。加工时合理的前角如下图所示。图中实心点切削速度为0.8mm／min，空心点切削速度为0.2mm／min后角根据切削厚度（或进给量）选择合理的后角（6°￣10°）。一般切削厚度与后角成反比例关系，但在保证刀具强度的情况下尽量取大值，以减小后刀面的磨损，提高刀具的耐用度及对已加工面的摩擦；针对有机玻璃零件在加工过程中容易引起划伤、擦伤，易变形、对缺口及应力集中相当敏感等问题，采用了一套有效的方法，用于提高有机玻璃的加工质量，对有机玻璃的机械加工具有一定的指导意义。刚性较差时，可减小或消除切削时的振动。在精车时，车刀的后角可以增加到30°左右。主偏角、副偏角和过渡刃选用较大的主偏角（60°～90°）同时修磨圆弧形过渡刃（R0.5￣R2）。减小径向切削力避免已加工面产生抖纹和提高刀尖强度，改善散热条件；修磨圆弧形过渡刃可减小已加工面的Ra值。副偏角则按粗加工选用大、精加工时选用小的原则来选择。刃倾角选用正刃倾角（20°￣30°）来控制切屑不流向已加工表面，以避免切屑擦伤已加工表面。钻孔加工时可取较小的顶角（90°～110°）和修短横刃、修窄刃带（0.1￣0.2mm）、顶角修磨圆弧修光刃。

　　切削速度及走刀量在选择切削速度及走刀量时，要根据加工方法的不同加以区别。如：钻孔时采用高切削速度，大走刀量，但在钻通时则要减缓进刀而且要勤退刀、勤排屑并加注充足的冷却液，利用有机玻璃的玻璃化度（熔融度）低的特性来提高加工面的表面光洁度。而铣削时（顺铣）则应用高切削速度，小走刀量，以防止工件的开裂。在情况允许的时候可用“拖刀”修光加工面。结语总之，在了解有机玻璃切削加工特性的基础上，应该合理选择加工工具、装夹方法和刀具材料，优化切削参数，减少加工中的不利因素，保证有机玻璃的机械加工质量。

信息来源：有机玻璃展示架