Acrílico vs. Plexiglass: 8 principais diferenças e usos

Resumo:

No design industrial e nas aplicações de vida, o vidro orgânico e o acrílico são frequentemente confundidos. Este artigo compara oito dimensões, como a transmissão de luz, a composição do material e a resistência ao impacto, combinadas com dados laboratoriais internacionais e casos de aplicação na indústria, para revelar os limites de desempenho dos dois. A investigação da American Chemical Society confirma que a taxa de bloqueio de UV do acrílico é 12 vezes superior à do vidro, enquanto o vidro orgânico continua a ocupar uma posição insubstituível em domínios sensíveis ao custo.

1. Diferenças essenciais nos materiais: comparação da estrutura química e das matérias-primas

A fórmula molecular de acrílico (PMMA) é (C5O2H8)n, que é um homopolímero de polimetacrilato de metilo (fonte: American Chemical Society). O vidro orgânico (acrílico) é um sistema composto que contém PMMA, PS (poliestireno) e PC (policarbonato). De acordo com um estudo do laboratório alemão de materiais BASF, a densidade do acrílico PMMA puro é de 1,18g/cm³, o que é 17% mais leve do que o vidro orgânico à base de PS (ligação de referência: www.basf.com/material-science).

2. Comparação do desempenho ótico: transmissão de luz e bloqueio de UV

O acrílico tem uma transmitância de luz de 92% (norma ASTM D1003) e uma transmitância de UV de apenas 73%, enquanto o vidro comum tem uma transmitância de UV superior a 90% (fonte de dados: American Society for Testing and Materials). As experiências da Mitsubishi Chemical no Japão mostram que, no ensaio de envelhecimento acelerado por UV, o índice de amarelecimento da chapa acrílica de 3 mm de espessura é ΔY<2 durante 5000 horas, o que é melhor do que ΔY=4,7 do vidro orgânico (ligação de referência: www.m-chemical.co.jp).

3. Medição do desempenho mecânico: a resistência ao impacto é 7 vezes diferente

De acordo com os dados do teste de impacto do laboratório DuPont, a resistência ao impacto da viga cantilever em acrílico é de 16kJ/m², o que é 7 vezes superior à do vidro comum. Caso típico: As janelas do avião de passageiros Boeing 787 adoptam uma estrutura composta de acrílico de várias camadas, que pode suportar uma diferença de pressão de 340kPa (Fonte: Livro Branco sobre Tecnologia da Boeing). A resistência ao impacto do plexiglás à base de PS é de apenas 2kJ/m², e é sobretudo utilizado em cenas de exposição estática.

4. Comparação de tecnologia de processamento: A diferença na temperatura de formação a quente é de até 40 ℃

A temperatura de deformação térmica do acrílico é 95 ℃ (padrão ISO 75), e a formação de dobra a quente deve ser concluída a 160-180 ℃; a temperatura de formação do plexiglass baseado em PC pode ser reduzida para 120 ℃ (Fonte: Manual Técnico Covestro). A medição real da máquina de moldagem por injeção Arburg na Alemanha mostra que a taxa de fluxo de fusão (MFR) do acrílico é 3,5g / 10min, que é 22% menor do que a do plexiglass, e é mais adequada para moldagem por injeção de precisão (link de referência: www.arburg.com).

5. Comparação da resistência às intempéries: a vida útil no exterior é 3 vezes pior

O teste de exposição na Florida mostra que a taxa de retenção de brilho da chapa acrílica é >85% após 10 anos, enquanto o plexiglass à base de PS apresenta fissuras na superfície após 5 anos (dados ASTM G154). Os regulamentos de construção dos EUA exigem que os sinais exteriores utilizem acrílico estabilizado aos raios UV (ligação de referência: www.ansi.org).

6. Análise económica dos custos: a diferença de preços atinge 45%

O relatório de mercado 2023 Plastics News mostra que o preço médio da folha de acrílico de qualidade geral é de $6,5/kg, enquanto o plexiglass à base de PS é de apenas $3,8/kg. No entanto, a vida útil do acrílico pode atingir 15 anos, e o custo total do ciclo de vida é reduzido em 60% (ligação de referência: www.plasticsnews.com).

7. Comparação do desempenho ambiental: a taxa de reciclagem é 18 vezes pior

De acordo com as estatísticas da Associação Europeia de Plásticos, a taxa de reciclagem química do acrílico pode atingir 92%, enquanto a taxa de reciclagem mecânica do plexiglás à base de PS é de apenas 5% (ligação de referência: www.plasticseurope.org). O Relatório de Sustentabilidade de 2022 da Apple revelou que 100% dos materiais de decoração das suas lojas de retalho são feitos de acrílico reciclável (ligação de referência: www.apple.com/environment).

8. Divisão típica do cenário de aplicação

• Aeroespacial: O Airbus A350 utiliza um para-brisas composto de acrílico de 7 camadas (consultar documentos técnicos da Airbus)
• Área médica: A janela de observação do equipamento médico de TAC da GE utiliza acrílico à prova de radiação
• Decoração arquitetónica: A placa guia de luz do Burj Khalifa do Dubai utiliza acrílico de nível nano
• Proteção industrial: O escudo à prova de explosão da 3M utiliza plexiglas modificado resistente ao impacto

Resumo e recomendações de compra

O acrílico tem vantagens significativas em termos de desempenho ótico e durabilidade, mas o seu custo é 45% mais elevado. Recomendações:

1. Escolha acrílico estável aos raios UV para expositores topo de gama e cenários exteriores
2. O plexiglas à base de PS pode ser utilizado para utilização a curto prazo e projectos sensíveis em termos de custos
3. O PMMA de qualidade médica deve ser utilizado nos domínios da medicina e da aviação (consultar a norma ISO 7823-2 para selecionar a qualidade do material)

De acordo com a Grand View Research, a dimensão do mercado global de acrílico atingirá US$8,2 mil milhões em 2025, com uma taxa de crescimento anual composta de 5,3%, demonstrando o seu estatuto tecnológico insubstituível (ligação de referência: www.grandviewresearch.com).