導(dǎo)讀：隨著智能終端產(chǎn)品市場(chǎng)的爆發(fā)，可穿戴設(shè)備的興起，光學(xué)級(jí)PMMA的材料優(yōu)勢(shì)，加上非常靈活的加工自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)師各種各樣的個(gè)性化設(shè)計(jì)靈感，電容觸摸屏PMMA保護(hù)蓋板在電子產(chǎn)品應(yīng)用里，占有越來(lái)越重要的地位。

電容觸摸屏PMMA保護(hù)蓋板的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

消費(fèi)電子類產(chǎn)品越來(lái)越往智能化和輕量化方向發(fā)展，智能終端產(chǎn)品在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用也越來(lái)越廣，而隨之而來(lái)的產(chǎn)品使用過(guò)程中的安全性也越來(lái)越被人們所關(guān)注。特別是在一些訂制的高端商務(wù)機(jī)器、兒童學(xué)習(xí)游戲機(jī)器產(chǎn)品上，產(chǎn)品使用過(guò)程中的物理防護(hù)和化學(xué)防護(hù)安全上，要求更加嚴(yán)格。
跟使用普通的玻璃或藍(lán)寶石保護(hù)蓋板觸摸顯示器件不同的是，使用光學(xué)級(jí)PMMA保護(hù)蓋板的觸摸顯示器件，在日常使用過(guò)程中，可以防止因意外跌落和撞擊帶來(lái)的玻璃或藍(lán)寶石碎片所引起的物理傷害，以及破裂后顯示器件內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)泄漏所造成的污染傷害。

電容觸摸屏PMMA保護(hù)蓋板，還可以通過(guò)IMD模內(nèi)裝飾技術(shù)、精密切割技術(shù)、表面印刷技術(shù)、激光內(nèi)外雕刻技術(shù)、真空濺鍍技術(shù)、化學(xué)電鍍技術(shù)等等工藝進(jìn)行后期處理，得到用戶所需要的產(chǎn)品工藝效果，豐富產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)。

什么是PMMA？

PMMA 的化學(xué)名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱為：亞克力，亞加力，壓克力，是英文 acrylic 的中文叫法，翻譯過(guò)來(lái)其實(shí)就是有機(jī)玻璃！聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）具有極為優(yōu)越的光學(xué)性能，是一種高度透明的熱塑性塑料，獲得了廣泛的應(yīng)用，PMMA的產(chǎn)品有板、管、棒、模塑料等各種品種，主要應(yīng)用于航空、無(wú)線電、儀器、儀表、醫(yī)療器材、裝飾、指示、廣告等方面。

由于PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗沖擊性能低、成型流動(dòng)性能差等缺點(diǎn)，PMMA的改性材料相繼出現(xiàn)。如甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯、丁二烯的共聚，PMMA與PC的共混等。光學(xué)級(jí)超級(jí)透明PMMA材料主要用于液晶顯示器導(dǎo)光板、光纖材料、太陽(yáng)能光伏電池、手機(jī)或平板保護(hù)蓋板等。

由于超級(jí)透明PMMA優(yōu)秀的光學(xué)性能和穩(wěn)定的電學(xué)性能，密度和重量比玻璃低一半，機(jī)械強(qiáng)度是普通玻璃高7～18倍，越來(lái)越多的廠商直接利用注塑機(jī)械，成型成2.5D、3D PMMA電容觸摸屏保護(hù)蓋板，替代造價(jià)和污染更高的強(qiáng)化玻璃保護(hù)蓋板，在獲得跟玻璃保護(hù)蓋板相似的光學(xué)和電學(xué)性能下，為客戶終端機(jī)型減輕了整機(jī)重量，并且更具使用安全性和優(yōu)秀的性價(jià)比，在手機(jī)和平板領(lǐng)域越來(lái)越多的被采用，特別是在一些高檔的商務(wù)機(jī)器和兒童學(xué)習(xí)、游戲機(jī)器、可穿戴設(shè)備產(chǎn)品上應(yīng)用廣泛。
PMMA材料的性能簡(jiǎn)介：

聚甲基丙烯酸甲酯的主要性能：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）無(wú)色透明的玻璃狀物，比重1.19。難著火，但能緩慢燃燒，離火后仍能繼續(xù)燃燒，燃燒時(shí)易碎裂，熔融滴落，火焰明亮，底部藍(lán)色，頂端白色，發(fā)出強(qiáng)烈花果臭和腐爛的蔬菜臭味。未處理的PMMA制品表面硬度較低，容易被硬物劃傷,經(jīng)過(guò)表面改性加硬處理后，表面硬度可達(dá)6~7H，硬度僅次于石英晶體。

1、透明性：PMMA是無(wú)定形高聚物，其內(nèi)部分子的排列方式不致干擾進(jìn)入它的光線在各個(gè)部分通過(guò)時(shí)的速度，因而能使光線都以相同速度前進(jìn)（即均一的折 光指數(shù)），根本不會(huì)使光線四面分散互相干擾。所以PMMA具有優(yōu)良的光學(xué)性能，高度的透光率（90～92%，和波長(zhǎng)有關(guān)）。表面極光滑的片或棒材，在彎曲 到一定限度內(nèi)也能將從一端射入的光線全部在其內(nèi)部反射前進(jìn)，最后從另一端射出，就好象水在管子里流過(guò)一樣（一定的彎曲度是指彎曲后的位置和原來(lái)位置所成的 角度，不能超過(guò)42°；彎曲呈弧形時(shí)，弧形半徑必須大于棒直徑或片材厚度的3倍）。但當(dāng)其表面某部分磨毛時(shí)，光線就可從這里逸出而顯示出光亮。可以利用這種特性來(lái)制造邊緣發(fā)光裝置、外科醫(yī)療器具、顯示器件光源導(dǎo)光板等

2、機(jī)械性能：PMMA的機(jī)械強(qiáng)度比普通玻璃高7～18倍以，但和其它塑料相比強(qiáng)度只能算中等。它的缺點(diǎn)是質(zhì)輕脆、易開裂（或出現(xiàn)銀紋）、表面硬度低，容易擦傷而失去光澤；耐磨性較差，其彼此之間的靜摩擦系數(shù)是0.8，對(duì)鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)是0.45～0.50，所以容易擦傷磨毛，一般需要進(jìn)行改性加硬處理。

3、電性能：PMMA的電性能是良好的，特別是在低頻率工作條件下。然而其某些電性能是獨(dú)特的：介電損耗角正切值隨頻率的升高而降低。溫度和頻率對(duì)介電常數(shù)有影響，而氣候和濕度對(duì)電性能的影響不大。

4、熱性能：PMMA的耐熱性不夠好，使用溫度僅80℃。可通過(guò)其單體與雙酯基丙烯酸乙二醇酯或甲基丙烯酸丙烯酯等共聚、交聯(lián)，以提高耐熱性。 PMMA的比熱比大多數(shù)熱塑性塑料都低，有利于它快速受熱塑化。另外它還具有一定的耐寒性，在低溫-50～-60℃下，沖擊強(qiáng)度變化很小。

5、化學(xué)性能：PMMA具有一定的耐化學(xué)腐蝕能力，但隨溫度升高而減弱。對(duì)氣體的耐化學(xué)腐蝕能力較強(qiáng)，長(zhǎng)期和臭氧、二氧化硫接觸，未出現(xiàn)被腐蝕情況；氯氣能腐蝕其表面。能溶解于乙酸乙酯或丁酯、冰醋酸、氯仿和苯等中；能吸附各種醇類有機(jī)化合物，使體積膨脹，表面粗糙發(fā)毛，但不溶于脂肪族化合物中。

6、耐氣候性：具有優(yōu)良的耐候性，在熱帶氣候下暴曬多年透明度和色澤變化很少。

電容觸摸屏PMMA保護(hù)蓋板的注塑成型加工

1、清潔
清潔是PMMA注塑制品性能的基本條件之一，否則會(huì)因透光率變差而造成制品的報(bào)廢。為此需注意如下幾點(diǎn)。
A、注塑機(jī)
料斗和料筒應(yīng)特別注意清潔。如果料筒內(nèi)存留有其它物料時(shí)，首先將料筒清洗干凈(清洗材料可用PMMA的再生料)，當(dāng)料筒內(nèi)存留有PVC、POM等物料時(shí)，不可用PMMA再生料直接清洗，這一點(diǎn)務(wù)須注意。
B、粒料
在打開包裝時(shí)，應(yīng)先將包裝材料清理干凈，方能打開包裝。對(duì)于使用剩余的樹脂顆料注意妥善保管，以防因靜電作用而污染樹脂粒料或與其它樹脂粒料混雜。
C、環(huán)境的整治
除了操作人員應(yīng)注意自身的整潔干凈外，還應(yīng)注意操作環(huán)境的整潔，如注塑機(jī)周圍、操作臺(tái)、制品堆放處以及顆粒的貯存處等。在操作過(guò)程中，還應(yīng)注意給料斗加蓋。
D、模具的整治
模具中不允許有油污(如防銹油、切削油、潤(rùn)滑油等)的存在，以免使制品出現(xiàn)開裂、糊斑等。一般不推薦使用脫模劑。

2、再生料的使用
對(duì)于顏色不變、又無(wú)雜質(zhì)存在的PMMA再生料，在要求不高的制品中可以與新料混合后使用的，其混入的比例為新粒的1/4?；旌虾蟮奈锪显诔尚图庸ぶ氨仨氼A(yù)干燥處理，干燥的工藝與新料相同。對(duì)于透光率要求較高的制品，原則上不允許使用再生料。

3、制品的后處理
出于各種原因在PMMA制品不可避免地殘留有一定的內(nèi)應(yīng)力，這些殘留應(yīng)力將會(huì)使制品在使用過(guò)程中出現(xiàn)開裂。為了能達(dá)到減少或消除這些應(yīng)力的目的，對(duì)所得制品需作一定的后處理工作。
PMMA制品的后處理是在溫度為70～80℃的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)進(jìn)行的、處理的時(shí)間則視制品壁厚而定，厚度增大所處理的時(shí)間也就越長(zhǎng)，反之則縮短，一般4h左右就可以了，然后緩慢冷卻至室溫。PMMA樹脂顆粒易吸收水分，由于水分的存在，在成型過(guò)程中受熱蒸發(fā)，導(dǎo)致熔體起泡、膨脹、使制品出現(xiàn)銀絲、氣泡、透明度變差、有糊斑等問(wèn)題。因此在成型加工前，予以干燥處理，特別是包裝條件較差或包裝打開時(shí)間較久的顆粒，更應(yīng)如此。PMMA采用熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備進(jìn)行干燥，其干燥工藝參數(shù)：溫度為70～80℃，時(shí)間為2～4h，料層厚度為30mm。
和干燥處理過(guò)程中，除應(yīng)嚴(yán)格控制干燥工藝以防樹脂顆粒粘連成塊之外，還應(yīng)注意干燥設(shè)備和容器的干凈清潔，以免雜質(zhì)塵?；烊?，而影響制品的質(zhì)量。
經(jīng)干燥處理的樹脂顆粒應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加工，對(duì)于暫不使用的樹脂顆粒，應(yīng)妥為保管。用密閉容器盛裝，以防樹脂顆粒與環(huán)境溫度和濕度相平衡的過(guò)程中，重新吸濕。

4、注塑成型工藝參數(shù)
A、注射溫度
PMMA為無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯的熔點(diǎn)溫度。成型中可供選擇的范圍較寬，可在160～270℃之間選?。煌瑫r(shí)溫度的改變對(duì)熔體流動(dòng)性的影響比較明顯，隨物料溫度的提高熔體的流動(dòng)長(zhǎng)度也明顯增加、這對(duì)于薄壁、長(zhǎng)流程及復(fù)雜制品的充模性十分重要，但必須注意，在選用高料溫時(shí)易受其它工藝參數(shù)影響而給制品表面帶來(lái)變色等問(wèn)題。
注射溫度的恰當(dāng)與否可通過(guò)熔體對(duì)空注射法進(jìn)行觀察判斷，即以熔體低速?gòu)膰娮熘辛鞒鍪欠窆饬?、透明、無(wú)泡，如果是呈不透明、模糊、有氣泡、銀絲的膨脹體，則可認(rèn)為溫度偏高或樹脂含水量過(guò)高。
一般來(lái)說(shuō)，保證熔體充滿模腔的情況下，注射溫度可偏低，以減少可能出現(xiàn)的變色和對(duì)性能的影響。
B、注射壓力
注射壓力對(duì)PMMA熔體流功性的影響不如溫度那么明顯，但由于熔體粘度較大，流動(dòng)性比較差，因此，還是需要較大的注射壓力。特別是形狀復(fù)雜的制品以及壁厚的制品，為克服熔體流動(dòng)阻力和減少收縮凹痕與氣泡等問(wèn)題。仍需注意壓力的增加會(huì)引起制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
PMMA注射壓力的選擇，首先是依據(jù)制品的壁厚等情況予以初選。然后再根據(jù)成型中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整。通常寬澆口、易流動(dòng)的厚壁制品所選取的注射壓力為80～100 MPa之間，而熔體流動(dòng)較為困難的制品所需的壓力要大于140MPa，110～140 MPa則適用于大多數(shù)制品的成型。
C、注射速率
注射速率的提高對(duì)PMMA熔體的充模是有利的，但由于高速注射往往影響成型制品質(zhì)量，特別在澆口周圍常常是模糊不清，從而使制品的透光率大為降低，同時(shí)還增加了制品中的內(nèi)應(yīng)力。在一般情況下最好不采用高速注射，只有當(dāng)澆口較小(大多為針形澆口)充模有困難時(shí)或熔接痕明顯的情況下，選用較高的注射速率。最好采用多級(jí)注射。
D、模具溫度
模具溫度是PMMA成型中一個(gè)重要因素，模具溫度的控制與制品的結(jié)構(gòu)形狀，使用要求以及材料本身有關(guān)。模具溫度高對(duì)熔體的充模是有利的，可減少熔接痕的產(chǎn)生，改善制品的透明性，尤其可降低制品中的內(nèi)應(yīng)力。較高的模具溫度會(huì)引起制品的收縮率有所增大，易發(fā)生凹痕和冷卻時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，進(jìn)而影響整個(gè)成型周期。
在實(shí)際成型中，除了因充模困難，改善熔接痕、防止收縮孔等需要適當(dāng)加高模溫(一般為40～65℃)外，大多采取通水冷卻的辦法控制模具溫度。
E、成型周期
成型周期往往與制品的壁厚有關(guān)，由于PMMA熔體在140℃左右就開始凝固，105℃達(dá)到Tg，可以在較高溫度下脫模而很少發(fā)生變形，所以成型周期一般都比較短，只有當(dāng)模具溫度過(guò)高時(shí)，周期才略有延長(zhǎng)。
總的來(lái)說(shuō)，PMMA的加工要求較嚴(yán)格，它對(duì)水份和溫度很敏感，加工前要充分干燥，其熔體粘度較大，需在較高（225-245℃）和壓力下成型，模溫在65-80℃較好。PMMA穩(wěn)定性不太好，受高溫或在較高溫度下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都會(huì)造成降解。螺桿轉(zhuǎn)速不宜過(guò)大（60%左右即可），較厚的PMMA制件出現(xiàn)“空洞”，需采取大澆口，“低料溫、高模溫、慢速”注射的辦法來(lái)加工。

（未完待續(xù)）