Polymethylmethakrylát

Identifikace
Poly (methylmethakrylát)


Bromový zkušební kus vložený do kostky z plexiskla.
N O CAS	9011-14-7
Ne o ECHA	100 112 313
Chemické vlastnosti
Hrubý vzorec	C 5 H 8 O 2 [izomery]( C 5 H 8 O 2 ) n
Molární hmotnost	100,1158 ± 0,0052 g / mol C 59,98%, H 8,05%, O 31,96%,
Fyzikální vlastnosti
T. fúze	130 až 140 ° C
T ° vroucí	200 ° C
Parametr rozpustnosti δ	18,58 MPa 1/2 ( 25 ° C ); 19,4 MPa 1/2 ; 18,6 až 26,2 J 1/2 cm −3/2
Objemová hmotnost	1,188 g cm −3
Elektronické vlastnosti
Dielektrická konstanta	3,12 ( 1 kHz , 27 ° C ) 2,76 ( 1 MHz , 27 ° C ) 2,6 ( 1 GHz , 27 ° C ) 3,80 ( 1 kHz , 80 ° C ) 2,7 ( 1 MHz , 80 ° C ) 2,6 ( 1 GHz , 80 ° C )
Optické vlastnosti
Index lomu	$n ^ {20} _ {}$ 1,49
Opatření
WHMIS
Nekontrolovaný produktTento produkt není kontrolován podle klasifikačních kritérií WHMIS.
Klasifikace IARC
Skupina 3: Nezařaditelné z hlediska jeho karcinogenity pro člověka

Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak.

Poly (methylmethakrylát) (často zkráceně PMMA , anglicky poly (methylmethakrylát) ) je polymer termoplastický transparentní získaný polyadicí , jehož monomer je methyl-methakrylát (MMA). Tento polymer je známější pod svým prvním obchodním názvem Plexiglas , registrovaná ochranná známka používaná v běžném jazyce jako antonomáza , přestože globálním lídrem v PMMA je Altuglas International ze skupiny Arkema , pod obchodním názvem Altuglas. Prodává se také pod obchodními názvy Lucite, Crystalite, Hesalite, Perspex nebo Nudec.

Syntéza

To polymeruje pomocí radikálů , které iniciují se zbytek řetězce polymerace . Je také možná aniontová polymerace pomocí nukleofilních iniciátorů karbanionového typu .

Aniontová polymerizace musí probíhat v bezvodém prostředí; ve skutečnosti u tohoto typu reakce neexistují žádné ukončovací kroky, řetěz ve výstavbě pokračuje v absorpci monomerů, dokud není zásoba vyčerpána. Teprve potom lze vysrážet PMMA poskytnutím protonu (například pomocí kyseliny) nebo přidáním jiného monomeru , aby se vytvořily kopolymery s bloky (typ AAABBB).

Bezvodé médium tedy slouží k zabránění příliš rychlému ukončení řetězců PMMA v důsledku protonu, který by snížil jejich stupeň polymerace . Také z tohoto důvodu probíhá reakce v inertní atmosféře (argon, dinitrogen).

Použité rozpouštědlo a iniciátor určují taktičnost polymeru, a tedy jeho fyzikální vlastnosti.

Existují tři hlavní polymerační procesy:

litím mezi dvě skleněné desky;
v zavěšení ;
en masse .

Poslední dva způsoby se používají hlavně pro výrobu extrudovaných desek a pro výrobu granulí .

PMMA může být lisování, vstřikování, odlévání, vyfukování a vytlačování. Plechy a desky z PMMA se snadno tvarují za tepla. Může být snadno metalizován. PMMA lze také svařovat ultrazvukem.

Fyzikální vlastnosti

Jeho teplota skelného přechodu ( T v ) je v rozmezí 46 ° C, pro isotaktický PMMA (tyto esterové skupiny jsou vyrovnány na stejné straně řetězu) a 159 ° C pro syndiotaktického PMMA (esterové skupiny se střídají po celém řetězci.) . Většina PMMA na trhu v současné době je ataktický, s T V mezi 90 ° C a 105 ° C . Modifikace esterové skupiny také indukuje snížení T V ( například: ethyl : 65 ° C , n -butyl : 20 ° C ). PMMA lze také modifikovat kopolymerací s jinými monomery, jako jsou akryláty , akrylonitrily , styreny a butadieny .

Výpis:

velmi vysoká průhlednost, velmi čirý s lesklým vzhledem;
výjimečná optická vlastnost (propustnost světla lepší než u skla i v blízkém UV světle, průhlednost, čistota, lesk). Index lomu 1,49;
velmi hladký a lesklý povrch;
vynikající odolnost vůči atmosférickým vlivům;
vynikající odolnost vůči ultrafialovým paprskům a korozi;
lehkost: hustota 1,19 g cm −3 (mnohem lehčí než sklo);
koeficient tepelné roztažnosti : 70−77 × 10 −6 K −1 ;
zubní použití: dlouhodobě citlivé (několik měsíců) na přítomnost slin (materiál křehne), chlorhexidinu (orální dezinfekční prostředek) nebo určitých potravinářských barviv (barviv);
tepelná vodivost při 23 ° C : 0,17−0,19 W m −1 K −1 ;
vysoký koeficient rozpouštění ve vodném roztoku.

Objev plexiskla

První kyseliny akrylové byl získán v roce 1843, a kyseliny methakrylové , který je odvozen od toho, v roce 1865. Reakce mezi methakrylové kyseliny a methanolu, se získá methyl -methakrylát ester . V roce 1877 objevil německý chemik Rudolph Fittig proces polymerace methylmethakrylátu. Akrylové sklo bylo objeveno téměř současně (v roce 1928) v Německu ( Walter Bauer ), Velké Británii (Rowland Hill a John Crawford) a Španělsku . V roce 1933 byla značka Plexiglas patentována a registrována dalším německým chemikem Otto Röhmem . V roce 1936 společnost Imperial Chemical Industries (tehdy Lucite International) zahájila první komerčně životaschopnou výrobu akrylového bezpečnostního skla (značka Perspex). První kontaktní čočky z plexiskla navrhl v roce 1940 Heinrich Wöhlk pro své vlastní použití: kontaktní čočky prodávané v té době byly vyrobeny z broušeného borosilikátového skla a způsobovaly alergické reakce. Během druhé světové války používaly síly Spojenců i Osy akrylové sklo při výrobě ponorkových periskopů a čelních skel a věží bombardovacích kulometů . Piloti letadel, jejichž oči byly zasaženy stříkáním PMMA, byli méně vážně zraněni než střepy okenního skla, kvůli mnohem lepší kompatibilitě mezi lidskou tkání a PMMA než se sklem. Jedním z prvních výrobků pro každodenní spotřebu z plexiskla byl kryt pro Hi-Fi systém Braun SK 4 z roku 1956.

použití

Rozlišujeme:

nápisy, světelné bannery, signální a reklamní panely;
markýzy pro lehká letadla, kluzáky, ultralehká letadla;
POS , displej, gravírování, nábytek, vybavení obchodů, dekorace;
průmyslové části;
bezpečnostní příslušenství;
kontaktní koule ;
zubní protéza;
implantát v oftalmologii;
membrány pro hemodialyzátory…;
optické vlákno ;
umění (designové předměty, sochařství): Pontiac Plexiglas Deluxe Six z roku 1939, jinak nazývaný „Ghost Car“ a navržený Normanem Bel Geddesem , je výsledkem spolupráce mezi General Motors a firmou Rohm and Haas . Bylo to první auto vyrobené ve Spojených státech, které mělo karoserii zcela vyrobenou z plexiskla, což ve skutečnosti odhalovalo její strukturu a různé mechanické součásti. Byl vystaven jako reklamní předmět v pavilonu Highways and Horizons společnosti General Motors u příležitosti Světové výstavy v New Yorku 1939-1940 . Druhá kopie byla postavena v roce 1940 pro výstavu Golden Gate z roku 1940;
Objektivy pro ekonomické (jednorázové) kamery - hromadná polymerace umožňuje získávání dílů bez vnitřních omezení, čímž má konstantní a izotropní index lomu;
přímá podpora tisku s UV inkousty pro fotografické obrazy;
hudební nástroje: některé modely bicích (mimo jiné Ludwig a Tamburo);
nádrž na elektronickou cigaretu.
bicí soupravy (jako Pearl Crystal Beat nebo Ludwig Vistalite, ikonická bicí souprava Johna Bonhama )

PMMA má mnoho výhod včetně dvou hlavních: je průhledný a odolný.

Může nahradit sklo při výrobě oken, protože poskytuje vynikající propustnost světla . Přenáší až 92% viditelného světla, což je více než sklo. Pro svou odolnost vůči ultrafialovému záření se používá pro zasklení, ochranu dlaždic nebo některé součásti automobilů (zadní světla).

Je to jediný polymer transparentní pro ultrafialové . Na rozdíl od polykarbonátu , polystyrenu a jiných transparentních polymerů nenabízí nažloutlé zbarvení, které vyžaduje přidání optických zjasňovačů . Poté se získá polymer výjimečné transparentnosti.

Povrchy PMMA vykazují vysokou tuhost i dobrou chemickou odolnost. Je proto ideálním materiálem pro průhledné stěny velkých akvárií.

PMMA je docela křehký a snadno hoří. Tento polymer také vyžaduje kalení ( žíhání ), aby se uvolnilo vnitřní napětí v polymeru. Má nízkou odolnost vůči rozpouštědlům, zejména palivům. Zdá se, že materiál je odolný vůči benzínu, methanalu a kyselině chlorovodíkové, ale není odolný vůči acetonu. Reaguje velmi špatně na kontakt s kyanoakrylátem , což způsobuje, že PMMA bělí, jako by byl pískován.

PMMA má relativně nízkou odolnost proti oděru. V případě potřeby je preferován styren-akrylonitrilový kopolymer (SAN), zejména u barevných dílů (zadní světla automobilů), kde je průhlednost méně důležitá.

PMMA nelze použít jako ochrannou clonu pro průmyslové stroje, je nutné použít polykarbonát, který při rozbití nepředstavuje žádné nebezpečí.

Recyklace

PMMA lze roztavit a poté znovu roztavit, ale lze jej snadno recyklovat především depolymerací . Zahříváním PMMA vrací svůj výchozí monomer, MMA. To pak může být znovu použito pro novou polymeraci.

Ve Francii 27. dubna 2016 podepsali hlavní aktéři tohoto sektoru závazek „ zeleného růstu “ týkající se založení nového sektoru recyklace akrylového skla (projekt „Reverplast“).

Obchod

V roce 2014 byla Francie podle francouzských zvyků dovozcem PMMA. Průměrná dovozní cena za tunu byla 2 100 EUR.

Reference

vypočtená molekulová hmotnost od „ atomové hmotnosti prvků 2007 “ na www.chem.qmul.ac.uk .
(in) James E. Mark, Fyzikální vlastnosti příručky pro polymery , Springer,2007, 2 nd ed. , 1076 str. ( ISBN 978-0-387-69002-5 a 0-387-69002-6 , číst online ) , s. 294.
(in) Leslie Howard Sperling, Introduction to Physical Polymer Science , Hoboken, NJ, Wiley ,2006, 845 s. ( ISBN 978-0-471-70606-9 , číst online ) , s. 75.
(in) Jozef Bicerano, Predikce vlastností polymerů , New York, Marcel Dekker ,2002, 3 e ed. , 746 s. ( ISBN 0-8247-0821-0 ) , s. 196.
(in) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press ,2009, 90 th ed. , 2804 s. , Vázaná kniha ( ISBN 978-1-4200-9084-0 ).
(in) JG Speight a Norbert Adolph Lange, Lange's Handbook of Chemistry , McGraw-Hill,2005, 16 th ed. , 1623 s. ( ISBN 0-07-143220-5 ) , str. 2,807.
Pracovní skupina IARC pro hodnocení karcinogenních rizik pro člověka, „ Globální hodnocení karcinogenity pro člověka, skupina 3: nezařaditelné z hlediska jejich karcinogenity pro člověka “ , na monografiích .iarc.fr, IARC,16. ledna 2009(zpřístupněno 22. srpna 2009 ) .
„ Polymethylmethakrylát “ v databázi chemických látek Reptox z CSST (quebecká organizace odpovědná za bezpečnost a ochranu zdraví při práci), přístup k 25. dubnu 2009.
Název a zkratka podle EN ISO 1043-1, Plasty - Symboly a zkrácené výrazy - Část 1 : Základní polymery a jejich speciální vlastnosti .
„ Plexisklo “ , na cnrtl.fr (přístup 15. července 2019 ) .
Altuglas International .
DW van Krevelen a Klaas vy Nijenhuis, vlastnosti polymerů , 4 th ed. , 2009.
„Polymethylmethakrylát (PMMA, akryl)“ na goodfellow.com .
„ Unternehmen - Historie “ , na Wöhlk Contactlinsen GmbH (přístup 26. března 2018 ) .
Schwarcz, Joe, Správná chemie: 108 poučných, výživných, zdravých a občas bizarních dotazů na vědu o každodenním životě , Doubleday Kanada,6. listopadu 2012, 272 s. ( ISBN 978-0-385-67160-6 , číst online ) , s. 226.
(in) Robert Tate, „ Ohlédnutí za duchem Pontiac “ na motorcities.org ,27. srpna 2017(přístup 10. února 2020 ) .
„ Plexi, světlo a hloubka “ , na paragonsquare.com , náměstí Paragon .
„ Byly podepsány první závazky k ekologickému růstu “ , Ministerstvo životního prostředí, energetiky a moře,10. května 2016(zpřístupněno 29. srpna 2016 ) .
„ Závazek k ekologickému růstu v souvislosti se zřízením nového recyklačního kanálu pro akrylové sklo (projekt Reverplast) “ [PDF] , Ministerstvo životního prostředí, energetiky a moře,27.dubna 2016(zpřístupněno 29. srpna 2016 ) .
„ Ukazatel dovozu / vývozu “ , Generální ředitelství cel (uveďte CN8 = 39061000) (přístup 7. srpna 2015 ) .