Acryl

Gemeenschappelijke naam voor poly methyl methacrylaat (PMMA)

Poly (methyl methacrylaat) (PMMA) poly (methyl-2-methylpropenoate) is een transparante thermoplast. Chemisch is het synthetisch polymeer van methylmethacrylaat. Het wordt verkocht onder vele merknamen, waaronder Policril, plexiglas, Gavrieli, Vitroflex, Limacryl, R-Cast, Per-Clax, Perspex, Plazcryl, Acrylex, Acrylite, Acrylplast, Altuglas, Polycast, Oroglass, Optix en Lucite en wordt vaak genoemd acrylglas, gewoon acryl, perspex of plexiglas. Acryl, of acryl vezel, kan ook verwijzen naar polymeren of copolymeren die polyacrylonitril. Het materiaal werd ontwikkeld in 1928 in verschillende laboratoria en werd op de markt gebracht in 1933 door Rohm and Haas Company.

PMMA wordt vaak gebruikt als een alternatief voor glas, en in concurrentie met polycarbonaat (PC). Het is vaak de voorkeur vanwege de matige eigenschappen, eenvoudige bediening en de verwerking, en de lage kosten, maar gedraagt ​​zich op een brosse manier wanneer het is ingevoerd, vooral onder invloed van kracht. De productie van 1 kg van PMMA, is ongeveer 2 kg van aardolie nodig. PMMA ontbrandt op 460 ° C en brandwonden, het vormen van kooldioxide, water, koolmonoxide en laagmoleculaire verbindingen, waaronder formaldehyde.

Geschiedenis

De eerste acrylzuur werd opgericht in 1843. Methacrylzuur, afgeleid van acrylzuur, werd geformuleerd in 1865. De reactie tussen methacrylzuur en methylalcohol resultaten in de ester methylmethacrylaat. De Duitse chemici Fittig en Paul ontdekte in 1877 de polymerisatie proces dat methylmethacrylaat verandert in polymethylmethacrylaat. In 1933 werd de Duitse chemicus Otto Röhm gepatenteerd en geregistreerd de merknaam PLEXIGLAS. In 1936 werd de eerste commercieel rendabele productie van acryl veiligheidsglas begon. Tijdens de Tweede Wereldoorlog acrylglas werd gebruikt voor onderzeese periscopen, en windschermen, luifels en geschutskoepels voor vliegtuigen.

Synthese

PMMA wordt routinematig geproduceerd door emulsiepolymerisatie, oplossing polymerisatie en bulk polymerisatie. Het algemeen radicale inleiding wordt gebruikt (met inbegrip van levend polymerisatie methoden), maar anionische polymerisatie van PMMA kan ook worden uitgevoerd.

Verwerking

Thermoplastische PMMA is typisch verwerkt op 240-250 ° C. Alle gangbare vormen van procedes mogen gebruikt worden, met inbegrip van spuitgieten, persen en extrusie. De hoogste kwaliteit PMMA platen worden geproduceerd door cellen gieten, maar in dit geval, de polymerisatie en gieten stappen voorkomen gelijktijdig. De sterkte van het materiaal hoger is dan gieten rangen vanwege zijn extreem hoge moleculaire massa. Rubber harden is gebruikt om de sterkte van PMMA vanwege zijn broze gedrag in reactie op de aangebrachte belastingen te verhogen.

PMMA kunnen worden samengevoegd met behulp van cyanoacrylaat cement (de zogenaamde "Superlijm"), met warmte (smeltende), of door het gebruik van oplosmiddelen, zoals di-of trichloormethaan om het plastic op de gezamenlijke, die vervolgens zekeringen en sets, die een bijna onzichtbare las te ontbinden .

Krassen kunnen gemakkelijk verwijderd worden door polijsten of door verhitting van het oppervlak van het materiaal.

Lasersnijden kan worden gebruikt om ingewikkelde ontwerpen uit PMMA platen vormen. PMMA verdampt tot gasvormige verbindingen (met inbegrip van de monomeren) bij lasersnijden, dus een zeer schone snede wordt gemaakt, en snijden is zeer eenvoudig uit te voeren. In dit opzicht PMMA heeft een voordeel ten opzichte van concurrerende polymeren, zoals polystyreen en polycarbonaat, die hogere laservermogens verlangen en geven meer rommelig en verkoolde laser snijdt.

Eigenschappen

Skeletstructuur van methyl methacrylaat, het monomeer dat maakt PMMAPMMA:

heeft een dichtheid van 1,150-1,190 kg/m3. Dit is minder dan de helft van de dichtheid van glas, en vergelijkbaar met die van andere kunststoffen.
heeft een goede slagvastheid hoger dan die van glas of polystyreen, maar aanzienlijk lager dan dat van polycarbonaat of technische polymeren. In de meerderheid van de toepassingen, zal het niet breken maar in plaats daarvan breekt in grote saaie stukken.
is zachter en gemakkelijker krassen dan glas. Krasvaste coatings (die ook kan hebben andere functies) worden vaak toegevoegd aan PMMA platen.
brengt tot 92% van het zichtbare licht (3 mm dikte), en geeft een reflectie van ongeveer 4% van elk van de oppervlakken op grond van haar brekingsindex van 1,4893 tot 1,4899.
filters ultraviolet (UV) licht bij golflengten lager dan ongeveer 300 nm. Sommige fabrikanten [3] coatings of additieven toe te voegen aan PMMA om de absorptie te verbeteren in het 300-400 nm bereik.
laat infrarood licht van de tot 2800 nm golflengte te passeren. IR van langere golflengten, tot 25.000 nm, zijn in wezen geblokkeerd. Speciale formuleringen van gekleurde PMMA bestaan ​​om specifieke IR-golflengtes te passeren terwijl het blokkeren van zichtbaar licht (voor afstandsbediening of warmte sensor toepassingen, bijvoorbeeld).
heeft een uitstekende stabiliteit van het milieu in vergelijking met andere kunststoffen zoals polycarbonaat, en is daarom vaak het materiaal van keuze voor buiten toepassingen.
heeft een slechte weerstand tegen oplosmiddelen, zoals het zwelt op en lost makkelijk op. Het heeft ook een slechte weerstand tegen vele andere chemicaliën op grond van haar gemakkelijk gehydrolyseerd ester groepen.

Modificatie van eigenschappen

Pure poly (methyl methacrylaat) homopolymeer zelden wordt verkocht als eindproduct, want het is niet geoptimaliseerd voor de meeste toepassingen. Integendeel, bewerkt formuleringen met wisselende hoeveelheden andere comonomeren, additieven en vulstoffen zijn gemaakt voor toepassingen waarbij de specifieke eigenschappen nodig zijn. Bijvoorbeeld,

Een kleine hoeveelheid van acrylaat comonomeren worden gewoonlijk gebruikt in PMMA rangen bestemd voor warmte-verwerking, aangezien dit stabiliseert de polymeer depolymerisatie ("uitpakken") tijdens de verwerking.
Comonomeren zoals butylacrylaat worden vaak toegevoegd aan slagvastheid te verbeteren.
Comonomeren zoals methacrylzuur kunnen worden toegevoegd aan de glasovergangstemperatuur van het polymeer voor de hogere temperatuur te gebruiken verhogen, zoals in verlichting toepassingen.
Weekmakers kunnen worden toegevoegd aan de verwerking van eigenschappen, hoe lager de glastemperatuur, te verbeteren of de gevolgen eigenschappen te verbeteren.
Kleurstoffen kunnen worden toegevoegd om de kleur te geven voor decoratieve toepassingen, of om te beschermen tegen (of filter) UV-licht.
Vulstoffen kunnen worden toegevoegd aan de kosten-van de daadwerkelijke verbeteren.
[Edit] Betrokken polymeer poly (methyl-acrylaat)
Het polymeer methylacrylaat, PMA of poly (methyl-acrylaat), is vergelijkbaar met poly (methyl methacrylaat), behalve voor het ontbreken van methylgroepen op de backbone koolstofketen. PMA is een zachte witte rubberachtig materiaal, dat is zachter dan PMMA omdat haar lange polymeerketens zijn dunner en gladder en kunnen gemakkelijker schuiven langs elkaar heen.