Polimetakrylan metylu

Identyfikacja
Poli (metakrylan metylu)


Próbka bromu osadzona w kostce z pleksiglasu.
N O CAS	9011-14-7
N O ECHA	100,112,313
Właściwości chemiczne
Brute formula	C 5 H 8 O 2 [Izomery]( C 5 H 8 O 2 ) rz
Masa cząsteczkowa	100,1158 ± 0,0052 g / mol C 59,98%, H 8,05%, O 31,96%,
Właściwości fizyczne
T ° fuzja	130 do 140 ° C
* Temperatura wrzenia	200 ° C
Parametr rozpuszczalności δ	18,58 MPa 1/2 ( 25 ° C ); 19,4 MPa 1/2 ; 18,6 do 26,2 J 1/2 cm -3/2
Masa objętościowa	1,188 g cm -3
Właściwości elektroniczne
Stała dielektryczna	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 )
Właściwości optyczne
Współczynnik załamania światła	$n ^ {20} _ {}$ 1.49
Środki ostrożności
WHMIS
Produkt niekontrolowanyTen produkt nie jest objęty kontrolą zgodnie z kryteriami klasyfikacji WHMIS.
Klasyfikacja IARC
Grupa 3: Nie podlega klasyfikacji ze względu na jego rakotwórczość dla ludzi

Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

Poli (metakrylan metylu) (w skrócie jak PMMA , angielski poli (metakrylan metylu) ) jest polimer termoplastyczny przezroczysty otrzymuje się przez reakcje poliaddycji , których monomerem jest metakrylan metylu (MMA). Polimer ten jest lepiej znany pod swoją pierwszą nazwą handlową Plexiglas , zarejestrowanym znakiem towarowym używanym w języku potocznym jako antonomaza , mimo że światowym liderem PMMA jest Altuglas International z grupy Arkema , pod nazwą handlową Altuglas. Jest również sprzedawany pod nazwami handlowymi Lucite, Crystalite, Hesalite, Perspex lub Nudec.

Synteza

To polimeryzuje za pomocą rodników inicjujących do rodnika łańcucha polimeryzacji . Możliwa również polimeryzacja anionowa z użyciem nukleofilowych inicjatorów typu karboanionów .

Anionowej polimeryzacji musi odbywać się w środowisku bezwodnym; w rzeczywistości w tego typu reakcji nie ma etapów zakończenia, budowany łańcuch nadal absorbuje monomery, aż do wyczerpania zapasu. Dopiero wtedy można wytrącić PMMA dostarczając do niego proton (np. Kwasem) lub dodając do niego inny monomer w celu utworzenia kopolimerów z blokami (typ AAABBB).

Bezwodne środowisko służy zatem do zapobiegania zbyt wczesnemu kończeniu się łańcuchów PMMA z powodu protonu, który obniżyłby ich stopień polimeryzacji . Z tego też powodu reakcja przebiega w obojętnej atmosferze (argon, diazot).

Zastosowany rozpuszczalnik i inicjator określą taktyczność polimeru, a tym samym jego właściwości fizyczne.

Istnieją trzy główne procesy polimeryzacji:

przez odlewanie między dwiema szklanymi płytami;
w zawieszeniu ;
en masse .

Te dwa ostatnie procesy są wykorzystywane głównie do produkcji płyt wyciskanych i produkcji granulatu .

PMMA może być prasowany, wtryskiwany, odlewany, rozdmuchiwany i wytłaczany. Arkusze i płyty PMMA są łatwo formowane termicznie. Można go łatwo metalizować. PMMA można również spawać ultradźwiękowo.

Właściwości fizyczne

Jego temperatura zeszklenia ( T v ) wynosi od 46 ° C dla izotaktycznego PMMA (grupy estrowe są wyrównane po tej samej stronie łańcucha) i 159 ° C dla syndiotaktycznego PMMA (grupy estrowe są naprzemiennie rozmieszczone wokół łańcucha). . Większość PMMA na rynek jest obecnie ataktyczny z T V pomiędzy 90 ° C a 105 ° C . Modyfikacja grupy estrowej również powoduje obniżenie T V ( np etylu : 65 ° C , n -butylu : 20 ° C ). PMMA można również modyfikować przez kopolimeryzację z innymi monomerami, takimi jak akrylany , akrylonitryle , styreny i butadieny .

Aukcja:

bardzo wysoka przezroczystość, bardzo klarowna z błyszczącym wyglądem;
wyjątkowe właściwości optyczne (przepuszczalność światła lepsza niż szkła nawet w bliskim UV, przezroczystość, klarowność, blask). Współczynnik załamania światła 1,49;
bardzo gładka i błyszcząca powierzchnia;
doskonała odporność na czynniki atmosferyczne;
doskonała odporność na promienie ultrafioletowe i korozję;
lekkość: gęstość 1,19 g cm- 3 (znacznie lżejsza niż szkło);
współczynnik rozszerzalności cieplnej : 70–77 × 10–6 K –1 ;
stosowanie stomatologiczne: wrażliwe w długim okresie (kilka miesięcy) na obecność śliny (materiał staje się kruchy), chlorheksydynę (środek do dezynfekcji jamy ustnej) lub niektóre barwniki spożywcze (barwniki);
przewodnictwo cieplne w 23 ° C : 0,17–0,19 W m −1 K −1 ;
wysoki współczynnik rozpuszczania w roztworze wodnym.

Odkrycie pleksi

Pierwszy akrylowego otrzymano 1843 i kwasu metakrylowego , który pochodzi od tego, w 1865 r reakcji pomiędzy kwasem metakrylowym i metanolu daje metylu metakrylanu ester . W 1877 roku niemiecki chemik Rudolph Fittig odkrył proces polimeryzacji metakrylanu metylu. Szkło akrylowe zostało odkryte niemal jednocześnie (w 1928 r.) W Niemczech ( Walter Bauer ), Wielkiej Brytanii (Rowland Hill i John Crawford) oraz Hiszpanii . W 1933 roku znak towarowy Plexiglas został opatentowany i zarejestrowany przez innego niemieckiego chemika, Otto Röhma . W 1936 roku Imperial Chemical Industries (wówczas Lucite International) rozpoczął pierwszą komercyjnie opłacalną produkcję bezpiecznego szkła akrylowego (marka Perspex). Pierwsze soczewki kontaktowe z pleksiglasu zostały zaprojektowane w 1940 roku przez Heinricha Wöhlka na własny użytek: sprzedawane wówczas soczewki kontaktowe były wykonane z ciętego szkła borokrzemianowego i wywoływały reakcje alergiczne. Podczas II wojny światowej zarówno siły alianckie, jak i siły Osi wykorzystywały szkło akrylowe do produkcji peryskopów podwodnych oraz przednich szyb i wieżyczek bombowców. Piloci samolotów, których oczy zostały dotknięte rozpryskami PMMA, byli mniej poważnie ranni niż odłamki szyby okiennej, ze względu na znacznie lepszą kompatybilność między ludzką tkanką a PMMA niż ze szkłem. Jednym z pierwszych produktów codziennego użytku wykonanych z pleksiglasu była osłona zestawu Hi-Fi Braun SK 4 z 1956 roku.

posługiwać się

Wyróżniamy:

szyldy, banery świetlne, tablice informacyjne i reklamowe;
zadaszenia do lekkich samolotów, szybowców, mikrolotów;
POS , ekspozycja, grawerowanie, umeblowanie, wyposażenie sklepów, dekoracja;
części przemysłowe;
akcesoria zabezpieczające;
piłka kontaktowa ;
protezy dentystyczne;
implant w okulistyce;
membrany do hemodializerów…;
światłowód ;
sztuka (obiekty projektowe, rzeźba): Pontiac Plexiglas Deluxe Six z 1939 r., zwany inaczej „Ghost Car” i zaprojektowany przez Normana Bel Geddes , jest wynikiem współpracy General Motors i firmy Rohm and Haas . Był to pierwszy samochód wyprodukowany w Stanach Zjednoczonych, który miał nadwozie w całości wykonane z pleksiglasu, odsłaniając w rzeczywistości jego strukturę i różne części mechaniczne. Został on wyeksponowany jako element promocyjny w pawilonie Highways and Horizons firmy General Motors z okazji Światowych Targów Nowojorskich 1939-1940 . Druga kopia została zbudowana w 1940 roku na wystawę Golden Gate w 1940 roku;
Obiektywy do ekonomicznych (jednorazowych) aparatów fotograficznych - polimeryzacja masowa pozwala na uzyskanie części bez wewnętrznych ograniczeń, dzięki czemu mają stały i izotropowy współczynnik załamania światła;
bezpośrednie wsparcie druku za pomocą farb UV do obrazów fotograficznych;
instrumenty muzyczne: niektóre modele perkusji (m.in. Ludwig i Tamburo);
Zbiornik na elektroniczny papieros.
zestawy perkusyjne (takie jak Pearl Crystal Beat lub Ludwig Vistalite, kultowy zestaw perkusyjny Johna Bonhama )

PMMA ma wiele zalet, w tym dwie główne: jest przezroczysty i odporny.

Może zastąpić szkło w produkcji okien, ponieważ zapewnia doskonałą przepuszczalność światła . Przepuszcza do 92% światła widzialnego, czyli więcej niż szkło. Ze względu na swoją odporność na promienie ultrafioletowe jest stosowany do oszklenia, ochrony płytek lub niektórych części samochodowych (tylne światła).

Jest to jedyny polimer przezroczysty dla ultrafioletowych . W przeciwieństwie do poliwęglanu , polistyrenu i innych przezroczystych polimerów nie daje żółtawego zabarwienia, które wymaga dodania rozjaśniaczy optycznych . Otrzymuje się wtedy polimer o wyjątkowej przezroczystości.

Powierzchnie PMMA wykazują dużą sztywność oraz dobrą odporność chemiczną. Dlatego jest idealnym materiałem na przezroczyste ściany dużych akwariów.

PMMA jest dość delikatny i łatwo się pali. Ten polimer również wymaga hartowania ( wyżarzania ), aby uwolnić wewnętrzne naprężenia w polimerze. Ma niską odporność na rozpuszczalniki, zwłaszcza paliwa. Materiał wydaje się być odporny na benzynę, metan i kwas solny, ale nie jest odporny na aceton. Bardzo źle reaguje na kontakt z cyjanoakrylanem , co powoduje, że PMMA wybiela się tak, jakby był przeszlifowany.

PMMA ma stosunkowo niską odporność na ścieranie. W razie potrzeby preferowany jest kopolimer styrenowo-akrylonitrylowy (SAN), zwłaszcza w przypadku części kolorowych (tylne światła samochodowe), gdzie przezroczystość jest mniej ważna.

PMMA nie może służyć jako ekran ochronny do maszyn przemysłowych, konieczne jest użycie poliwęglanu, który nie stwarza żadnego zagrożenia w przypadku pęknięcia.

Recykling

PMMA można stopić, a następnie ponownie formować, ale przede wszystkim poprzez depolimeryzację można go łatwo poddać recyklingowi . Podgrzewając PMMA oddaje swój wyjściowy monomer, MMA. Można go następnie ponownie wykorzystać do nowej polimeryzacji.

We Francji 27 kwietnia 2016 r. Główni gracze w tym sektorze podpisali zobowiązanie „ zielonego wzrostu ” związane z utworzeniem nowego sektora recyklingu szkła akrylowego (projekt „Reverplast”).

Handel

W 2014 roku Francja była importerem PMMA, zgodnie z francuskimi zwyczajami. Średnia cena importowa za tonę wynosiła 2100 EUR.

Bibliografia

obliczona masa cząsteczkowa od „ atomowych jednostek masy elementów 2007 ” na www.chem.qmul.ac.uk .
(w) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 II wyd. , 1076, s. ( ISBN 978-0-387-69002-5 i 0-387-69002-6 , czytaj online ) , str. 294.
(w) Leslie Howard Sperling, Introduction to Physical Polymer Science , Hoboken, NJ, Wiley ,2006, 845 pkt. ( ISBN 978-0-471-70606-9 , czytaj online ) , str. 75.
(w) Jozef Bicerano, Prediction of polimer properties , New York, Marcel Dekker ,2002, 3 e ed. , 746 s. ( ISBN 0-8247-0821-0 ) , str. 196.
(w) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press ,2009, 90 th ed. , 2804 s. , Twarda oprawa ( ISBN 978-1-4200-9084-0 ).
(w) JG Speight i Norbert Adolph Lange, Lange's Handbook of Chemistry , McGraw-Hill,2005, 16 th ed. , 1623 s. ( ISBN 0-07-143220-5 ) , str. 2.807.
Grupa robocza IARC ds. Oceny ryzyka rakotwórczości dla ludzi, „ Global Carcinogenicity Assessments for Humans, Group 3: Unclassifiable as to their Carcinogenicity for Humans ” , on monographs.iarc.fr , IARC,16 stycznia 2009(dostęp 22 sierpnia 2009 ) .
„ polimetakrylan metylu ” w bazie danych chemikaliów Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 25 kwietnia 2009.
Nazwa i skrót zgodnie z EN ISO 1043-1, Tworzywa sztuczne - Symbole i skróty - Część 1 : Podstawowe polimery i ich szczególne właściwości .
„ Plexiglas ” , na cnrtl.fr (dostęp 15 lipca 2019 ) .
Altuglas International .
DW van Krevelen i Klaas wy Nijenhuis, właściwości polimerów , 4 th ed. , 2009.
„Polimetakrylan metylu (PMMA, akryl)” , na goodfellow.com .
„ Unternehmen - Historie ” , w Wöhlk Contactlinsen GmbH (dostęp 26 marca 2018 r . ) .
Schwarcz, Joe, The Right Chemistry: 108 Enlightening, Nutritious, Health-Conscious and Czasami Bizarre Inquiries into the Science of Daily Life , Doubleday Canada,6 listopada 2012, 272 pkt. ( ISBN 978-0-385-67160-6 , czytaj online ) , str. 226.
(w) Robert Tate, „ Looking Back at the Pontiac Ghost Car ” na motorcities.org ,27 sierpnia 2017(dostęp 10 lutego 2020 ) .
„ Plexi, light and depth ” , na paragonsquare.com , Paragon Square .
„ Pierwsze zobowiązania dotyczące zielonego wzrostu zostały podpisane ” , Ministerstwo Środowiska, Energii i Morza,10 maja 2016 r(dostęp 29.08.2016 ) .
„ Zaangażowanie w ekologiczny wzrost związany z utworzeniem nowego kanału recyklingu szkła akrylowego (projekt Reverplast) ” [PDF] , Ministerstwo Środowiska, Energii i Morza,27 kwietnia 2016 r(dostęp 29.08.2016 ) .
„ Indicator of import / export trade ” , w Dyrekcji Generalnej ds. Ceł (wskazać CN8 = 39061000) (dostęp 7 sierpnia 2015 r . ) .