PMMA ist ein weit verbreitetes Polymer; aber was ist es wirklich, und wofür wird es verwendet? Lesen Sie hier alles über PMMA, von seiner Definition und seinen Eigenschaften bis hin zu seinen Anwendungen in verschiedenen Branchen.
PMMA ist ein Kunststoff, der älter ist, als man vielleicht denkt. Bereits 1902 beschrieb der deutsche Chemiker Otto Röhm eine Methode zur Polymerisation von Acrylsäure. Dies erwies sich als Vorläufer des ersten Acryl-Kunststoffs und der späteren Marke PLEXIGLAS®. Röhm war ein aktiver Erfinder, der mehr als 70 Patente angemeldet hat. Es dauerte dann einige Zeit, bis der Acryl-Kunststoff weiterentwickelt und die tatsächliche Produktion von PLEXIGLAS® aufgenommen wurde. Das geschah letztendlich erst im Jahr 1928.
Heute ist diese Art von Kunststoff unter dem Oberbegriff PMMA bekannt. In diesem Blog werden wir Ihnen dieses Material näher erläutern.
Definition und Eigenschaften von PMMA
PMMA ist eine Abkürzung für Polymethylmethacrylat. Als Produkt hat das Material einige marktgängige Namen, wie Acryl, Acrylat und Acrylglas. Häufig findet man es auch unter Markennamen wie PLEXIGLAS®, Perspex und Altuglas.
Die chemische Zusammensetzung und Struktur von PMMA sorgen für einige besondere Eigenschaften. So ist das Material beispielsweise hart und transparent mit einer Lichtdurchlässigkeit von bis zu 92 %. Es weist eine hohe Steifigkeit und Stabilität auf. PMMA hält außerdem UV-Strahlen fern und ist UV-beständig: Es lässt nur einen geringen Prozentsatz der UV-Strahlung durch und vergilbt oder versprödet nicht durch die UV-Strahlung. Darüber hinaus hält das Material problemlos Feuchtigkeit und Temperaturen zwischen -40 und +80 °C stand.
PMMA gehört zur Gruppe der “Thermoplaste“, also zu den Kunststoffen, die bei Erwärmung schmelzen und daher verformbar und recycelbar sind. PMMA gehört auch zu den amorphen Kunststoffen, die halbtransparent oder vollständig durchsichtig gemacht werden können. Eine Besonderheit ist, dass sich PMMA oberhalb von 80 °C nicht sofort verflüssigt, sondern langsam von einer harten in eine flexible Phase übergeht.
Herstellung von PMMA
Für die Herstellung von PMMA werden verschiedene Rohstoffe und Chemikalien benötigt. Zur Herstellung von PMMA wird zunächst Methylmethacrylat (MMA) hergestellt, das anschließend polymerisiert wird. Unter dem Einfluss einer Initiatorsubstanz werden dann lange Ketten aus MMA-Molekülen gebildet. In vielen Fällen handelt es sich bei der Initiatorsubstanz um eine Peroxidverbindung. Außerdem kann ein Lösungsmittel (oft organisch oder wässrig) verwendet werden.
Es gibt mehrere Verfahren zur Herstellung von PMMA. Die wichtigsten davon sind:
- Batch-Polymerisation. Bei diesem Verfahren wird PMMA in Chargen in verschiedenen Reaktionsgefäßen polymerisiert. Das Verfahren ist relativ einfach und flexibel, aber zeitaufwendig und daher für große Produktionsmengen weniger geeignet.
- Kontinuierliche Polymerisation. Dies ist das Gegenstück zur Batch-Polymerisation. Sie eignet sich besser für die Produktion in großem Maßstab. Das MMA und der Initiator werden durch einen Reaktor geleitet, in dem Temperatur und Druck kontrolliert werden. Während dieses Prozesses findet eine Polymerisation statt. Die kontinuierliche Polymerisation ist weniger flexibel, da es schwieriger ist, das herzustellende Polymer zu ändern. Sie ist jedoch die ideale Wahl für große Mengen.
- Lösungspolymerisation. Bei diesem Verfahren wird das Monomer MMA in einer oft wässrigen oder organischen Substanz aufgelöst. Anschließend wird der Initiator zugegeben, um die Polymerisation einzuleiten. Am Ende wird die Substanz, in der das MMA aufgelöst ist, wieder aus der Verbindung entfernt. Diese Lösungspolymerisation wird im kontinuierlichen Verfahren eingesetzt.
Die Herstellung von PMMA unterliegt strengen Vorschriften, was nicht verwunderlich ist. Bei der Herstellung können Stoffe freigesetzt werden, die aus Umweltgesichtspunkten weniger erwünscht sind. So enthalten einige PMMA-Varianten herkömmliche Weichmacher. Dabei handelt es sich um Zusatzstoffe, die dem Kunststoff zugesetzt werden, um dem Material bestimmte Eigenschaften, wie z. B. Flexibilität, zu verleihen. Am bekanntesten sind die Phthalat-Weichmacher, die vor allem in PVC vorkommen. Diese Art von Weichmachern kann gesundheitsschädlich sein, aber glücklicherweise kommen immer mehr (neue) Weichmacher auf den Markt, die nicht mehr giftig sind.
Anwendungen von PMMA
PMMA findet in einer Vielzahl von Produkten und Branchen Anwendung. Die wichtigsten Branchen, in denen PMMA verwendet wird, sind das Baugewerbe, die Automobilindustrie, die Beleuchtungsindustrie, die Beschilderung und die Optik. Darüber hinaus wird PMMA häufig im Hobbybereich eingesetzt. Ein kurzer Überblick:
✓ Hobby.
Künstler und Bastler haben alle möglichen kreativen Verwendungsmöglichkeiten für PMMA. Sie können zum Beispiel darauf malen, aber auch ein Mosaik aus transparentem PLEXIGLAS® herstellen oder PLEXIGLAS® zu Kunstwerken biegen.
✓ Bauwesen.
Bauunternehmer sehen in PMMA oft eine dankbare und hochwertige Alternative zu herkömmlichen Glasfenstern. PMMA eignet sich auch sehr gut als Wandverkleidung.
✓ Automobilbau.
In der Automobilindustrie werden immer mehr Teile im Spritzgussverfahren hergestellt. Denken Sie an Scheinwerfer oder Armaturenbrett – Teile. PMMA eignet sich hervorragend dafür.
✓ Beleuchtung.
Bei Designern ist PMMA ein begehrtes Basismaterial für (moderne) Leuchten, weil man es in viele Formen pressen kann. Sie werden in der Regel aus Kunststoffplatten oder als Spritzguss – Produkt hergestellt.
✓ Optik.
Aufgrund seiner kristallklaren Eigenschaften eignet sich PMMA besonders für die Herstellung von Sonnenbrillen. Auch Teile von Mikroskopen werden aus diesem Material hergestellt.
✓ Beschilderung.
Aufgrund seiner stabilen Form und seines eleganten Aussehens ist PMMA ideal für Beschilderungen, Werbetafeln und Messestände. Für diese Anwendung werden in der Regel auch Kunststoffplatten verwendet.
Im Vergleich zu anderen Materialien hat PMMA eine Reihe von herausragenden Vorteilen. Es ist ein zugängliches Material mit hervorragender Klarheit. PMMA ist stabil und verformt sich nicht leicht unter dem Einfluss von Feuchtigkeit oder anderen Einflüssen. Das Material ist außerdem UV-beständig und UV-abwehrend und lässt sich sehr gut verkleben. Weitere Innovationen bei PMMA – Anwendungen werden sich in Zukunft vor allem auf Nachhaltigkeit, Recycling und Abfalltrennung konzentrieren.
Fazit
PMMA ist ein vielseitiger Kunststoff mit einer Reihe von einzigartigen Eigenschaften. Das Material ist stark, hart, klar und transparent sowie UV-abwehrend und UV-beständig. PMMA ist feuchtigkeitsresistent und widersteht erheblichen Temperaturunterschieden unterhalb und oberhalb des Gefrierpunktes. Dadurch ist PMMA sehr formstabil und verformt sich nicht so leicht durch äußere Einflüsse.
Außerdem lässt sich das Material leicht verkleben. Aufgrund dieser und anderer Eigenschaften findet PMMA in vielen verschiedenen Branchen Anwendung. Die wichtigsten sind: Hobby, Bauwesen, Automobilbau, Beleuchtung, Optik und Beschilderung.
Die Tatsache, dass PMMA in hohem Maße recycelbar ist und sich leicht trennen lässt, macht das Material außerdem nachhaltig und zukunftssicher. Weitere Innovationen in den Bereichen Umwelt und Nachhaltigkeit werden PMMA in Zukunft noch attraktiver für die Industrie machen.