Polymethylmethacrylaat

Polymethylmethacrylaat (PMMA), een synthetische hars die wordt geproduceerd uit de polymerisatie van methylmethacrylaat. PMMA is een transparante en stijve kunststof die vaak wordt gebruikt als vervanger voor glas in producten zoals splintervrije ramen, dakramen, lichtreclames en vliegtuigoverkappingen. Het wordt verkocht onder de handelsmerken Plexiglas, Lucite, en Perspex.

PMMA, een ester van methacrylzuur (CH2=CCO2H), behoort tot de belangrijke acrylfamilie van harsen. In de moderne productie wordt het voornamelijk verkregen uit propyleen, een verbinding die wordt geraffineerd uit de lichtere fracties van ruwe olie. Propyleen en benzeen reageren samen tot cumeen, of isopropylbenzeen; de cumeen wordt geoxideerd tot cumeenhydroperoxide, dat met zuur wordt behandeld om aceton te vormen; de aceton wordt op zijn beurt in een driestappenproces omgezet in methylmethacrylaat (CH2=CCO2CH3), een brandbare vloeistof. Methylmethacrylaat, in vloeibare bulkvorm of gesuspendeerd als fijne druppeltjes in water, wordt gepolymeriseerd (de moleculen worden in grote aantallen aan elkaar gekoppeld) onder invloed van vrije-radiale initiatoren tot vast PMMA. De structuur van de polymeerrepeterende eenheid is:.

De aanwezigheid van de hangende methylgroepen (CH3) verhindert dat de polymeerketens zich op kristallijne wijze dicht opeenpakken en vrij rond de koolstof-koolstofbindingen kunnen roteren. Als gevolg daarvan is PMMA een taaie en stijve kunststof. Bovendien heeft het een bijna perfecte transmissie van zichtbaar licht, en omdat het deze eigenschappen behoudt gedurende jaren van blootstelling aan ultraviolette straling en weersinvloeden, is het een ideaal vervangingsmiddel voor glas. Een zeer succesvolle toepassing is die van intern verlichte borden voor reclame en wegwijzers. PMMA wordt ook gebruikt in koepeldakramen, zwembadoverdekkingen, vliegtuigoverkappingen, instrumentenpanelen en lichtgevende plafonds. Voor deze toepassingen wordt de kunststof tot platen getrokken die machinaal of thermogevormd worden, maar het wordt ook spuitgegoten tot autolenzen en afdekkingen voor verlichtingsarmaturen. Omdat PMMA de ongebruikelijke eigenschap vertoont dat het een lichtstraal binnen zijn oppervlakken gereflecteerd houdt, wordt het vaak verwerkt tot optische vezels voor telecommunicatie of endoscopie.

Polymethylmethacrylaat werd in het begin van de jaren 1930 ontdekt door de Britse chemici Rowland Hill en John Crawford bij Imperial Chemical Industries (ICI) in Engeland. ICI registreerde het product onder het handelsmerk Perspex. Rond dezelfde tijd probeerde de chemicus en industrieel Otto Röhm van Rohm and Haas AG in Duitsland veiligheidsglas te produceren door methylmethacrylaat tussen twee lagen glas te polymeriseren. Het polymeer scheidde zich af van het glas als een heldere kunststofplaat, die Röhm de handelsmerknaam Plexiglas gaf. Zowel plexiglas als plexiglas werden aan het eind van de jaren 1930 op de markt gebracht. In de Verenigde Staten, introduceerde E.I. du Pont de Nemours & Company (nu DuPont Company) vervolgens zijn eigen product onder het handelsmerk Lucite. De eerste grote toepassing van de nieuwe kunststof vond plaats tijdens de Tweede Wereldoorlog, toen PMMA werd verwerkt tot vliegtuigramen en luchtkappen voor geschutkoepels. Na de oorlog volgden civiele toepassingen.