Metakrylan polimetylu

Metakrylan polimetylu (PMMA) – syntetyczna żywica wytwarzana z polimeryzacji metakrylanu metylu. Przezroczysty i sztywny plastik, PMMA jest często stosowany jako substytut szkła w produktach takich jak nietłukące się okna, świetliki, podświetlane znaki i zadaszenia samolotów. Sprzedawane jest pod markami handlowymi Plexiglas, Lucite i Perspex.

PMMA, ester kwasu metakrylowego (CH2=CCO2H), należy do ważnej rodziny żywic akrylowych. W nowoczesnej produkcji otrzymuje się go głównie z propylenu, związku rafinowanego z lżejszych frakcji ropy naftowej. Propylen i benzen są poddawane reakcji, w wyniku której powstaje kumen lub izopropylobenzen; kumen jest utleniany do nadtlenku kumenu, który jest traktowany kwasem i powstaje aceton; aceton jest z kolei przekształcany w trzystopniowym procesie w metakrylan metylu (CH2=CCO2CH3), łatwopalną ciecz. Metakrylan metylu, w postaci ciekłej luzem lub zawieszony w wodzie w postaci drobnych kropel, ulega polimeryzacji (jego cząsteczki łączą się ze sobą w duże ilości) pod wpływem inicjatorów wolnorodnikowych, tworząc stałe PMMA. Struktura powtarzającej się jednostki polimeru jest następująca:.

Obecność wiszących grup metylowych (CH3) zapobiega ścisłemu upakowaniu łańcuchów polimeru w sposób krystaliczny i swobodnemu obracaniu się wokół wiązań węgiel-węgiel. W rezultacie PMMA jest twardym i sztywnym tworzywem sztucznym. Ponadto charakteryzuje się niemal doskonałą przepuszczalnością światła widzialnego, a ponieważ zachowuje te właściwości przez lata ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe i warunki atmosferyczne, jest idealnym substytutem szkła. Najbardziej udanym zastosowaniem jest wewnętrzne podświetlane znaki reklamowe i kierunkowe. PMMA jest również stosowany w świetlikach kopułowych, obudowach basenów, zadaszeniach samolotów, tablicach rozdzielczych i świecących sufitach. Do tych zastosowań tworzywo jest ciągnięte w arkusze, które są obrabiane maszynowo lub termoformowane, ale jest również formowane wtryskowo w soczewki samochodowe i osłony urządzeń oświetleniowych. Ponieważ PMMA wykazuje niezwykłą właściwość utrzymywania wiązki światła odbitego w obrębie swoich powierzchni, jest często wytwarzany z włókien optycznych dla telekomunikacji lub endoskopii.

Metakrylan polimetylu został odkryty na początku lat trzydziestych przez brytyjskich chemików Rowlanda Hilla i Johna Crawforda w Imperial Chemical Industries (ICI) w Anglii. Firma ICI zarejestrowała produkt pod nazwą handlową Perspex. Mniej więcej w tym samym czasie chemik i przemysłowiec Otto Röhm z Rohm and Haas AG w Niemczech próbował wyprodukować szkło bezpieczne poprzez polimeryzację metakrylanu metylu pomiędzy dwiema warstwami szkła. Polimer oddzielił się od szkła w postaci przezroczystej płyty z tworzywa sztucznego, której Röhm nadał nazwę handlową Plexiglas. Zarówno Perspex, jak i Plexiglas zostały wprowadzone na rynek pod koniec lat 30-tych. W Stanach Zjednoczonych firma E.I. du Pont de Nemours & Company (obecnie DuPont Company) wprowadziła następnie swój własny produkt pod nazwą handlową Lucite. Pierwsze poważne zastosowanie nowego tworzywa miało miejsce podczas II wojny światowej, kiedy to z PMMA wykonano okna samolotów i daszki bąbelkowe do wieżyczek strzelniczych. Po wojnie pojawiły się zastosowania cywilne.