Polymethylmethacrylat

Polymethylmethacrylat (PMMA), ein Kunstharz, das durch Polymerisation von Methylmethacrylat hergestellt wird. PMMA ist ein transparenter und starrer Kunststoff, der oft als Ersatz für Glas in Produkten wie z.B. bruchsicheren Fenstern, Oberlichtern, Leuchtschildern und Flugzeugdächern verwendet wird. Es wird unter den Markennamen Plexiglas, Lucite und Perspex verkauft.

PMMA, ein Ester der Methacrylsäure (CH2=CCO2H), gehört zu der wichtigen Familie der Acrylharze. In der modernen Produktion wird es hauptsächlich aus Propylen gewonnen, einer Verbindung, die aus den leichteren Fraktionen des Rohöls raffiniert wird. Propylen und Benzol werden zusammen zu Cumol oder Isopropylbenzol umgesetzt; das Cumol wird zu Cumolhydroperoxid oxidiert, das mit Säure zu Aceton behandelt wird; das Aceton wird wiederum in einem dreistufigen Prozess zu Methylmethacrylat (CH2=CCO2CH3), einer brennbaren Flüssigkeit, umgewandelt. Methylmethacrylat, in flüssiger Form oder als feine Tröpfchen in Wasser suspendiert, wird unter dem Einfluss von Radikalinitiatoren zu festem PMMA polymerisiert (seine Moleküle werden in großer Zahl miteinander verbunden). Die Struktur der sich wiederholenden Polymereinheit ist:.

Das Vorhandensein der anhängenden Methyl (CH3)-Gruppen verhindert, dass sich die Polymerketten eng kristallin zusammenlagern und frei um die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen drehen. Dadurch ist PMMA ein zäher und steifer Kunststoff. Darüber hinaus hat es eine nahezu perfekte Transmission für sichtbares Licht. Da es diese Eigenschaften auch nach jahrelanger Einwirkung von ultravioletter Strahlung und Witterung beibehält, ist es ein idealer Ersatz für Glas. Eine sehr erfolgreiche Anwendung ist der Einsatz in innenbeleuchteten Schildern für Werbung und Wegbeschreibung. PMMA wird auch für gewölbte Oberlichter, Schwimmbadüberdachungen, Flugzeugüberdachungen, Instrumententafeln und Lichtdecken verwendet. Für diese Anwendungen wird der Kunststoff in Platten gezogen, die maschinell bearbeitet oder thermisch geformt werden, aber er wird auch im Spritzgussverfahren zu Autogläsern und Beleuchtungsabdeckungen verarbeitet. Da PMMA die ungewöhnliche Eigenschaft besitzt, einen Lichtstrahl innerhalb seiner Oberflächen reflektiert zu halten, wird es häufig zu Lichtleitfasern für die Telekommunikation oder die Endoskopie verarbeitet.

Polymethylmethacrylat wurde in den frühen 1930er Jahren von den britischen Chemikern Rowland Hill und John Crawford bei Imperial Chemical Industries (ICI) in England entdeckt. ICI registrierte das Produkt unter dem Markennamen Perspex. Etwa zur gleichen Zeit versuchte der Chemiker und Industrielle Otto Röhm von der Rohm and Haas AG in Deutschland, Sicherheitsglas herzustellen, indem er Methylmethacrylat zwischen zwei Glasschichten polymerisierte. Das Polymer trennte sich als klare Kunststoffplatte vom Glas, der Röhm den geschützten Namen Plexiglas gab. Sowohl Perspex als auch Plexiglas wurden in den späten 1930er Jahren kommerzialisiert. In den Vereinigten Staaten führte die E.I. du Pont de Nemours & Company (heute DuPont Company) später ein eigenes Produkt unter dem Markennamen Lucite ein. Die erste große Anwendung des neuen Kunststoffs fand während des Zweiten Weltkriegs statt, als PMMA zu Flugzeugfenstern und Blasenhauben für Geschütztürme verarbeitet wurde. Nach dem Krieg folgten zivile Anwendungen.