PMMA - Acrylglas, Plexiglas

Acrylglas (auch bekannt als Polymethylmethacrylat oder PMMA) ist ein meist harter und transparenter Kunststoff, der aufgrund seiner Vielzahl von Eigenschaften in verschiedenen Bereichen wie etwa für Behälter oder Kunststoffscheiben Anwendung findet. Aufgrund seiner hohen Transparenz wird es auch als Plexiglas bezeichnet.

Eigenschaften

PMMA zeichnet sich durch eine gute chemische Beständigkeit gegenüber vielen Chemikalien wie z. B. Säuren, Basen und Lösungsmitteln, seinem geringen Gewicht, der hohen Witterungsbeständigkeit und der guten Schlagfestigkeit aus. Es wird unter anderem für Scheiben in kleinen Gewächshäusern verwendet und ist sehr gut gegen Einflüsse wie Schnee, Regen und Sonnenlicht beständig.

Einige der wichtigsten Eigenschaften von Acrylglas (PMMA) sind:

1. Transparenz:
   Acrylglas ist bekannt für seine hohe Transparenz und Lichtdurchlässigkeit. Es ist sogar transparenter als Glas und hat eine ähnliche Lichtbrechung. Diese Eigenschaft macht es Ideal in verschiedenen Bereichen, wo eine hohe Lichtausbeute erwünscht wird, wie z. B. bei Rohrleitungen in der Algenzucht.

2. Schlagfestigkeit:
   Obwohl Acrylglas ein relativ spröder Kunststoff ist, ist es überraschend schlagfest. Es ist weniger bruchanfällig als Glas und hält einigen harten Stößen stand.

3. Witterungsbeständigkeit:
   Acrylglas ist beständig gegen viele Umwelteinflüsse wie Sonnenlicht, Regen und Schnee. Es verblasst nicht oder vergilbt nicht und behält seine optischen Eigenschaften bei. Durch die Zugabe von UV-Stabilisatoren wird der Einsatz im Außenbereich verbessert.

4. Chemische Beständigkeit:
   Acrylglas ist beständig gegen viele Chemikalien wie Säuren, Basen und Lösungsmittel.

5. Leichtigkeit:
   Acrylglas ist leichter als Glas, was den Transport und die Handhabung erleichtert.

Häufige Einsatzbereiche sind die Medizin, die chemische Industrie, Lampenschirme, Lichtleiter, die Aquaristik und andere Bereiche. Die Einsatzbereiche von Acrylglas sind aufgrund seiner Eigenschaften sehr vielseitig. Acrylglas ist physiologisch unbedenklich und eignet sich auch für den Transport von Trinkwasser und Lebensmitteln. Allerdings werden hier meist die bruchfesteren PVC-U Rohre verwendet. Acrylglas als PVC-U ist etwas weniger biegsam und neigt zu Rissen und Brüchen bei mechanischen Belastungen und Vibrationen, welche in Rohrleitungen auftreten können.

Herstellung und Aufbau

Wie alle Kunststoffe wird auch Acrylglas über die Polymerisation von Monomeren gewonnen. Hierbei werden die Monomere zu einer linearen Kette verkettet, wodurch das entsprechende Polymer entsteht. Die Monomere sind dabei die Grundbausteine. Für PMMA werden MMA-Moleküle (Methylmethacrylat) zu Polymethylmethacrylat (PMMA) polymerisiert. Die Kettenlänge kann über verschiedene Parameter bereits bei der Polymerisation bestimmt werden. Die Kettenlänge kann dabei von einigen hundert bis mehreren tausend Monomeren reichen.

Es gibt verschiedene Methoden, um PMMA zu produzieren, aber im Allgemeinen ist der chemische Prozess wie folgt:

1. Herstellung von MMA:
   MMA kann durch eine Reihe von Verfahren hergestellt werden, aber das gängigste Verfahren ist die Umsetzung von Methanol und Phosgen (COCl₂) mit einer Katalysatorverbindung.

2. Polymerisation von MMA:
   Die Polymerisation von MMA kann durch eine von zwei Methoden erfolgen: Massen- oder Lösungspolymerisation. In der Massenpolymerisation werden Monomere (MMA) in einem Reaktionsgefäß zusammengeführt und unter Zugabe von Polymerisationsinitiatoren, die die Kettenreaktion auslösen, erhitzt. In der Lösungspolymerisation wird MMA in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und dann mit Polymerisationsinitiatoren und Katalysatoren behandelt, um die Polymerisation in Gang zu setzen.

3. Formgebung des PMMA:
   Das resultierende PMMA wird zu Blöcken oder Granulaten verarbeitet und kann dann durch verschiedene Formgebungstechniken wie Extrusion, Spritzguss oder Gießen in die gewünschte Form gebracht werden.

Die chemische Struktur von Acrylglas sieht wie folgt aus (Ausschnitt aus einer Polymerkette):

Geschrieben: [-CH₂-C(CH₃)(COOCH₃)-]n

Diese Strukturformel zeigt die sich wiederholenden Monomereinheiten von MMA, die durch die Kettenreaktion zu PMMA-Polymerketten verknüpft werden. Das "-CH₂-" und "-COOCH₃-" stellen dabei die Methacrylat-Gruppen dar, die in der Polymerkette enthalten sind. Das kleine n gibt an, dass es sich um einen beliebigen Teil einer sich wiederholnden Kette handelt.