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Polymethylmethacrylat Kurzzeichen PMMA auch Acrylglas ist ein transparenter thermoplastischer Kunststoff StrukturformelAllgemeinesName PolymethylmethacrylatAndere Namen PMMA Poly methyl 2 methylpropenoat Lucite POLYMETHYL METHACRYLATE INCI 1 CAS Nummer 9011 14 7Monomer MethacrylsauremethylesterSummenformel der Wiederholeinheit C5H8O2Molare Masse der Wiederholeinheit 100 12 g mol 1Art des Polymers ThermoplastEigenschaftenAggregatzustand festDichte ca 1 18 bis 1 19 g cm 3 2 Glastemperatur ca 105 C 3 Wasseraufnahme 0 3 in trockener Luft 4 1 2 in feuchter Luft 5 2 bei Wasserlagerung 5 Loslichkeit unbestandig gegen polare Losungsmittel wie z B Aceton 3 Thermischer Ausdehnungskoeffizient 70 85 10 6 K 1 bei Halbzeug unterhalb der Glastemperatur 4 6 7 SicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnungkeine Einstufung verfugbar 8 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Herstellung 3 Aufbau und Eigenschaften 4 Verwendung 5 Marken und Handelsnamen 6 Recycling 7 Siehe auch 8 Literatur 9 Weblinks 10 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenAcrylglas wurde 1928 etwa zur selben Zeit in Deutschland Grossbritannien und Spanien entwickelt In Deutschland war hieran der Chemiker Walter Bauer 1893 1968 beteiligt Die ersten gegossenen Scheiben aus Acrylglas wurden im Jahre 1933 in Deutschland von Otto Rohm hergestellt und zur Marktreife gebracht Die ersten Kontaktlinsen aus Kunststoff wurden 1940 durch Heinrich Wohlk aus PMMA hergestellt und im Selbstversuch angewendet bis zu diesem Zeitpunkt gab es ausschliesslich Linsen aus geschliffenem Silikatglas welche einen deutlich schlechteren Tragekomfort aufwiesen 9 Eines der ersten Alltagsprodukte aus PMMA waren Deckel der Radio Plattenspieler Kombinationen Braun SK 4 von 1956 Polymethylmethacrylat wird heute in grossen Mengen fur ein breites Spektrum von Anwendungen eingesetzt siehe unten Herstellung BearbeitenPMMA wird routinemassig radikalisch durch Substanz Emulsions 3 oder Suspensionspolymerisation 10 hergestellt Auf solche Weise produziertes PMMA ist ataktisch und vollig amorph Eine anionische Polymerisation einschliesslich Methoden der lebenden Polymerisation von PMMA ist ebenfalls moglich Synthetisierung durch radikalische PolymerisationFolgende Reaktionen laufen beispielsweise mit Dibenzoylperoxid als Initiator ab 1 RadikalbildungDa organische Peroxide bei geringer Warmezufuhr homolytisch zerfallen eignen sie sich gut als Radikal Bildner Zunachst wird Dibenzoylperoxid gespalten bevor sich von den entstehenden Radikalen Kohlenstoffdioxid CO2 abtrennt nbsp 2 KettenstartNun reagiert das entstandene Radikal mit Methacrylsauremethylester MMA zu einem neuen grosseren Radikal nbsp 3 KettenwachstumBeim Kettenwachstum reagiert das beim Kettenstart entstandene Radikal erneut mit dem Methacrylsauremethylester Diese Reaktion passiert immer wieder so dass ein immer grosseres Radikal entsteht nbsp 4 KettenabbruchDas Kettenwachstum kann auf verschiedene Weisen abbrechen Zwei wachsende Ketten konnen aufeinandertreffen und kombinieren oder disproportionieren oder eine wachsende Kette kann mit einem Starterradikal reagieren Hier ist die erste Moglichkeit dargestellt nbsp nbsp Das 10 Meter tiefe Schauaquarium Monterey Bay ist aus Acrylfenstern mit einer Dicke von bis zu 33 Zentimetern um dem Wasserdruck standzuhalten nbsp Lichtenberg Figur in einem Acrylpolymer blockAufbau und Eigenschaften Bearbeiten nbsp 30 Zentimeter dicke Aquariumscheibe im Ozeaneum Stralsund nbsp Struktur von PolymethylmethacrylatDruck Temperaturverlauf und Dauer des Polymerisationsprozesses haben dabei Einfluss auf die mittlere Lange der entstehenden Polymerketten sowie die Vernetzung und Verschrankung der Polymerketten untereinander Dies hat wiederum direkte Auswirkungen auf einige physikalische und chemische Eigenschaften die je nach Produktionsverfahren leicht von den nachfolgend genannten Werten abweichen konnen PMMA transmittiert sichtbares Licht besser als Mineralglas Bei einer Dicke von 3 mm lasst PMMA bis zu 92 des sichtbaren Lichts durch und reflektiert etwa 4 von jeder seiner Oberflachen aufgrund seines Brechungsindex 1 4905 bei 589 3 nm 11 Es absorbiert Ultraviolettstrahlung bei Wellenlangen unter etwa 300 nm ahnlich wie gewohnliches Fensterglas Einige Hersteller fugen PMMA Beschichtungen oder Additive hinzu um die Absorption im Bereich von 300 bis 400 nm zu verbessern Es gibt auch spezielle UV durchlassige Varianten fur den Einsatz in der Rontgenlithographie oder fur Solarien PMMA lasst Infrarotstrahlung von bis zu 2800 nm durch und blockiert IR von langeren Wellenlangen bis zu 25000 nm Farbige PMMA Sorten lassen bestimmte IR Wellenlangen passieren wahrend sichtbares Licht blockiert wird z B fur Fernsteuerungs oder Warmesensoranwendungen 12 Es verbrennt knisternd mit gelblicher Flamme susslichem Geruch tropfend und ohne Ruckstande Beim Beklopfen mit dem Fingernagel klingt PMMA im Vergleich zu transparentem Polystyrol wegen geringerer Harte nicht blechern PMMA ist jenseits von 100 C plastisch verformbar und diese Verformung ist thermisch reversibel Es ermoglicht eine gute spanabhebende Bearbeitung lasst sich sehr gut mit CO2 Lasern schneiden oder gravieren und ist kratzunempfindlicher als andere Thermoplaste Verbindungen durch Kleben oder Schweissen sind moglich Es ist gut einfarbbar witterungs und alterungsbestandig bestandig gegen Sauren Laugen mittlerer Konzentration Benzin und Ol Ethanol Aceton und Benzol greifen PMMA jedoch an Daher durfen Acrylglasflachen auch nicht mit Alkohol oder Losungsmitteln gereinigt werden da sonst Spannungsrisskorrosion entsteht Die gute Witterungsstabilitat der Methacrylatpolymere ist bedingt durch die rein aliphatische Struktur und die sterische Abschirmung der Polymerkette Kommen bei der Polymerisation weitere Monomere Alkyl oder Arylmethacrylate zum Einsatz ist es moglich die Eigenschaften des Mischpolymerisats den Produkterfordernissen anzupassen So konnen durch geeignete Wahl des Alkoholrests des monomeren Esters beispielsweise die Warmeformbestandigkeit oder die Glasubergangstemperatur beeinflusst werden Langkettige Ester wie Lauryl und Stearylmethacrylate zeigen bereits wachsartige Polymereigenschaften Ester mit stark verzweigtem Alkoholrest liefern Polymere mit reduzierter Losungsviskositat Werden bei der Copolymerisation multifunktionelle Acrylate wie beispielsweise Ethylenglycoldimethacrylat eingesetzt so werden durch Quervernetzung PMMA Copolymere erhalten die uber modifizierte Eigenschaften verfugen und sich z B signifikant in der Biegefestigkeit dem Elastizitatsmodul oder der Abrasionsbestandigkeit unterscheiden und so auf die jeweiligen Verwendungszwecke angepasst werden konnen Copolymer Kombinationen anionischer und kationischer PMMA ergeben Interpolyelektrolytkomplexe IPEC 13 Sie werden bevorzugt eingesetzt Arzneistoffe zu ummanteln und sie in gut vorgegebener Weise freizusetzen Auch die Moglichkeiten der Formgebung sind sehr vielfaltig So kann es nicht nur als Glasersatz bei Fenstern eingesetzt werden sondern auch fur Haushaltsgegenstande wie beispielsweise Schusseln Technische Eigenschaften von PMMA Warmeleitfahigkeit 0 19 W m K 14 Spezifische Warmekapazitat 1 47 kJ kg K 14 Brechungsindex 1 492 zum Vergleich 1 45 1 9 bei Mineralglas elastisch bedingt schlagfest es existieren jedoch speziell schlagzah verstarkte Varianten E Modul Zug 2700 3200 N mm Durchschlagsfestigkeit 35 40 kV mm Reissfestigkeit 70 N mm Permittivitat bei 50 Hz 3 7 Langenausdehnungskoeffizient pro 1 Wassereinlagerung ca 0 001 5 Verwendung Bearbeiten nbsp Eine fur Schau und Lehrzwecke illustrativ und sicher in PMMA eingegossene Probe des giftigen und stark atzenden chemischen Elementes Brom das hierzu vorher in eine Glasampulle eingeschmolzen werden musste damit es nicht mit dem PMMA reagieren kann nbsp Messbecher aus PMMA Plexiglas mit Rissen verursacht durch Ethanol Aus Polymethylmethacrylat wird zum Einsatz in verschiedensten Bereichen eine Vielzahl von transparenten und nicht transparenten Gegenstanden Waren Bauteilen Halbprodukten bzw Halbzeugen gefertigt PMMA ist z B unentbehrlich in der Zahnmedizin wo es fur Prothesen eingesetzt wird Hierfur wird der Kunststoff mit verschiedenen anorganischen und organischen Pigmenten wie z B Titandioxid verschiedenen Eisenoxiden oder Azo Pigmenten eingefarbt so dass die typische rosa Farbe entsteht In durchsichtiger Form wird er fur Verbandsschienen eingesetzt Der Kunststoff wird frei angemischt und hartet unter Hitze und Druck aus Es konnen auch Aktivatoren zugesetzt werden die eine Polymerisation ohne externe Druck und Temperaturerhohung ermoglichen Ubersicht wichtiger Einsatzgebiete Industrie und Handwerk Automobilindustrie Blinker und Ruckleuchtenglaser Reflektoren Lichtleiter Tur Saulenverkleidungen im Exterieur Bereich Verkleidung von A B C Saulen Bauwesen Polymerbeton Industriefussboden Verglasungen z B Doppelstegplatten zur Abdichtung und Beschichtung von Balkonen und Terrassen Detailabdichtungen im Flachdach Industrietorverglasungen Plustherm Systemverglasung Sanitar und Einrichtungsbauteile z B fur Badewannen Mobel Raumteiler Turfullungen Lampenschirme usw Halbleiterindustrie Verwendung als Resist Fotolack bzw Bestandteil davon in der Foto und Elektronenstrahllithographie zur Herstellung von Schaltkreisen und Leiterplatten Lichttechnik und Optik Flutlicht Schilder und Acryl Lichtdesign Leuchtenabdeckungen Leuchtwerbung Schauglas Linsen Fresnel Linsen Lichtwellenleiter Luftfahrzeugbau Scheiben Hauben Scheinwerferabdeckungen Maschinenschutz Schutzhauben und Schutzturen Modell und Prototypenbau als Mineralglas Ersatz bei Einzelstucken und Kleinstserien Pyrotechnik Bestandteil von Verzogerungssatzen Schiffbau U Boot Druckkorper siehe auch Deep Rover DR1002 Textilindustrie Bestandteil von Copolymerfasern Polyacryl siehe auch Polyacrylnitril Uhrenindustrie UhrglasMedizin Augenoptik Harte Intraokularlinsen Brillenglaser Chirurgie Mit Gentamicin angereicherte PMMA Kugeln als Ketten aufgezogen zur kontinuierlichen Antibiotikabehandlung Horgerate Akustik Ohrpassstucke Otoplastik Orthopadie Wie in der Chirurgie bei Infektionen sowie als Knochenzement z B zur Verankerung von Huftendoprothesen sowie zur Augmentation beispielsweise der Kyphoplastien fur die Behandlung von Bruchen Zahnmedizin siehe oben Total und Teilprothesen Provisorien Aufbissschienen Zahnspangen Kronen und Brucken sowie kunstliche ZahneSonstige Produkte bzw Anwendungsgebiete Bildende Kunst Als Werkstoff und Bildtrager Fotografie Direkter Fotodruck meist nach CMYK Farbmodell auf die Ruckseite des Acrylglases Acrylglas Foto Gartenbau Beispielsweise fur Bedachungen und Seitenteilen von Treibhausern Haushaltswaren Schusseln Gehause Behalter Salatloffel Salz und Pfeffermuhlen Klebstoffe Methylmethacrylatklebstoff fur Verbindungen von Metallen und Kunststoffen Musikinstrumente Schlagzeuge Tastenbelage von Klavieren ferner Klarinetten Floten Oboen Fagotte 15 Raucherwaren Zur Herstellung von Wasserpfeifen sogenannte Acrylbongs Schmuck Sogenannte Plugs und anderer Schmuck fur z B geweitete Piercings Material fur Lasercutter Platten aus extrudiertem Acryl eignen sich besser zum Schneiden Platten aus gegossenem Acryl besser zum Gravieren Marken und Handelsnamen Bearbeiten nbsp Zerbrochene PMMA Windschutzscheibe eines deutschen Flugzeugs aus dem Zweiten WeltkriegBekannt wurde Polymethylmethacrylat PMMA unter dem Handelsnamen Plexiglas angemeldet 1933 von Otto Rohm 16 In Europa und Asien ist Plexiglas ein eingetragener Markenname der Rohm GmbH 17 in den USA der Altuglas International Arkema Gruppe 18 Jedoch vertreibt auch Rohm unter dem Namen Acrylite sein Acrylglas in den USA In Europa vermarktet die Altuglas International Gruppe PMMA unter dem Namen Altuglas die Arkema Gruppe PMMA unter dem Namen Oroglas 19 Polymethylmethacrylat wird umgangssprachlich auch Acrylglas oder O Glas genannt O Glas war der Markenname des Materials in der DDR fur organisches Glas Einziger Hersteller waren die Stickstoffwerke Piesteritz Von Piesteritz leitet sich der Handelsname Piacryl ab Es gibt eine Vielzahl von weiteren herstellerspezifischen Handelsnamen darunter Biacryl Conacryl Deglas Diakon Friacryl Hesaglas Hesalit Hesalitglas Limacryl PerClax und Vitroflex Recycling Bearbeiten nbsp Recycling Code fur Polymethylmethacrylat und andereDer Recycling Code fur Polymethylmethacrylat ist 07 Siehe auch BearbeitenAndere Kunststoffe fur transparente Anwendungen CR 39 Brillenglaser Polycarbonate haufig bei Lichtplatten Polyethylenterephthalat PET Polypropylen PP Polyvinylchlorid PVC Literatur BearbeitenKai Buchholz Ralf Beil Hrsg Plexiglas Werkstoff in Architektur und Design anlasslich der Ausstellung Plexiglas Werkstoff in Architektur und Design Institut Mathildenhohe Darmstadt Museum Kunstlerkolonie 16 September 2007 6 Januar 2008 Ubersetzt von RAG Service Sprachendienst Wienand Koln 2007 ISBN 978 3 87909 925 2 Weblinks BearbeitenHandelsnamen und Hersteller von Polymethylmethacrylat Umfangreiche Kenndaten uber PMMA in der REVIETA MaterialdatenbankEinzelnachweise Bearbeiten Eintrag zu POLYMETHYL METHACRYLATE in der CosIng Datenbank der EU Kommission abgerufen am 13 November 2021 Wolfgang Kaiser Kunststoffchemie fur Ingenieure 3 Auflage Carl Hanser Munchen 2011 S 353f a b c Wolfgang Kaiser Kunststoffchemie fur Ingenieure 3 Auflage Carl Hanser Munchen 2011 339ff a b PMMA XT Acrylglas extrudiert PDF 32 kB In Technisches Datenblatt Amsler amp Frey AG Schinznach Dorf 1 August 2016 S 1 abgerufen am 5 April 2018 a b c Eigenschaften von Plexiglas GS XT In plexiglas de Evonik abgerufen am 5 April 2018 Wie gross ist die Warmeausdehnung bei Acryl mit Online Berechnung In pmma dk Induflex Stvring Danemark abgerufen am 5 April 2018 Alexander Unger Term Warmeausdehnungskoeffizient Daten aus dem Buch A Unger Fussboden Atlas 2011 In fussbodenatlas de Unger abgerufen am 5 April 2018 Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefahrlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlassliche und zitierfahige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden Unternehmen Historie Wohlk Contactlinsen GmbH abgerufen am 26 Marz 2018 Rauch Puntigam Theodor Volker Acryl und Methacrylverbindungen In Springer Verlag Berlin Hrsg Chemie Physik und Technologie der Kunststoffe in Einzeldarstellungen Band 9 Springer Verlag 1967 ISBN 978 3 642 46058 6 S 208 ff Refractive Index PMMA Acrylglas engl Refractiveindex info vom 27 Oktober 2014 Altuglas International Plexiglas UF 3 UF 4 und UF 5 Plexiglas com vom 16 Juli 2006 Diego Gallardo Brigitte Skalsky Peter Kleinbudde Characterization of combinations between anionic cationic poly methyl methacrylate copolymers In Die Pharmazeutische Industrie Band 73 Nr 10 2011 S 1875 1884 a b Degussa Rohm Plexiglas Produktbeschreibung Kenn Nr 211 1 Feb 2003 Philipp Gellius Musikinstrumente aus Plexiglas Signale fur die musikalische Welt Jahrgang 1938 S 479f online bei ANNO Vorlage ANNO Wartung smw Geschichte auf plexiglas de Eingetragen 2006 05 als Gemeinschaftsmarke unter der Nummer 003739505 Altuglas International Oroglas Normdaten Sachbegriff GND 4211340 4 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Polymethylmethacrylat amp oldid 232369463