Polymethylmethacrylat

Polymethylmethacrylat (Kurzzeichen PMMA, ugs. Acrylglas, Plexiglas® oder Limacryl®), ist ein synthetischer, glasähnlicher thermoplastischer Kunststoff.

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Geschichte

Polymethylmethacrylat wurde 1928 etwa zur selben Zeit in Deutschland, Großbritannien und Spanien entwickelt und 1933 zur Marktreife gebracht. Es wird heute in großen Mengen hergestellt und findet vielseitige Verwendung als splitterfreier und leichter Ersatz für Glas (z. B. Schutzbrillen, etc.). Die ersten Kontaktlinsen aus Kunststoff wurden etwa 1939 aus PMMA hergestellt. Eines der ersten Alltagsprodukte aus PMMA waren Deckel von Radio-Plattenspieler-Kombinationen (Braun SK 4 von 1956, der so genannte "Schneewittchensarg"). Außerdem findet der Stoff in der Medizin Einsatz als sog. Knochenzement zur Stabilisierung nach Bruchoperationen.

Markenname

Bekannt wurde PMMA unter dem Handelsnamen „Plexiglas“^[1]. Dies ist ein eingetragener Markennname

• in Europa der Röhm GmbH (Degussa Gruppe), aktuell evonik
• in den USA der Altuglas International (Arkema Gruppe)^[2].

Die Arkema Gruppe vermarktet PMMA in Europa unter dem Namen „Altuglas“.

In den ehemaligen RGW-Staaten wurde PMMA als Piacryl bezeichnet.

Aufbau und Eigenschaften

PMMA entsteht durch Polymerisation des monomeren Methacrylsäuremethylesters.

Die ineinander verflochtenen Polymerketten geben dem Plexiglas seinen Namen (lat. plectere = flechten).

PMMA verbrennt knisternd, mit gelblicher Flamme, süßlichem Geruch, ohne zu tropfen und ohne Rückstände. Beim Beklopfen mit dem Fingernagel klingt PMMA im Gegensatz zu transparentem Polystyrol nicht blechern.

Eigenschaften von PMMA:

• Brechzahl: 1,492 (zum Vergleich: 1,45–1,9 beim Mineralglas)
• elastisch und schlagfest
• E-Modul (Zug-): 2700–3200 N/mm²
• Reißfestigkeit: 70 N/mm²
• gute spanabhebende Bearbeitung möglich
• ab 100 °C leicht verformbar. Bei Abkühlung in Wasser bleibt diese Form erhalten
• Verbindungen durch Kleben oder Schweißen möglich
• lässt sich sehr gut mit CO₂-Lasern schneiden oder gravieren
• transmittiert Licht besser als normales Glas
• witterungs- und alterungsbeständig
• beständig gegen Säuren und Laugen mittlerer Konzentration.
• beständig gegen Benzin und Öl
• Alkohol, Aceton und Benzol greifen PMMA an, es kommt zur Craquelée
• vergleichsweise kratzunempfindlich
• lässt je nach Typ ultraviolettes Licht und Röntgenstrahlen durch, hält aber Infrarotstrahlung zurück. Wird deshalb auch für Gewächshäuser und in der Röntgenstrahllithographie verwendet.

PMMA ist sehr spannungsrissempfindlich. Daher dürfen Plexiglasflächen auch nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln gereinigt werden.

Die sehr gute Witterungsstabilität 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 möglich, die Eigenschaften des Mischpolymerisats den Produkterfordernissen anzupassen. So kann durch geeignete Wahl des Alkoholrests des monomeren Esters beispielsweise die Polymererweichungstemperatur beeinflusst werden: Langkettige Ester wie Lauryl- und Stearylmethacrylate zeigen bereits wachsartige Polymereigenschaften; Ester mit stark verzweigtem Alkoholrest liefern Polymere mit reduzierter Lösungsviskosität.

Auch die Möglichkeiten der Formgebung sind sehr vielfältig. So kann es nicht nur als Glasersatz bei Fenstern eingesetzt werden, sondern auch für Haushaltsgegenstände wie z. B. Schüsseln.

Einsatzgebiete

Aus Polymethylmethacrylat werden unter anderem optische Linsen und Brillengläser, Verglasungen, Lampen und Sanitärteile hergestellt.

PMMA ist unentbehrlich in der Medizin besonders der Zahnmedizin, wo es für Prothesen eingesetzt wird. Hierfür wird der Kunststoff mit Metallsalzen eingefärbt, so dass die typische rosa Farbe entsteht. In durchsichtiger Form wird er für Verbandsschienen eingesetzt. Der Kunststoff wird frei angemischt und härtet unter Hitze und Druck aus. Es können auch Aktivatoren zugesetzt werden.

PMMA ist zudem Bestandteil von Fotolacken, welche in der Photolithographie Verwendung finden. Weitere Einsatzgebiete sind:

• Kraftfahrzeuge: Rückleuchtenglas, Reflektor, Lichtleiter, Blinkerglas
• Lichttechnik: Flutlicht-Schilder und „Acryl-Lichtdesign“, Leuchtenabdeckungen, Leuchtwerbung
• Optik: Schauglas, Linsen, Brillenglas, Fresnel-Linsen, Lichtleiter
• Schmuck: Sogenannte Plugs und anderer Schmuck für z. B. (gedehnte) Ohrlöcher; Uhrengläser
• Haushaltsartikel: Tastenkappe, Handydisplay, Gehäuse, Salatlöffel
• Bauwesen: Polymerbeton, Industriefußboden, Verglasungen (z. B. Doppelstegplatten), Abdichtung und Beschichtung von Balkonen und Terrassen, Detailabdichtungen im Flachdach, Industrietorverglasung (Plustherm-Systemverglasung), Sanitärbauteil (z. B. Badewanne), Möbel
• Orthopädie: Knochenzement (z. B. zur Verankerung von Hüftendoprothesen)
• Zahnmedizin: Total- und Teilprothesen,Provisorien
• Hörgeräteakustik: Ohrpassstück (Otoplastik)
• Textilindustrie: Bestandteil von Polyacrylfasern, siehe Polyacrylnitril
• Halbleiterindustrie: Verwendung als Resist in der Elektronenstrahllithographie
• Gartenbau: Bedachungsmaterial, Treibhäuser

Literatur

• Kai Buchholz: Plexiglas®. Werkstoff in Architektur und Design. Wienand, Köln 2007, ISBN 3879099251

Siehe auch

• Otto Röhm
• Begriffsmonopol

Quellen und Fußnoten

1. ↑ Webseite von Evonik (ehemals Röhm GmbH bzw. Degussa)
2. ↑ Webseite der Altulas International