Polimelmetacrilato

Molecola di polimetilmetacrilato

Cos'è il polimetilmetacrilato?

Polimetilmetacrilato o metil polimetacrilato (PMMA) è un polimero che si comporta come un materiale termoplastico e che appartiene al gruppo di acrilati. È trasparente e trasmette la luce visibile di circa il 100 %, quindi supera il vetro in molti aspetti.

Il PMMA è un materiale più leggero del vetro, è più resistente agli impatti e può essere utilizzato nelle costruzioni che richiedono un materiale trasparente di grande spessore; Questo è il caso di grandi acquari che utilizzano blocchi PPMA fino a 33 cm di spessore.

Il PMMA è stato sintetizzato nel 1930 dai prodotti chimici inglesi Rowland Hill e John Crawford, che hanno registrato il materiale con il nome di Perspex. Successivamente, nel 1933 il chimico tedesco Otto Röhm.

Il PMMA è sintetizzato dalla polimerizzazione del metilmetacrilato (il suo monomero), una molecola con struttura in vinile di formula V₅O₂H₈. La polimerizzazione del monomero è prodotta dal metodo radicale libero, produttore di polimeri amorfi senza una struttura cristallina.

Il PMMA ha numerosi usi e applicazioni, utilizzando aeromobili, cemento in plastica, protesi, ecc.

Struttura del polimetilmetacrilato

Formula strutturale PMMA

Il PMMA è un polimero formato dalla polimerizzazione del monomero di metil metacrilato:

Struttura molecolare del monomero polimetilmetacrilato. Fonte: Jynto e Ben Mills, dominio pubblico, via Wikimedia Commons

Questo vinile polimeriza con il metodo radicale libero, come con polivinil cloruro (PVC).

I polimeri prodotti con questo metodo sono caratterizzati perché i gruppi sostituenti o ciondoli sono situati in modo casuale in tutta la catena dei polimeri.

Catena PMMA. Fonte: nessun autore leggibile da macchina fornita. Benjah-bmm27 assunto (basato su reclami di copyright)., Dominio pubblico, via Wikimedia Commons

Considera l'immagine superiore. In esso, i gruppi -ococh₃ Sono tutti dalla stessa parte; Ma in realtà, sono alternati: non tutti indicano lo stesso lato. Questo, oltre alle differenze tra le lunghezze medie o le dimensioni delle catene PMMA, provoca la formazione di cristalli; E quindi, è amorfo e viene chiamato polimero "atattico".

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La presenza del gruppo metilico nel metil metacrilato impedisce al PMMA di formare una struttura cristallina e che può ruotare liberamente attorno ai legami C-C. Pertanto, il PMMA è considerato un termoplastico amorfo.

Proprietà del polimetilmetacrilato

Nome iupac

Poli (2-metilpropeonate metil)

Altri nomi

Poli (metil metacrilato) (PMMA), metil metacrilato, perspex, plexiglás, lucite e altri nomi.

Formula chimica

(C₅O₂H₈) N

Questa formula è quella del monomero (metil metacrilato) e N rappresenta il numero di monomeri presenti nel PMMA.

Massa molare

La massa molare dipende dal numero di monomeri o subunità che il polimero possiede, essendo la massa molare del metil metacrilato pari a 100.12 g/mol (in media).

Densità

1.18 g/cm³

Punto di fusione

160 ºC. Sebbene ci siano segnalazioni del punto di fusione di 220 ºC, forse a causa delle differenze nei polimeri studiati.

Indice di rifrazione (n_D)

1.4905 a una lunghezza d'onda di 589.3 nm.

Combustione

Il PMMA brucia a 460 ° C rilasciando anidride carbonica, acqua, monossido di carbonio e altri composti come la formaldeide.

Solubilità

Solubile in tetraidrofurano, toluene, cicloesanone, cloroformio ed etil acetato, nonché in altri solventi organici a causa della presenza nel polimero dei gruppi metilici che sono facilmente risolti. Tuttavia, è insolubile in alcoli, idrocarburi alifatici e acqua.

Digeribilità

Il PMMA sperimenta l'idrolisi completa per l'acido solforico (H₂SW₄). È anche idrolizzato, sebbene più lentamente, dall'acido cloridrico e dall'acido iaridico.

Comportamento alla luce

Il PMMA è resistente alla luce solare a causa della sua resistenza alla luce ultravioletta. Ha una trasmissione di luce visibile del 92 % e filtra la luce ultravioletta con una lunghezza d'onda inferiore a 300 nm.

I fogli PMMA sono attraversati dalla luce a infrarossi di una lunghezza d'onda fino a 2800 nm. Ma blocca la luce della lunghezza d'onda a infrarossi maggiore di 25000 nm.

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Stabilità

È stabile a temperatura ambiente e incompatibile con forti agenti ossidanti.

Resistenza meccanica

Il PMMA è più resistente agli impatti rispetto al vetro, sebbene la sua resistenza sia inferiore a quella presentata dal policarbonato.

Ottenere il PMMA

Il PMMA è sintetizzato da propilene, idrocarburo insaturo ottenuto mediante distillazione del petrolio. Il propilene sta reagendo con benzene, producendo isopropilbenzene o cumeno. Successivamente, questo composto viene ossidato in cumeno idroperossido.

Quindi l'idroperossido di cumeno viene trattato con acido per la produzione di un acetone, che diventa il metilmetacrilato, monomero PMMA.

La polimerizzazione viene fatta calda posizionando una miscela del monomero in un contenitore e un iniziatore della reazione di polimerizzazione dei radicali liberi, di solito perossido, come il perossidisolfato di potassio. La reazione è esemplificata con la seguente equazione:

Equazione di polimerizzazione di metilmetacrilato metacrilato. Fonte: CJP24, CC0, via Wikimedia Commons

Inoltre, viene aggiunto un emulsionante, ad esempio, il sodio e l'acqua stearato, producendo il PMMA solido.

Utilizzo / applicazioni PMMA

Il PMMA è presente in numerose attività dell'uomo che va dalla costruzione di case e veicoli di trasporto, alle espressioni artistiche, come la pittura.

Architettura

Il polimelmetalcrilato viene utilizzato come barriera trasparente all'interno degli acquari, con spessore sufficiente per resistere all'enorme pressione dell'acqua

A causa della trasparenza della luce visibile e della sua resistenza alla luce ultravioletta, il PMMA viene utilizzato nella costruzione di finestre, porte, marchi, pannelli, ecc. Inoltre, il PMMA guida la luce visibile per ottenere illuminazione naturale nelle case e in altre costruzioni.

Il PMMA fornisce anche un buon isolamento termico che consente il suo utilizzo nella costruzione di serre. Il polimero ha la proprietà di essere utilizzato con uno spessore fino a 33 cm, senza perdere la sua capacità di trasmissione della luce a differenza del vetro.

Ciò consente di utilizzare il PMMA nella costruzione di grandi acquari, che a causa dei grandi volumi d'acqua che contengono, sperimentano una grande pressione sulle loro pareti.

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Mezzi di trasporto

Il PMMA viene utilizzato nei finestrini e nelle luci dell'auto. Negli aeroplani viene utilizzato in finestre, pannelli e marchi. Nel frattempo, in sottomarini e Batisco viene utilizzato per l'osservazione all'estero.

Additivo per i lubrificanti

Gli oli lubrificanti e i fluidi idraulici diventano viscosi quando subiscono una diminuzione della temperatura. La dipendenza da PMMA facilita le macchine adeguate a una temperatura di -100 ºC, poiché prolunga la sua fluidità.

Usi medici

Il PMMA viene utilizzato nell'elaborazione di lenti correttive convenzionali e lenti a contatto duro, non lenti a contatto morbido. Il polimero viene utilizzato per creare lenti intraoculari per sostituire l'obiettivo, una lente oculare naturale danneggiata nella condizione nota come cataratta.

Il cemento PMMA viene utilizzato nella chirurgia ortopedica per impostare gli impianti e il rimodellamento osseo. La funzione del cemento osseo non è incollata, ma riempie lo spazio libero tra la protesi ossea e inserita, consentendo un funzionamento migliore.

Il PMMA è anche utilizzato sotto forma di micro sfere per riempire i tessuti molli alla base della pelle, una procedura utilizzata in chirurgia estetica per ridurre le cicatrici e le rughe.

Occupazione in odontoiatria

Il PMMA viene utilizzato per la produzione di denti, nonché per le protesi di post -pe e ottimi pezzi di durata.

Arte

Con le plexiglaás (le stesse PMMA) vengono eseguite innumerevoli opere d'arte, come questa scultura situata nei Paesi Bassi e chiamata Het Blauwe Hart

Il PMMA viene utilizzato nell'elaborazione di dipinti acrilici, presenti nei dipinti. Viene anche usato nell'elaborazione delle cornici dei dipinti di vernice. E come se non fosse abbastanza, il polimero viene utilizzato nell'elaborazione di chitarre, pianoforti e altri strumenti musicali.

elettronica

Grazie alla sua alta trasmissione di luce, il PMMA viene utilizzato su televisione, schermi LCD, laptop, schermi telefonici e apparecchiature elettroniche. Viene anche utilizzato nei pannelli solari a causa della sua resistenza alla luce ultravioletta e alla sua trasmissione di luce visibile.

Riferimenti

1. Graham Solomons t.W., Craig b. Frigorifero. (2011). Chimica organica. (10^th Edizione.). Wiley Plus.
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