PMMA is een veelgebruikt polymeer, maar wat is het eigenlijk en waar wordt het voor gebruikt? Lees hier alles over PMMA, van de definitie en eigenschappen tot aan de toepassingen in verschillende industrieën.
PMMA is een kunststof die ouder is dan we misschien denken. Al in 1902 beschreef de Duitse chemicus Otto Röhm een methode om acrylzuur te polymeriseren. Het bleek de voorloper van de eerste acrylkunststof en het latere merk Plexiglas. Röhm was een actieve uitvinder, die meer dan 70 patenten op zijn naam heeft staan. Het duurde dan ook even voordat het acrylaatkunststof was doorontwikkeld en de daadwerkelijke productie van Plexiglas werd opgestart. Dat gebeurde uiteindelijk pas in 1928.
Tegenwoordig is dit type kunststof bekend onder de overkoepelende naam PMMA. In deze blog praten we je bij over dit materiaal.
Definitie en eigenschappen van PMMA
PMMA is een afkorting van Polymethylmethacrylaat. Het materiaal heeft als product enkele gangbare benamingen, zoals acrylaat en acrylglas. Je komt het vaak tegen onder merknamen als Plexiglas, Perspex en Altuglas.
De chemische samenstelling en structuur van PMMA zorgen voor enkele bijzondere eigenschappen. Zo is het materiaal hard en doorzichtig met een lichtdoorlatendheid tot wel 92%. Het heeft een hoge stijfheid en stabiliteit. Ook is PMMA uv-bestendig en uv-werend: het laat maar een klein percentage uv-straling door en wordt niet geel of bros door de uv-straling. Verder kan het materiaal prima tegen vocht en tegen temperaturen tussen -40 en 80 graden Celsius.
PMMA behoort tot de groep ‘thermoplasten’, dat zijn kunststoffen die smelten bij verhitting en daarom vervormbaar én recyclebaar zijn. Daarnaast valt PMMA onder de amorfe kunststoffen, die je half of geheel transparant kunt maken. Bijzonder is dat PMMA boven de 80 graden Celsius niet meteen vloeibaar wordt, maar langzaam overgaat van hard naar een flexibele fase.
Productie van PMMA
Voor de productie van PMMA zijn diverse grondstoffen en chemicaliën nodig. PMMA komt tot stand door eerst methylmethacrylaat (MMA) te produceren en dat vervolgens te polymeriseren. Er worden dan onder invloed van een initiator stof lange ketens gevormd van de MMA-moleculen. Die initiator stof is in veel gevallen een peroxideverbinding. Daarnaast kan eventueel een (vaak organisch of waterig) oplosmiddel worden gebruikt.
Er zijn verschillende manieren om PMMA te produceren. De belangrijkste zijn:
- Batch polymerisatie. Hierbij wordt PMMA in verschillende reactievaten in batches gepolymeriseerd. Het proces is relatief eenvoudig en flexibel maar wel tijdrovend en dus minder geschikt voor grote productiehoeveelheden.
- Continu polymerisatie. Dit is de tegenhanger van batch polymerisatie. Het is beter geschikt voor productie op grote schaal. De MMA en de initiator worden door een reactor geleid, waar de temperatuur en druk worden gecontroleerd. Tijdens dit proces vindt de polymerisatie plaats. Continu polymerisatie is minder flexibel omdat je moeilijker kunt wisselen van te produceren polymeer. Het is bij grote hoeveelheden wel de ideale keuze.
- Oplossingspolymerisatie. Hierbij wordt het monomeer MMA opgelost in een vaak waterige of organische stof. Daar wordt vervolgens de initiator aan toegevoegd om de polymerisatie op gang te brengen. Aan het eind wordt de stof waarin de MMA is opgelost weer verwijderd uit de samenstelling. Deze oplossingspolymerisatie wordt gebruikt bij het continuproces.
De productie van PMMA is aan strenge regels gebonden en dat is niet zo vreemd. Bij de productie kunnen stoffen vrijkomen die minder gewenst zijn uit oogpunt van milieu. Zo bevatten sommige PMMA-varianten traditionele weekmakers. Dat zijn toevoegingen aan kunststof om het materiaal bepaalde eigenschappen te geven, zoals flexibiliteit. Bekend zijn de ftalaat weekmakers die verder vooral in PVC zijn te vinden. Dit soort weekmakers kan schadelijk zijn voor de gezondheid, maar gelukkig komen er steeds meer (nieuwe) weekmakers op de markt die niet langer toxisch zijn.
Toepassingen van PMMA
PMMA vindt zijn toepassing in de meest uiteenlopende producten en industrieën. De belangrijkste industrieën die gebruik maken van PMMA zijn de bouw, automotive, verlichting, signing en optiek. Daarnaast wordt PMMA veel gebruikt in de hobbywereld. Een kort overzicht:
✓ Hobby.
Kunstenaars en hobbyisten hebben allerlei creatieve toepassingen voor PMMA. Je kunt er bijvoorbeeld op schilderen, maar ook een mozaïek maken van transparant plexiglas of plexiglas buigen tot beeldende kunst.
✓ Bouw.
Aannemers zien PMMA vaak als een dankbaar en hoogwaardig alternatief voor glazen ramen. Ook als wandbekleding doet PMMA het heel goed.
✓ Automotive.
In de auto-industrie worden steeds meer onderdelen geproduceerd door middel van spuitgieten. Denk aan koplampen of dashboard onderdelen. PMMA leent zich hier uitstekend voor.
✓ Verlichting.
PMMA is onder designers een gewild basismateriaal voor (moderne) armaturen, omdat je het in vele vormen kunt dwingen. Het wordt meestal geproduceerd vanuit plaatwerk of als spuitgietproduct.
✓ Optiek.
Door zijn glasheldere eigenschappen is PMMA bijzonder geschikt voor de productie van zonnebrillen. Ook onderdelen van microscopen worden van dit materiaal gemaakt.
✓ Signing.
De stabiele vorm en de strakke uitstraling maken PMMA ideaal voor bewegwijzering, reclameborden en beursstands. In deze toepassing gaat het doorgaans om plaatmateriaal.
In vergelijking met andere materialen heeft PMMA een aantal duidelijke voordelen. Het is een toegankelijk materiaal met een uitstekende helderheid. PMMA is stabiel en het zal niet makkelijk vervormen onder invloed van vocht of iets anders. Ook is het materiaal uv-bestendig en uv-werend en kun je het heel goed verlijmen. Verdere innovaties op het gebied van PMMA-toepassingen zullen zich vooral richten op duurzaamheid, recycling en afvalscheiding.
Conclusie
PMMA is een veelzijdige kunststof met een aantal unieke eigenschappen. Het materiaal is sterk, hard, helder en doorzichtig, maar ook uv-werend en uv-bestendig. PMMA kan goed tegen vocht en forse temperatuurverschillen onder en boven nul. Een en ander maakt dat PMMA zeer stabiel van vorm is en niet snel zal vervormen door invloeden van buitenaf.
Bovendien is het materiaal prima te verlijmen. Door deze en andere eigenschappen kent PMMA vele toepassingen in uiteenlopende industrieën. De belangrijkste daarvan zijn: hobby, bouw, automotive, verlichting, optiek en signing.
Dat PMMA heel goed recyclebaar is en makkelijk gescheiden kan worden, maakt het materiaal meteen ook duurzaam en toekomstproof. Verdere innovaties op het gebied van milieu en duurzaamheid zullen PMMA in de toekomst industrieel nog aantrekkelijker maken.