Polymethylmethacrylat

Polymethylmethacrylat (Acrylglas, Kurzezichen PMMA) wurde Ende der 1920er Jahre entwickelt und 1933 in Deutschland auf den Markt gebracht. Der glasähnliche Kunststoff ist weltweit unter dem Handelsnamen Plexiglas bekannt. Die chemische Struktur von Polymethylmethacrylat ist relativ komplex, jedoch besteht seine Hauptkette ausschließlich aus Kohlenstoffatomen (Abb. 1a). Der Thermoplast ist amorph und deswegen klarsichtig, es hat keine Eigenfarbe. Einige Kennwerte von PMMA sind in Tab. 1 dargestellt.

        Tab. 1 Kennwerte von Polymethylmethacrylat (PMMA) 

 Dichte  1,19 g/cm3
 E-Modul  3.200 MPa
 Zugfestigkeit   70 MPa
 Kugeleindruckhärte H961/30  195 MPa
 Kerbschlagzähigkeit nach Charpy bei 23°C  2 kJ/m²
 Glasübergangstemperatur  110 °C
 Wärmebeständigkeit HDT/B  100 °C
 Dauergebrauchstemperatur max.  90 °C

Das herausragende Merkmal von Polymethylmethacrylat ist seine optische Qualität, die es ermöglicht den Kunststoff als wertvollen Glasersatz zu verwenden (Abb. 1b). Acrylglas besitzt bis zum nahen UV-Bereich hohe Lichtdurchlässigkeit, damit transmittiert es Licht besser als Mineralglas.

         

Abb. 1 Molekulare Strukturformel und Anwendungsbeispiele für Polymethylmethacrylat a) Strukturformel, b) CD-Behälter und Brille mit PMMA-Gläser

Polymethylmethacrylat ist hart und spröde. Es zeichnet sich durch eine glänzende und vergleichsweise kratzfeste Oberfläche aus. Es ermöglicht eine gute spanabhebende Bearbeitung, lässt sich sehr gut mit CO2-Lasern schneiden oder gravieren.
PMMA ist oberhalb von 140 °C thermoelastisch verformbar und bei 180 bis 250 °C erfolgt thermoplastische Verformung. Acrylglas kann durch Kleben oder Schweißen verbunden werden. Es ist gut einfärbbar, witterungs- und alterungsbeständig.
Acrylglas ist beständig gegen Säuren und Laugen mittlerer Konzentration sowie gegen unpolare Lösungsmittel. Dagegen greifen Ethanol, Aceton und Benzol den Kunststoff an. Daher dürfen Acrylglasflächen nicht mit Alkohol oder Spülmittel gereinigt werden, da sonst Spannungsrisskorrosion möglich ist.
Polymethylmethacrylat wird heute in großen Mengen für ein breites Spektrum von Anwendungen eingesetzt. Die ersten Kontaktlinsen aus Acrylglas wurden etwa 1939 hergestellt. Eines der ersten Alltagsprodukte aus PMMA waren Deckel für Radio-Plattenspieler-Anlagen.
Aus dem Kunststoff werden optische Linsen, Brillengläser (Abb. 1b), Lichtleitfasern, Lichtkuppeln, Kfz-Leuchten, CD-Behälter (Abb. 1b) und viele andere Produkte gefertigt. <<