Polymelmetacrylate

Molécule de polyméthylmétacrylate

Qu'est-ce que le polyméthylmétacrylate?

Le polyméthylmétacrylate ou le polymétacrylate de méthyle (PMMA) est un polymère qui se comporte comme un matériau thermoplastique et qui appartient au groupe d'acrylates. Il est transparent et transmet la lumière visible à environ 100%, il dépasse donc le verre à bien des égards.

Le PMMA est un matériau plus léger que le verre, il est plus résistant aux impacts et peut être utilisé dans les constructions qui nécessitent un matériau transparent de grande épaisseur; C'est le cas des grands aquariums qui utilisent des blocs PPMA jusqu'à 33 cm d'épaisseur.

Le PMMA a été synthétisé en 1930 par les produits chimiques anglais Rowland Hill et John Crawford, qui ont enregistré le matériel du nom de Perspex. Par la suite, en 1933, le chimiste allemand Otto Röhm a géré.

Le PMMA est synthétisé par la polymérisation du méthacrylate de méthyle (son monomère), une molécule avec une structure de vinyle de formule V₅SOIT₂H₈. La polymérisation du monomère est produite par la méthode des radicaux libres, producteur de polymères amorphes sans structure cristalline.

Le PMMA a de nombreuses utilisations et applications, en utilisant des avions, du ciment en plastique, des prothèses dentaires, etc.

Structure du polyméthylmétacrylate

Formule structurelle du PMMA

Le PMMA est un polymère formé par la polymérisation du monomère de méthacrylate de méthyle:

Structure moléculaire du monomère polyméthylmétacrylate. Source: Jynto et Ben Mills, domaine public, via Wikimedia Commons

Ce vinyle de polymérisa par la méthode des radicaux libres, comme avec le chlorure de polyvinyle (PVC).

Les polymères produits par cette méthode sont caractérisés car les groupes de substituant ou de pendentif sont situés au hasard dans toute la chaîne des polymères.

Chaîne PMMA. Source: Aucun auteur lisible par machine fourni. Benjah-BMM27 a supposé (sur la base des réclamations du droit d'auteur)., Domaine public, via Wikimedia Commons

Considérez l'image supérieure. Dans ce domaine, les groupes -ocoques₃ Ils sont tous du même côté; Mais en réalité, ils sont alternés: tout le monde ne pointe pas du même côté. Ceci, plus les différences entre les longueurs ou les tailles moyennes des chaînes PMMA, entraînent la formation de cristaux; Et par conséquent, il est amorphe et est appelé polymère "atactique".

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La présence du groupe méthyle dans le méthacrylate de méthyle empêche le PMMA de former une structure cristalline et qu'elle peut tourner librement autour des liaisons C-C. Ainsi, le PMMA est considéré comme un thermoplastique amorphe.

Propriétés du polyméthylmétacrylate

Nom IUPAC

Poly (2-méthylpropeonate méthyl)

Autres noms

Poly (métacrylate de méthyle) (PMMA), méthacrylate de méthyle, perspex, plexiglás, lucite et autres noms.

Formule chimique

(C₅SOIT₂H₈) n

Cette formule est celle du monomère (méthacrylate de méthyle) et n représente le nombre de monomères présents dans le PMMA.

Masse molaire

La masse molaire dépend du nombre de monomères ou de sous-unités que possède le polymère, étant la masse molaire du méthacrylate de méthyle égal à 100.12 g / mol (en moyenne).

Densité

1.18 g / cm³

Point de fusion

160 ºC. Bien qu'il y ait des rapports sur le point de fusion de 220 ºC, peut-être en raison de différences dans les polymères étudiés.

Indice de réfraction (n_D)

1.4905 à une longueur d'onde de 589.3 nm.

La combustion

Le PMMA brûle à 460 ° C libérant du dioxyde de carbone, de l'eau, du monoxyde de carbone et d'autres composés tels que le formaldéhyde.

Solubilité

Soluble dans la tétrahydrofurano, le toluène, la cyclohexanone, le chloroforme et l'acétate d'éthyle, ainsi que dans d'autres solvants organiques en raison de la présence dans le polymère des groupes méthyle qui sont facilement résolus. Cependant, il est insoluble dans les alcools, les hydrocarbures aliphatiques et l'eau.

Digestibilité

Le PMMA subit une hydrolyse complète de l'acide sulfurique (H₂Swin₄). Il est également hydrolysé, bien que plus lentement, par l'acide chlorhydrique et l'acide iarhydique.

Comportement à la lumière

Le PMMA est résistant au soleil en raison de sa résistance à la lumière ultraviolette. Il a une transmission de lumière visible de 92% et filtre la lumière ultraviolette avec une longueur d'onde inférieure à 300 nm.

Les feuilles de PMMA sont traversées par une lumière infrarouge d'une longueur d'onde jusqu'à 2800 nm. Mais bloque la lumière de longueur d'onde infrarouge supérieure à 25000 nm.

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La stabilité

Il est stable à température ambiante et incompatible avec de forts agents oxydants.

Force mécanique

Le PMMA est plus résistant aux impacts que le verre, bien que sa résistance soit inférieure à celle présentée par le polycarbonate.

Obtenir le PMMA

Le PMMA est synthétisé à partir de propylène, hydrocarbures insaturés obtenus par distillation à l'huile. Le propylène réagit avec le benzène, produisant l'isopropilbenzène ou le cumeno. Par la suite, ce composé est oxydé en hydroperoxyde de cumeno.

Ensuite, l'hydroperoxyde de Cummeno est traité avec de l'acide pour la production d'une acétone, qui devient le méthacrylate de méthyle, monomère PMMA.

La polymérisation est effectuée à chaud en plaçant un mélange du monomère dans un récipient, et un initiateur de la réaction de polymérisation des radicaux libres, généralement du peroxyde, comme le peroxydisulfate de potassium. La réaction est illustrée à l'équation suivante:

Équation de polymérisation du méthacrylate de méthacrylate. Source: CJP24, CC0, via Wikimedia Commons

De plus, un émulsifiant est ajouté, par exemple, le sodium et le stéarate d'eau, produisant le PMMA solide.

Utilisation / applications PMMA

Le PMMA est présent dans de nombreuses activités de l'homme allant de la construction de maisons et de véhicules de transport, aux expressions artistiques, comme la peinture.

Architecture

Le polymelmétalcrile est utilisé comme barrière transparente dans les aquariums, avec une épaisseur suffisante pour résister à une pression d'eau énorme

En raison de la transparence de la lumière visible et de sa résistance à la lumière ultraviolette, le PMMA est utilisé dans la construction de fenêtres, portes, marques, panneaux, etc. De plus, le PMMA guide la lumière visible afin d'obtenir un éclairage naturel dans les maisons et autres constructions.

Le PMMA fournit également une bonne isolation thermique qui permet son utilisation dans la construction de serres. Le polymère a la propriété d'être utilisé avec une épaisseur allant jusqu'à 33 cm, sans perdre sa capacité de transmission légère contrairement au verre.

Cela permet au PMMA d'être utilisé dans la construction de grands aquariums, qui en raison des grands volumes d'eau qu'ils contiennent, subissent une grande pression sur leurs murs.

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Moyens de transport

Le PMMA est utilisé dans les fenêtres et les feux de voiture. Dans les avions, il est utilisé dans les fenêtres, les panneaux et les marques. Pendant ce temps, en sous-marins et Batisco est utilisé pour l'observation à l'étranger.

Additif pour les lubrifiants

Les huiles lubrifiantes et les liquides hydrauliques deviennent des viscos lorsqu'ils connaissent une diminution de la température. La dépendance au PMMA facilite les machines appropriées à une température de -100 ºC, car elle prolonge sa fluidité.

Usages médicaux

Le PMMA est utilisé dans l'élaboration des lentilles correctives conventionnelles et des lentilles de contact dur, pas des lentilles de contact souples. Le polymère est utilisé pour fabriquer des lentilles intraoculaires pour remplacer la lentille, une lentille oculaire naturelle endommagée dans la condition appelée cataracte.

Le ciment PMMA est utilisé en chirurgie orthopédique pour régler les implants et le remodelage osseux. La fonction du ciment osseux n'est pas collée, mais remplit l'espace libre entre l'os et la prothèse insérée, permettant un meilleur fonctionnement.

Le PMMA est également utilisé sous forme de micro-sphères pour remplir les tissus mous sous-jacents à la peau, une procédure utilisée en chirurgie esthétique pour réduire les cicatrices et les rides.

Emploi en dentisterie

Le PMMA est utilisé pour la fabrication des dents, ainsi que pour les prothèses dentaires post-espèces et les pièces de grande durée.

Art

Avec les Plexiglaás (le même PMMA), d'innombrables œuvres d'arts sont réalisées, comme cette sculpture située aux Pays-Bas et appelée Het Blauwe Hart

Le PMMA est utilisé dans l'élaboration des peintures acryliques, présents dans les peintures. Il est également utilisé dans l'élaboration des cadres des peintures de peinture. Et comme s'il ne suffisait pas, le polymère est utilisé dans l'élaboration des guitares, des pianos et d'autres instruments de musique.

électronique

En raison de sa transmission élevée de lumière, le PMMA est utilisé à la télévision, aux écrans LCD, aux ordinateurs portables, aux écrans téléphoniques et aux équipements électroniques. Il est également utilisé dans les panneaux solaires en raison de sa résistance à la lumière ultraviolette et à sa transmission de lumière visible.

Les références

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