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Biomateriale
Polimetilmetacrilato
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Polimetilmetacrilato

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Polimetilmetacrilato
Nome IUPAC
Poli(metil-2-metilpropenoato)
Abbreviazioni
PMMA
Nomi alternativi
Plexiglas, Perspex, Lucite, Vitroflex, Acrivill, Perclax, Limacryl, Crylux, Oroglas, Setacryl, Altuglas
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare (C5O2H8)n (monomero)
Massa molecolare (u) 100,117 (monomero)
Numero CAS 9011-14-7
Numero EINECS 618-466-4
PubChem 3032549
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 1,19
Indicazioni di sicurezza

Il polimetilmetacrilato (in forma abbreviata PMMA) è una materia plastica formata da polimeri del metacrilato di metile, estere metilico dell'acido metacrilico. È un polimero termoplastico.

È noto anche con i nomi commerciali di Plexiglas, Perspex, Amanite, Lucite, Trespex, Vitroflex, Acrivill, Perclax, Limacryl, Crylux, Oroglas, Setacryl, Altuglas.

Storia

Sviluppato nel 1928 in vari laboratori in Germania, Gran Bretagna e Spagna, fu immesso sul mercato nel 1933 dall'industria chimica tedesca dopo la scoperta del chimico tedesco Walter Bauer. Il primo Plexiglas fu prodotto nel 1933 in Germania da Otto Röhm. La prima lente a contatto in materiale plastico fu creata nel 1939 da Heinrich Wöhlk in PMMA.

Nel 1936 fu prodotta la prima lastra acrilica dall'inglese ICI Acrylics (ora Perspex International, uno dei maggiori produttori di lastre in PMMA al mondo) e fu chiamata Perspex, dal latino perspicio, "vedo attraverso" largamente usata all'inizio per i cupolini degli aerei da caccia utilizzati anche nella Seconda Guerra Mondiale. Uno dei primi impieghi fu il coperchio in PMMA della radio-giradischi Braun SK 4 del 1956 Schneewittchensarg.

Proprietà

Di norma è molto trasparente, più del vetro, al punto che possiede caratteristiche di comportamento assimilabili alla fibra ottica per qualità di trasparenza, e con la proprietà di essere più o meno infrangibile a seconda della sua "mescola". Per queste caratteristiche è usato nella fabbricazione di vetri di sicurezza e articoli simili, nei presidi antinfortunistici, nell'oggettistica d'arredamento o architettura in genere.

Il PMMA in colata può essere riciclato: tramite processo di distillazione degli scarti di produzione si riottiene il monomero base MMA che può essere nuovamente polimerizzato.

Il PMMA è spesso usato in alternativa al vetro. Alcune delle differenze tra i due materiali sono le seguenti:

  • densità di 1,19 g/cm3, circa la metà di quella del vetro (2,5 g/cm3);
  • le lastre possono essere prodotte per estrusione (sigla XT) o per colatura (sigla GS);
  • ha un punto di rottura superiore al vetro e inferiore al policarbonato;
  • è più tenero e sensibile ai graffi e alle abrasioni; a questo generalmente si ovvia con un opportuno rivestimento; eventuali graffi su lastre colate possono essere facilmente eliminati grazie a polish specifici;
  • può essere modellato per riscaldamento (termoformatura) a temperature relativamente basse (ha temperatura di transizione vetrosa pari a 110 °C circa);
  • è più trasparente del vetro alla luce visibile: circa 0,93 contro i 0,8-0,9 del vetro;
  • a differenza del vetro, esistono alcune formulazioni che non fermano la luce ultravioletta (plexiglas GUV-T);
  • è trasparente alla luce infrarossa fino a 2800 nm, mentre la luce di lunghezze d'onda maggiore viene sostanzialmente bloccata; esistono specifiche formulazioni di PMMA atte a bloccare la luce visibile e a lasciar passare la luce infrarossa di un dato intervallo di frequenze (usate, ad esempio, nei telecomandi e nei sensori rivelatori di fonti di calore).

Pezzi di PMMA possono essere saldati a freddo usando adesivi a base di cianoacrilati oppure sciogliendone gli strati superficiali con un opportuno solvente - diclorometano o cloroformio. La giuntura che si crea è quasi invisibile. Gli spigoli vivi del PMMA possono inoltre essere facilmente lucidati e resi trasparenti. Tuttavia gli incollaggi professionali si possono effettuare con colle a base solvente da due a cinque componenti; grazie alla qualità unita alla tossicità/cancerogenicità della maggior parte dei solventi, queste colle di fatto vanno soppiantando le colle monocomponenti. Da qualche anno si stanno affermando le cosiddette "colle UV", che uniscono i vantaggi di praticità e prestazioni delle colle mono- e bicomponente a base solvente.

Il PMMA brucia in presenza di aria a temperature superiori a 460 °C; la sua combustione completa produce anidride carbonica e acqua.

Analogo al PMMA, ma con un atomo di idrogeno al posto del gruppo metile (CH3) che sporge dalla catena principale, è il polimetilacrilato, un polimero che si presenta come una gomma morbida.

La velocità di propagazione del suono in questo materiale è tra i 2700 e i 2800 m/s. La misura di isolamento acustico è Rw=26 dB per uno strato di spessore 4 mm.

Utilizzi

Catena polimerica del PMMA

Tra gli esempi delle sue applicazioni si annoverano i fanali posteriori delle automobili, le barriere di protezione negli stadi e le grandi finestre degli acquari; uno dei maggiori è il settore bagno dove viene impiegato per la realizzazione di vasche da bagno e piatti doccia. Veniva usato nella produzione dei laserdisc e occasionalmente è utilizzato nella produzione dei DVD; per questi ultimi (e per i CD) è tuttavia preferito il più costoso policarbonato, per via della sua migliore resistenza all'umidità.

La vernice acrilica consiste essenzialmente di una sospensione di PMMA in acqua, stabilizzata con opportuni composti tensioattivi, dato che il PMMA è idrofobo.

Il PMMA possiede un ottimo grado di biocompatibilità con i tessuti umani, viene per questo usato nella produzione di lenti intraoculari per la cura della cataratta. Anche le prime lenti a contatto rigide in materiale plastico erano realizzate con questo polimero, oggi quasi completamente rimpiazzato da materiali gas-permeabili. Alcuni tipi di lenti a contatto morbide sono invece realizzate con polimeri simili, dove però il monomero acrilico ospita sulla sua struttura uno o più gruppi ossidrile, in modo da rendere il polimero idrofilo, come ad esempio il pHEMA (polidrossietilmetacrilato)

In ortopedia il PMMA è usato come "cemento" per fissare impianti, per rimodellare parti di osso perdute o riparare vertebre fratturate (vertebroplastica). Viene commercializzato in forma di polvere da miscelare al momento dell'uso con metacrilato di metile (MMA) liquido per formare una pasta che si indurisce gradualmente. Nei pazienti trattati in questo modo l'odore del metacrilato di metile può essere percepibile nel respiro. Benché il PMMA sia biocompatibile, l'MMA è una sostanza irritante. Anche le otturazioni dentali sono realizzate con un "cemento" analogo. In chirurgia estetica iniezioni di microsfere di PMMA sotto pelle vengono usate per ridurre rughe e cicatrici.

Il PMMA è un materiale sensibile alla corrente che lo attraversa e perciò viene utilizzato anche nell'industria microelettronica nei processi di litografia elettronica. Per l'elevata conducibilità della luce, viene impiegato anche per la realizzazione di fibre ottiche.

In campo dentale è utilizzato per realizzare protesi dentarie provvisorie e definitive e protesi dentali con tecnologia CAD-CAM.

In radiologia il PMMA è impiegato per la creazione di fantocci usati per ricerca o per le prove di qualità.

In radioterapia il PMMA viene usato come fantoccio per inserire le sacche di emoderivati che devono essere irradiate con dose variabile tra i 20 Gy e i 50 Gy. Il PMMA aumenta l'interazione delle radiazioni con la materia per effetto Compton.

La migliore qualità di lastre in PMMA è certamente ottenuta per colata di uno "sciroppo" acrilico ottenuto prepolimerizzando in reattore mediante agitazione il monomero di MMA; la grande esotermia legata alla polimerizzazione del prodotto rende però possibile per la maggioranza dei produttori l'ottenimento di lastre di spessore non superiore ai 3 cm. Pochi produttori al mondo possiedono impianti e tecnologie per polimerizzare il PMMA sotto forma di blocco più spesso, fino a spessori anche superiori ai 400 mm. La destinazione primaria di detti blocchi è artistica (come materia prima per sculture non realizzabili con il cristallo), apparecchi medicali e lenti di grossa dimensione, finestrature per i sottomarini e pareti trasparenti per gli acquari oceanici.

Nomi commerciali

La sintassi comune è polimetil metacrilato e polimetimetacrilato. Il nome completo è Poli(metil-2-metilpropenoato).

Spesso indicato anche semplicemente come acrilico, nome che si può però riferire ad altri polimeri o copolimeri contenenti poliacrilonitrile. Altri nomi commerciali sono:

Voci correlate

Altre materie plastiche trasparenti

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità LCCN (EN) sh89000009 · GND (DE) 4211340-4 · BNF (FR) cb12125379b (data) · J9U (EN, HE) 987007534300305171 · NDL (EN, JA) 00560147

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