Реферат Полиметилметакрилат 1. Краткая история Полиметилметакрилат (ПММА), также известный как акриловое стекло или плексиглас, был изобретен в 1928 году Отто Ромом. Отто Ром — немецкий учёный, основоположник химии акрилов. Основы химии акрилов он заложил в 1901 году, начав исследования взаимодействия алкоголята натрия и метилакрилатов. Ром случайным образом получил оргстекло. Он экспериментировал с производством ударопрочных многослойных стёкол для автомобильной промышленности и авиации. Он создал на основе акрилатов клей для склеивания двух силикатных стёкол и обнаружил, что клей не склеил два стекла, а сам превратился в подобие стекла и легко отделился от стеклянной формы. Так был изобретён листовой акрил и способ его производства — заливка между двумя силикатными стёклами. В 1933 году Ром запатентовал новый материал под названиями «Plexiglas», что в переводе с немецкого означает «гибкое стекло». Так получилось оргстекло, которое в настоящее время используется повсеместно. Отто Ром работал в компании “Rohm and Haas”, которая начала коммерческое производство ПММА в 1930 году. Первоначально ПММА использовался для изготовления зубных пломб и других медицинских приложений, но его прочность и прозрачность сделали его идеальным материалом для авиационной промышленности. В 1940-х годах ПММА начали использовать для производства ветровых стекол и фонарей для военных и гражданских самолетов. После Второй мировой войны ПММА стал широко использоваться в строительстве, архитектуре и автомобильной промышленности благодаря своей легкости, прочности и устойчивости к воздействию окружающей среды. Акриловое стекло стало популярным материалом для изготовления витрин, окон, дверей, световых коробов и даже автомобильных фар. 2. Способы получения Органическое стекло – обладает высокой прочностью, диэлектрическими свойствами и устойчивостью к действию атмосферных явлений и агрессивных сред. Промышленностью изготавливается бесцветное и окрашенное оргстекло, которое может быть как прозрачным, так и матовым. Материал выпускается в нескольких видах: листовое, блочное оргстекло и цветное оргстекло, а также в виде изделий сложной формы. В качестве исходного сырья для получения органического стекла используют метилметакрилат, который получают из метилового спирта и метакриловой кислоты. Оргстекло получают по следующей реакции: получение метилметакрилата Метилметакрилат – это бесцветная жидкость, которая, вступая в реакцию полимеризации, превращается в стеклообразную массу. Реакция получения оргстекла протекает на свету при нагревании и в присутствии катализаторов (перекись водорода, перекись бензола и др.): получение полиметилметакрилата ПММА представляет сбой твердое прозрачное вещество, отличающееся высокой ударопрочностью. При нагревании до 100 – 150 0С он становится пластичным, а при более высокой температуре происходит деполимеризация с образованием жидкого метилметакрилата. Для получения органического стекла в ходе реакции полимеризации в полиметилметакрилат вводятся пластификаторы, красители и различные присадки. Все это позволяет придать оргстеклу требуемый цвет, прозрачность и форму. • Метод получения оргстекла блочной полимеризацией Листовое оргстекло получают методом блочной полимеризации, при котором реакция протекает в формах в присутствии инициаторов и пластификаторов. Формы изготавливают из обычного силикатного стекла с толщиной стенки 5 – 11 мм, также применяются стальные и алюминиевые формы. Зазор между листами формы регулируется при помощи эластичных вкладышей, что позволяет получать изделия из оргстекла различной толщины. • Метод получения органического стекла суспензионной полимеризацией Для изготовления из органического стекла изделий сложной формы применяют литьевой и экструзионный методы, где в качестве исходного сырья используют гранулированный полиметилметакрилат. Этот материал получают полимеризацией в суспензии, при этом размер гранул полиметилметакрилата зависит от количества и вида стабилизатора, а также скорости перемешивания акриловой смеси. В качестве стабилизаторов обычно применяются метилцеллюлоза, соли полиакриловой кислоты и т.д. 3. Химические превращения Полиметилметакрилат (ПММА) является термопластичным полимером, который может подвергаться различным химическим превращениям. Некоторые из них включают: • Термическая деструкция. При нагревании ПММА выше определенной температуры (около 300 °C) происходит его деполимеризация, то есть разложение на мономеры. Деструкция ПММА происходит через термическую свободнорадикальную реакцию расстегивания или противополимеризации. по механизму • Фотохимическая деструкция или же старение полимера. Под воздействием ультрафиолетового излучения ПММА может разрушаться, теряя свои свойства. Для предотвращения этого в состав ПММА могут быть добавлены специальные стабилизаторы: антиоксиданты (вторичные ароматические амины, фенолы); светостабилизаторы (сажа, производные бензофенона). • Химическая модификация. ПММА может быть модифицирован путем введения в его структуру различных функциональных групп, что позволяет изменять его свойства. Например, можно добавить гидрофобные (неполярные алкильные и ароматические радикалы) или гидрофильные (полярные аминогруппа (-NH2), карбоксильная (-COOH), карбонильная (-CHO)) группы для изменения его поверхностных свойств. • Сшивание. ПММА также может быть сшит в трехмерную структуру с помощью различных сшивающих агентов, таких как диметакрилаты или эпоксидные смолы. Это увеличивает его прочность и жесткость. 4. Применение Полиметилметакрилат (ПММА) имеет широкий спектр применения благодаря своим уникальным свойствам. Вот некоторые из основных областей его применения: • Строительство и архитектура: ПММА используется для изготовления окон, дверей, витрин, световых коробов, элементов декора и даже целых зданий. Его прозрачность, легкость и прочность делают его идеальным материалом для этих целей. • Автомобильная промышленность: ПММА используется в производстве фар, бамперов, спойлеров и других элементов автомобилей. Он устойчив к воздействию различных химических веществ и температур, что делает его идеальным для этой отрасли. • Электроника: ПММА применяется для изготовления корпусов электронных устройств, таких как компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны и другие гаджеты. • Медицина: ПММА используется для производства зубных протезов, искусственных суставов и других медицинских изделий. Он биосовместим и не вызывает аллергических реакций у пациентов. • Реклама и дизайн: ПММА широко используется для изготовления вывесок, световых коробов, рекламных щитов и других рекламных конструкций. Его легкость, прочность и устойчивость к воздействиям окружающей среды делают его идеальным материалом для этой сферы. В целом, ПММА находит применение во многих отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам и широкому спектру возможностей для модификации и химической модификации.
