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Polymethylmethacrylat PMMA

Technische Herstellung von Polymethylmethacrylat

PMMA wird industriell ausschließlich durch radikalische Polymerisation hergestellt. Eine anionische Polymerisation ist jedoch auch möglich. Als Starter werden meist Peroxide (Benzoyl- oder Laurylperoxid), aber auch AIBN oder die Kombination Peroxosulfate/Bisulfit eingesetzt. Neben der Substanzpolymerisation spielen auch Suspensions- (Perl-), Emulsions- und Lösungspolymerisationsverfahren eine Rolle.

Substanzpolymerisation

Das älteste Verfahren zur Substanzpolymerisation ist das Kammerverfahren, bei dem PMMA-Platten entstehen. In eine Flachkammer, die aus zwei Silicatglasscheiben mit einer kompressiblen Dichtschnur besteht, wird ein Vorpolymerisat (viskoses Gemisch aus Monomer und Polymer mit einem Anteil von bis zu 25 % PMMA) zusammen mit Initiator und eventuell anderen Zusätzen, wie z.B. Vernetzer und Comonomeren, gegossen. Der Einsatz von vorpolymerisiertem Material verringert die Schrumpfung, vermindert die Wärmeentwicklung bei der weiteren Polymerisation und verkürzt die Reaktionszeit. Die Polymerisation verläuft im Wärmeschrank zunächst bei 20-60 °C und wird bei 100-130 °C vollendet. Dabei kommt es zu einem Volumenschwund von bis zu 20 %, der durch Zusammenpressen der Platten ausgeglichen wird, so dass Spannungen vermieden werden. Die Glasscheiben lassen sich nach dem Prozess leicht von den Polymethylmethacrylat-Platten trennen.

Abb.1
Platten, Rohre und Blöcke aus PMMA
Copyright bei Röhm/Degussa

Dieses Verfahren wurde zu einer Anordnung weiterentwickelt, in der mehrere senkrecht aufgestellte Kammern in einem Aggregat mit Möglichkeiten zur Kühlung oder Heizung zusammengefasst sind.

Das so genannte Doppelbandverfahren, bei dem die Polymerisation kontinuierlich zwischen zwei polierten Stahlbändern stattfindet, hat geringere Bedeutung. Das so hergestellte Produkt zeigt schlechtere optische Eigenschaften, da die Oberflächenbeschaffenheit von der Qualität der Stahlbandoberfläche abhängt.

Zur Herstellung von Rohren wird die so genannte Schleuderpolymerisation eingesetzt, bei der anpolymerisiertes oder auch monomeres Methylmethacrylat in stählerne Formrohre gefüllt wird, die während der Polymerisation in Rotation versetzt werden. Dieses Verfahren ist relativ kompliziert und erfordert viel Handarbeit, um gute Qualität zu gewährleisten. Deshalb hat sich die Schleuderpolymerisation nicht in großem Maßstab durchsetzen können.

Volumenschwund bei der Substanzpolymerisation von PMMA - ein Rechenbeispiel

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