Polyméthacrylate de méthyle

Le polyméthacrylate de méthyle est un thermoplastique transparent dont le monomère est le méthacrylate de méthyle. Ce polymère est plus connu sous son premier nom commercial de Plexiglas.


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  • Le polyméthacrylate de méthyle est un thermoplastique transparent dont le monomère est le méthacrylate de méthyle (MAM). Ce polymère est plus connu sous son... (source : nl-nl.facebook)
Polyméthacrylate de méthyle
Structure du PMMA : (C5O2H8)n
Structure du PMMA : (C5O2H8) n
Général
No CAS 9011-14-7
Propriétés chimiques
Formule brute C5H8O2  [Isomères] (C5H8O2) n
Masse molaire[1] 100, 1158 ± 0, 0052 g·mol-1
C 59, 98 %, H 8, 05 %, O 31, 96 %,
Propriétés physiques
T° fusion 130 à 140 °C (265–285 °F)
T° ébullition 200 °C (392 °F)
Propriétés électroniques
constante diélectrique 3, 12 (1 kHz, 27 °C)
2, 76 (1 MHz, 27 °C)
2, 6 (1 GHz, 27 °C)
3, 80 (1 kHz, 80 °C)
2, 7 (1 MHz, 80 °C)
2, 6 (1 GHz, 80 °C) [2]
Propriétés optiques
Indice de réfraction nˆ{ 20 }_{  }  1, 49 [3]
Précautions
SIMDUT[5]
Produit non contrôlé
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[4]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le polyméthacrylate de méthyle (fréquemment abrégé en PMMA, de l'anglais Polymethyl Methacrylate) est un thermoplastique transparent dont le monomère est le méthacrylate de méthyle (MAM). Ce polymère est plus connu sous son premier nom commercial de Plexiglas (nom déposé).

Plexiglas coloré transparent.


Synthèse

Synthese pmma.gif

Il se polymérise avec radicaux qui amorcent une polymérisation radicalaire en chaîne. Aussi envisageable, la polymérisation anionique, avec amorceurs nucléophiles de types carbanions.

La polymérisation anionique doit se faire en milieu anhydre, en effet, dans ce type de réaction, il n y a pas d'étapes de terminaison, la chaîne en construction continue à absorber des monomères jusqu'à épuisement du stock. C'est uniquement a ce moment la qu'on peut précipiter le PMMA en lui fournissant un proton (a l'aide d'un acide par exemple), ou y ajouter un monomère différent, dans l'objectif de former des copolymères à blocs (de type AAABBB).

Le milieu anhydre sert par conséquent a éviter que les chaines de PMMA ne se terminent trop tôt a cause d'un proton, ce qui ferait baisser leur degré de polymerisation (nombre de monomères présents dans la chaine). C'est aussi pour cette raison que la réaction se fait sous atmosphère inerte (argon, azote).

Le solvant et l'amorceur utilisé definiront la tacticité du polymère et par conséquent ses propriétés physiques.

Il existe trois principaux procédés de polymérisation :

Les deux derniers procédés sont essentiellement utilisés pour la production de plaques extrudées et la fabrication de granules.

Le PMMA peut être moulé par compression, injection, coulée, soufflage et extrusion. Les feuilles et plaques de PMMA sont aisément thermoformées. On peut aisément le métalliser. Le PMMA peut aussi être soudé par ultra-sons.

Propriétés physiques

Plexiglas transparent.

Sa transition vitreuse (Tg) est comprise entre 48 °C pour un PMMA syndiotactique (les groupements sont alternés autour de la chaîne) et 160 °C dans le cas d un PMMA isotactique (tous les groupements esters sont alignés du même coté de la chaîne). La modification du groupe ester induit aussi un abaissement du Tg (ex. Ethyl +65 °C, n-Buthyl +20 °C). Le PMMA peut aussi être modifié par copolymérisation avec d'autres monomères tels que des acrylates, des acrylonitriles, des styrènes et butadiènes.

Utilisation

Différentes couleurs.

Le PMMA a de nombreux avantages dont deux principaux :

Il peut remplacer le verre dans la fabrication de vitres car il permet une excellente transmission de la lumière. Il transmet jusqu'à 92 % de la lumière visible, soit plus que le verre. Pour sa résistance aux ultra-violets, il est utilisé pour les vitrages, les protections de tuiles ou certains éléments de voiture (feux arrières).

Les surfaces de PMMA montrent une grande rigidité, ainsi qu'une bonne résistance aux produits chimiques. C'est ainsi le matériau parfait pour les parois transparentes des grands aquariums.

Malgré tout le PMMA est assez fragile et brûle aisément. Ce polymère exige aussi une trempe (recuisson) pour relâcher les tensions internes du polymère. Il a une faible résistance aux solvants, en particulier aux carburants.

Le PMMA ne peut pas être utilisé pour fermer des machines industrielles, il est indispensable d'utiliser du polycarbonate qui ne présente pas de danger quand il se brise.

Recyclage

Le PMMA peut être fondu puis remoulé, mais c'est en particulier par dépolymérisation qu'on peut le recycler aisément. Par chauffage, le PMMA redonne son monomère de départ, le MAM. Ce dernier peut alors être réutilisé pour une nouvelle polymérisation.

Références

  1. Masse molaire calculée selon Atomic weights of the elements 2007 sur www. chem. qmul. ac. uk
  2. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)  
  3. (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16e éd. , 1623 p. (ISBN 0071432205) , p.  2.807 
  4. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, «Evaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme» sur http ://monographs. iarc. fr, CIRC, 16 janvier 2009. Consulté le 22 août 2009
  5. «Polyméthacrylate de méthyle» dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009

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