Elastizitätsmodul

Der Werkstoff PMMA zeichnet sich vor allem durch seine hohe Steifigkeit aus. Sein Zug-E-Modul liegt zwischen 2300 und 3300 MPa. Mit steigender Temperatur verliert PMMA ähnlich wie andere Thermoplaste an Steifigkeit. Das bedeutet, dass der Elastizitätsmodul mit steigender Temperatur abnimmt. Es zeigt sich, dass die Abnahme der Steifigkeit mit steigender Temperatur umso langsamer erfolgt, je höher die Molmasse ist.

Andere mechanische Eigenschaften

Mit steigender Temperatur nimmt die Festigkeit von PMMA ähnlich wie bei anderen Thermoplasten ab. Die Schlag- und Kerbzähigkeit ist im Vergleich zu anderen Thermoplasten nicht sehr hoch. Ähnlich wie Polystyrol ist sie praktisch temperaturunabhängig, d. h. auch bei höheren Temperaturen behält PMMA seinen spröden Charakter. Dies zeigt sich auch an der geringen Duktilität, die nur 2–4 % beträgt. Das Verhalten von PMMA bei dynamischer Ermüdung ist aus der Wöhlerkurve der Abhängigkeit der Biegefestigkeit von der Zyklenzahl ersichtlich.

Thermische Eigenschaften

Die Glasübergangstemperatur von PMMA beträgt 106 °C, bei gegossenen Halbzeugen bis zu 115 °C. Die Erweichungstemperatur nach Vicat B liegt je nach mittlerer Molmasse zwischen 84 und 111 °C. PMMA ist somit ein Thermoplast mit guter Temperaturbeständigkeit. Die Produkte sind dauerhaft bis zu Temperaturen von 70 °C einsetzbar.

Optische Eigenschaften

PMMA zeichnet sich durch hervorragende optische Eigenschaften aus. Es ist farblos, klar und absorbiert kaum sichtbares Licht. Seine Lichtdurchlässigkeit beträgt 92 %, der Brechungsindex 1,491. Damit hat es die höchste Lichtdurchlässigkeit aller Kunststoffe. Diese bleibt auch beim Einfärben von PMMA mit transparenten Farbstoffen erhalten. Auch der Oberflächenglanz ist hervorragend. PMMA-Platten absorbieren ultraviolettes Licht. Bereits eine 2 mm dicke Platte reicht aus, um die gesamte UV-Strahlung zu absorbieren. Aufgrund ihrer glasähnlichen optischen Eigenschaften werden Acrylglas auch als organisches Glas oder Acrylglas bezeichnet. Daher stammt der älteste Handelsname für harte und transparente Platten und Blöcke, die seit 1933 aus Methylestern der Methacrylsäure von der Firma Röhm und Haas in Darmstadt hergestellt und weltweit verbreitet wurden.

Elektrische Eigenschaften

PMMA ist ein guter elektrischer Isolator bei niedrigen Frequenzen. Bei hohen Frequenzen liegen seine Isoliereigenschaften unter denen von Polyethylen und Polystyrol. Verlustfaktor und Oberflächenwiderstand ändern sich bei normalem Gebrauch nicht. Daher wird PMMA vorteilhaft zur Herstellung von Teilen in der Elektroindustrie eingesetzt. Andererseits entsteht auf den Oberflächen von Teilen aus PMMA eine Oberflächenladung, weshalb oft antistatische Additive verwendet werden müssen.

Chemische Beständigkeit

PMMA ist beständig gegen schwache Säuren und Laugen, Salzlösungen, aliphatische Kohlenwasserstoffe, unpolare Lösungsmittel, Fette, Öle, Wasser, Reinigungsmittel. Es wird angegriffen von starken Säuren und Laugen, Benzol, polaren Lösungsmitteln, Ketonen, Estern, Ethern, aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen. Es ist anfällig für Spannungsrisskorrosion. Dies verringert seine Verwendbarkeit bei erhöhten Temperaturen oder längerem Kontakt mit Lösungsmitteln.

Wetterbeständigkeit

Es ist witterungs- und ultraviolettbeständig. Die Einwirkung äußerer Einflüsse hinterlässt unter keinen klimatischen Bedingungen Spuren von Vergilbung oder Glanzverlust der Oberfläche. Für den langfristigen Einsatz im Außenbereich wird jedoch eine UV-Stabilisierung empfohlen. Es nimmt sehr wenig Wasser auf.

Brennbarkeit

PMMA ist hochentzündlich. Es brennt mit heller Flamme, auch nach Entfernen der Flammenquelle. Die bei der Verbrennung freigesetzten Gase haben einen typisch süßlichen Geruch. Nach UL 94 wird es in die Klasse HB eingestuft. Die Selbstentzündungstemperatur liegt zwischen 400-465 °C.

Lebensmittelsicherheit

PMMA ist physiologisch unbedenklich. Es kann für Produkte verwendet werden, die mit Lebensmitteln oder Trinkwasser in Berührung kommen.

Thermoformen

PMMA-Platten lassen sich gut thermoformen. Üblicherweise wird Plexiglas gebogen. Die Umformtemperaturen liegen je nach Molmasse zwischen 150 und 180 °C und können bei hochmolekularen Typen in Ausnahmefällen bis zu 200 °C erreichen.

Arbeiten

PMMA lässt sich gut spanend bearbeiten. Dazu gehören Schneiden, Fräsen, Schleifen, Bohren und Polieren. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit muss so gewählt werden, dass das Material nicht schmilzt. Zum Schneiden kann beispielsweise ein Laserstrahl verwendet werden.

Oberflächenbehandlung

Lackieren und Bedrucken ist ohne vorherige Oberflächenbehandlung möglich. Die Haltbarkeit des Drucks ist so hoch, dass auch eine anschließende Thermoformung möglich ist. Die Produkte können auch metallisiert werden, sowohl durch Lackieren als auch durch Vakuumbedampfung.

Plexiglas kleben

Halbzeuge und Produkte aus PMMA lassen sich gut kleben, da es sich um einen polaren, leicht löslichen Kunststoff handelt. Zum Kleben werden Lösemittel-, Reaktiv-, Schmelz- und Sekundenkleber verwendet. Am besten geeignet sind Lösemittelkleber mit einem geringen Anteil an gelöstem PMMA, etwa 10–15 %. Derart modifizierte Lösemittelkleber werden Klebelacke genannt. Ihr Vorteil ist, dass sie keine Klebespuren hinterlassen. Die Klebeschicht auf Plexiglas ist hochtransparent und die Klebestelle ist nach dem Kleben praktisch nicht sichtbar. Kleber auf Aceton- und Chloroformbasis eignen sich sehr gut. Es ist jedoch zu beachten, dass es sich um leicht entzündliche Flüssigkeiten handelt, daher sind die Sicherheitsvorkehrungen strikt einzuhalten.

Plexiglas mit anderen Kunststoffen verkleben

PMMA lässt sich auch mit anderen Kunststoffen verkleben. So lässt sich PMMA problemlos mit kristallinem und zähem Polystyrol, Polycarbonaten, Cellulosederivaten, ABS-Terpolymeren oder SAN-Copolymeren verkleben. Hierzu werden geeignete Lösungsmittel und Klebelacke verwendet. Andere Kunststoffe werden mit Reaktiv- oder Schmelzklebstoffen auf PMMA geklebt. Geeignete Klebstoffe sind heute in großer Zahl auf dem Markt erhältlich. Eine wichtige Voraussetzung für eine feste Verbindung ist, dass die zu verklebenden Oberflächen absolut sauber, frei von Staub und anderen Verunreinigungen sind. Als Reinigungsmittel eignen sich detergenshaltiges Wasser oder Alkohole. Beim Verkleben von PMMA wird zusätzlich das Monomer Methylmethacrylat verwendet, das durch anschließende Polymerisation, aktiviert durch chemische Initiatoren oder Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, eine feste Verbindung eingeht.

Verwenden

PMMA wird überall dort eingesetzt, wo seine Vorteile genutzt werden, insbesondere optische, d. h. hohe Transparenz. Es werden verschiedene transparente Abdeckungen , Lampenabdeckungen und Displays daraus hergestellt. Seine Anwendung hat in der Automobilindustrie bei der Herstellung von Lampenabdeckungen, Schildern , Tachometern usw. stark zugenommen. In der Optik wird es als Rohstoff zur Herstellung von Linsen für Geräte und Brillen verwendet. In der Konsumgüterindustrie sind dies Vasen, Schalen, Schmuckprodukte, Werbeartikel und Werbeständer. Es nimmt einen bedeutenden Platz in der Lichtwerbung sowohl im Außen- als auch im Innenbereich sowie bei Ausstellungen ein. PMMA wird auch als Sanitärkeramik aus Acryl verwendet. Moderne Badewannen, Waschbecken, Duschabtrennungen usw. werden durch Thermoformen von Platten hergestellt.