Nhựa PMMA (Polymethyl Methacrylate) Là Gì? Thông Số Kỹ Thuật Của ...

Nhựa PMMA (Polymethyl Methacrylate) là một loại nhựa cứng với độ trong suốt gần như tuyệt đối, cho phép ánh sáng truyền qua lên đến 92%, tương đương hoặc thậm chí vượt trội hơn so với thủy tinh. Nhờ khả năng chống tia cực tím và chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt, PMMA không bị ố vàng hay xuống cấp theo thời gian khi tiếp xúc với môi trường ngoài trời.

Công thức phân tử Poly Methyl Methacrylate – (C5O2H8)n

Bên cạnh đó, PMMA có tính linh hoạt cao trong gia công, dễ dàng nhuộm màu theo yêu cầu, tạo khuôn, cắt, khoan và uốn định hình theo nhiều thiết kế phức tạp. Những đặc tính ưu việt này khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng trong nhiều lĩnh vực, từ kính chắn gió máy bay, cửa sổ trần, đèn hậu ô tô cho đến các bảng hiệu quảng cáo ngoài trời. Ngoài ra, PMMA là một sự thay thế hoàn hảo cho thủy tinh trong nhiều ứng dụng khác nhau, không chỉ bởi giá thành hợp lý hơn mà còn nhờ trọng lượng nhẹ hơn đến 50% và khả năng chịu va đập tốt hơn, giúp giảm thiểu nguy cơ vỡ nứt và tăng độ an toàn khi sử dụng.

Công thức hóa học	(C5O2H8)n
Khối lượng riêng	1.18 g/cm3
Điểm nóng chảy	200-250°C
Nhiệt độ ép đùn	180-250°C
Độ cứng Rockwell R	102

Cũng như tất cả các loại nhựa, Acrylic thuộc nhóm polyme—một thuật ngữ có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, trong đó poly có nghĩa là “nhiều” và meros có nghĩa là “phần”. Điều này cho thấy polyme là tập hợp của nhiều phân tử nhỏ (monome) liên kết với nhau để tạo thành một chuỗi dài. Các chuỗi polyme có thể chứa hàng trăm, thậm chí hàng nghìn phân tử đơn lẻ kết nối với nhau, tạo ra một vật liệu có tính chất hoàn toàn khác biệt so với các thành phần cấu thành ban đầu.

Với đặc tính nổi bật về độ bền, tính linh hoạt và khả năng thích ứng trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau, Polymethyl Methacrylate (PMMA) đã trở thành một lựa chọn lý tưởng trong vô số ứng dụng. Hãy cùng khám phá sâu hơn về đặc điểm chính của PMMA, những lợi thế vượt trội của nó so với các vật liệu khác, cũng như các điều kiện cần thiết để xử lý và tái chế loại polyme này nhằm tối ưu hóa hiệu suất sử dụng và bảo vệ môi trường.

Nhựa Acrylic (PMMA) là gì?

Nhựa PMMA (Poly Methyl Methacrylate) có công thức phân tử là (C5O2H8)n được biết đến với tên gọi khác là nhựa acrylic, thủy tinh acrylic, hay acrylic glass là một loại polymer tổng hợp trong suốt, được tạo thành từ quá trình trùng hợp monome methyl methacrylate (MMA).

Methyl methacrylate là phân tử cơ bản, có công thức hóa học là [CH2=C(CH3)COOCH3], được sử dụng để tạo ra PMMA và nhiều loại nhựa acrylic khác. Trong quá trình trùng hợp, một liên kết đôi giữa các nguyên tử carbon trong MMA sẽ bị phá vỡ và liên kết với carbon trung tâm của phân tử MMA khác để hình thành chuỗi polymer. Quá trình này liên tục lặp lại cho đến khi tạo thành polymer hoàn chỉnh. PMMA nổi bật với tính chất trong suốt, nhẹ hơn thủy tinh 40%, bền gấp 10 lần và có khả năng thay thế kính trong nhiều ứng dụng. PMMA còn được gọi là plexiglass, hoặc mica và có tính năng chống mài mòn, độ truyền sáng cao, cũng như khả năng chống tia cực tím.

So với các loại polymer trong suốt khác như PVC hay polystyrene, PMMA sở hữu nhiều ưu điểm kỹ thuật vượt trội, bao gồm:

• Chống tia cực tím và thời tiết xuất sắc: Giữ được độ trong suốt và bền màu ngay cả khi tiếp xúc lâu dài với ánh nắng mặt trời và môi trường khắc nghiệt.
• Truyền ánh sáng tuyệt vời: Cho phép ánh sáng đi qua lên đến 92%, gần như không bị suy giảm, giúp tạo ra hiệu ứng quang học rõ nét.
• Đa dạng về màu sắc: Có thể dễ dàng tùy chỉnh màu sắc theo yêu cầu mà không làm ảnh hưởng đến đặc tính vật lý của vật liệu.

Nhờ những đặc tính ưu việt này, PMMA được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ xây dựng, quảng cáo, y tế cho đến công nghiệp ô tô và hàng không.

PMMA hoặc poly (metyl 2 ‐ metylpropenoat) được sản xuất từ ​​monome metyl metacrylat.

Cấu trúc phân tử Methyl methacrylate

Nguyên liệu này là một loại polymer trong suốt, không màu, có sẵn ở dạng viên, hạt nhỏ và dạng tấm, sau đó các sản phẩm từ Acrylic được tạo thành bằng nhiều phương pháp nhựa nhiệt dẻo khác nhau như ép phun, ép nén và ép đùn. PMMA có thể tái chế 100%.

Tên thương mại phổ biến của acrylic

Nhà hóa học và công nghiệp Otto Röhm của Rohm và Haas AG ở Đức đã được cấp bằng sáng chế cho tên thương mại “Plexiglas” vào năm 1933. Ngày nay, các tên thương mại đáng chú ý bao gồm:

Nhà cung cấp	Nhãn hiệu
Röhm GmbH	Plexiglas®, ACRYLITE®
Kuraray	PARAPET®
Lucite	Diakon®, Colacryl®, Elvacite®, Perspex®
Arkema	ALTUGLAS®
Plaskolit	Optix®
Asahi Kasei Plastics	DELPETTM
Hóa chất Sumitomo	SUMIPEX®

Tính chất lý hóa PMMA

PMMA có cấu trúc phân tử đặc trưng được tạo thành từ monome methyl methacrylate thông qua quá trình trùng hợp. Cấu trúc này giúp PMMA có khả năng duy trì độ bền cơ học cao và tính ổn định trong môi trường sử dụng. Nhờ vào tính chất hóa học này, PMMA có thể duy trì hình dạng và tính chất vật lý ổn định khi tiếp xúc với các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau. Tuy nhiên, PMMA có điểm nóng chảy cao (160°C), giúp nó chịu được nhiệt độ trong một phạm vi tương đối rộng mà không bị biến dạng hay chảy.

Ngoài ra, PMMA có khả năng chống chịu tốt với nhiều loại dung môi và hóa chất. Vật liệu này không hòa tan trong nước, rượu, và các hydrocarbon aliphatic, nhưng lại có thể hòa tan trong các dung môi như tetrahydrofuran, toluene, cyclohexanone, ethyl acetate và chloroform. Tính chất này khiến PMMA có thể dễ dàng được chế tạo và gia công thành các sản phẩm nhựa có độ chính xác cao. Tuy nhiên, nó cần phải tránh tiếp xúc với các chất oxy hóa mạnh, vì có thể gây phản ứng hóa học không mong muốn, dẫn đến sự phân hủy hoặc giảm độ bền của vật liệu.

PMMA cũng có tính dễ cháy khi tiếp xúc với lửa, với điểm cháy đạt 250°C, do đó cần được bảo quản cẩn thận trong môi trường an toàn. Mặc dù có tính ổn định trong điều kiện bình thường, nhưng việc PMMA có khả năng chịu nhiệt tốt, kết hợp với khả năng chống mài mòn và kháng tia cực tím, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng ngoài trời, chẳng hạn như sản xuất kính bảo vệ, biển hiệu và các thiết bị điện tử.

Bảng thông số tính chất của Poly (Methyl Methacrylate)

Thông số	Giá trị
Điểm nóng chảy	160 °C
Điểm sôi	108 °C
Nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg)	115 °C / 88 °C
Mật độ	1.188 g/mL tại 25 °C
Chỉ số khúc xạ	n20/D 1.49
Điểm cháy	250 °C
Nhiệt độ bảo quản	2-8 °C
Dạng	Bột
Màu sắc	Trắng
Trọng lượng riêng	1.188
Độ nhớt	2.0 đến 4.0 mPa-s (0.5g/50mL THF, 20 °C)
Tính hòa tan	Hòa tan trong THF, toluene, chloroform, không hòa tan trong nước, rượu, hydrocarbon aliphatic
Tính ổn định	Ổn định, dễ cháy, không tương thích với chất oxy hóa mạnh

PMMA là polymer vô định hình trong suốt, không màu, với nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) từ 100°C đến 130°C và mật độ 1.18 g/cm³. PMMA hòa tan chậm trong dung môi, với quá trình hòa tan bắt đầu từ việc phồng lên và khuếch tán dần vào polymer. Polymer này cũng có thể bị thủy phân hoàn toàn với axit sulfuric (H₂SO₄) thành poly(methacrylic acid). PMMA chủ yếu chứa carbon và hydro, dễ bị đốt cháy tỏa ra CO₂, CO và H₂O khi gặp nhiệt độ cao.