بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)

بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)، المعروف أيضًا باسم الأكريليك أو بأسماء تجارية مثل Plexiglas، Lucite، وPerspex، هو بوليمر صناعي يتم إنتاجه من بلمرة مونومرات ميثيل ميثاكريلات (MMA). يُعد مادة بلاستيكية حرارية شفافة تُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لشفافيته البصرية، ومتانته، وتعدد استخداماته.

التركيب

يتكوّن بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) من بلمرة مونومرات ميثيل ميثاكريلات (MMA). يحتوي كل مونومر MMA على مجموعة ميثاكريلات، والتي تضم رابطة مزدوجة بين ذرتي كربون (C=C) متصلة بـ مجموعة ميثيل (CH₃) ومجموعة ميثوكسي كربونيل (COO). أثناء عملية البلمرة، تنفتح الروابط المزدوجة لمونومرات MMA، مما يسمح بارتباطها في سلاسل طويلة. ينتج عن ذلك هيكل بوليمري متكرر، حيث تحتوي كل وحدة على ذرة كربون مرتبطة بمجموعة ميثيل ومجموعة كربونيل، مما يشكّل بنية مثل:
-[CH₂-C(CH₃)COO]-
هذا الهيكل المتكرر يمنح PMMA خصائصه الفريدة مثل الشفافية البصرية، والصلابة، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن يكون الهيكل البوليمري خطيًا أو متفرّعًا، كما يمكن أن يكون بلوريًا بدرجات متفاوتة أو غير متبلور، وذلك وفقًا لظروف التصنيع، مما يؤثر على قوة المادة وشفافيتها.

الخصائص

يُعد بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) بوليمرًا متعدد الاستخدامات يتميّز بعدة خصائص بارزة:

• يتميّز بشفافية بصرية ممتازة، مما يجعله بديلاً خفيف الوزن للزجاج في التطبيقات مثل النوافذ، والشاشات، والعدسات.
• مقاوم جيد للعوامل الجوية، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية، مما يمنع التدهور والتصّفر والتكسّر عند التعرّض للشمس.
• أخف وزنًا من الزجاج، مما يجعله مناسبًا في التطبيقات التي تتطلب تقليل الوزن.
• مقاوم بشكل معتدل للمواد الكيميائية، لكنه حساس للأحماض القوية والقواعد والمذيبات مثل الأسيتون.
• يتميّز بصلابة عالية، مما يجعله مقاومًا للتشوّه تحت الظروف العادية، لكنه أكثر هشاشة مقارنة ببعض المواد الأخرى مثل البولي كربونات.
• يتميّز بخواص عزل كهربائي جيدة ويمكن معالجته بسهولة باستخدام تقنيات البثق، وحقن القوالب، والصب.
• قابل للخدش بسهولة، لذا يحتاج إلى عناية خاصة أو طلاءات واقية للحفاظ على شفافيته.

على الرغم من هشاشته، لا يزال PMMA خيارًا شائعًا لتوازنه بين الشفافية، ومقاومة العوامل الجوية، وتعدد الاستخدامات.

استخدامات بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)

• العدسات البصرية: يُستخدم في عدسات النظارات، وعدسات الكاميرات، والأجهزة البصرية نظرًا لشفافيته الفائقة.
• اللافتات والعروض الإعلانية: يُستخدم في اللافتات المضيئة، وشاشات العرض الترويجية، ولوحات الإعلانات.
• قطاع السيارات: يُستخدم في إضاءة السيارات، مثل المصابيح الأمامية والخلفية، وفي إنتاج الأجزاء الداخلية والخارجية.
• الطيران: يُستخدم في نوافذ الطائرات، وأغطية قمرة القيادة، ووحدات الإضاءة نظرًا لخفة وزنه وخصائصه البصرية.
• البناء والتشييد: يُستخدم في النوافذ، والأسقف الزجاجية، والواجهات، والمواد الإنشائية الأخرى كبديل للزجاج بفضل متانته ومقاومته للعوامل الجوية.
• القطاع الطبي: يُستخدم في العدسات داخل العين (IOLs)، والإسمنت العظمي، والأجهزة الطبية الأخرى بفضل التوافق الحيوي وشفافيته.
• أحواض السمك: يُستخدم في الأحواض الكبيرة والخزانات المائية كبديل للزجاج، نظرًا لشفافيته ووزنه الخفيف.
• الأثاث: يُستخدم في إنتاج الأثاث، خاصة في التصميمات الحديثة أو البسيطة، مثل الطاولات والكراسي والفواصل.

مزايا بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)

• شفافية عالية: يتميز PMMA بمستوى عالٍ من الشفافية، مما يجعله مثاليًا للاستخدامات البصرية وشاشات العرض.
• خفة الوزن: أخف بكثير من الزجاج، مما يسهل التعامل معه وتركيبه، ويقلل من الوزن العام للمنتجات.
• مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية: يقاوم الأشعة فوق البنفسجية، مما يمنع التصفر والتدهور عند التعرض لأشعة الشمس، ويجعله مناسبًا للاستخدامات الخارجية.
• مقاومة كيميائية جيدة: يقاوم العديد من المواد الكيميائية والعوامل البيئية، مما يجعله متينًا في مجموعة واسعة من التطبيقات.
• سهولة المعالجة: يمكن معالجة PMMA بسهولة باستخدام عدة تقنيات، مثل البثق، وحقن القوالب، والصب، مما يوفر مرونة في التصميم.
• تعدد الاستخدامات: يمكن استخدامه في مجموعة واسعة من الصناعات، بدءًا من المجال الطبي والطيران إلى المنتجات الاستهلاكية.

عيوب بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)

• الهشاشة: أكثر هشاشة مقارنة بالبلاستيكات الأخرى مثل البولي كربونات، مما يجعله عرضة للتشقق أو الكسر عند التعرض للصدمات.
• الحساسية للخدش: يتعرض للخدوش بسهولة أكبر من المواد الأخرى، مما قد يؤثر على مظهره وشفافيته بمرور الوقت.
• الحساسية الكيميائية: على الرغم من مقاومته الجيدة للمواد الكيميائية، إلا أنه يتأثر بالأحماض القوية، والقواعد، وبعض المذيبات مثل الأسيتون.
• مقاومة ضعيفة للصدمات: أقل مقاومة للصدمات مقارنة بمواد مثل البولي كربونات، مما يجعله أقل ملاءمة للتطبيقات ذات الأحمال العالية.
• مرونة محدودة: PMMA مادة صلبة نسبيًا، مما يجعله عرضة للتشقق عند التعرض للإجهاد، وهذا يحد من استخدامه في التطبيقات التي تتطلب مرونة أو متانة أعلى.