Microsphères de PMMA sont de minuscules sphères en polyméthacrylate de méthyle (PMMA). PMMA est un thermoplastique (également connu sous le nom d'acrylique ou de plexiglas) avec une transparence élevée, de bonnes performances de traitement, une forte résistance aux intempéries et une excellente chimique stabilité et est largement utilisé dans de nombreux domaines.
Préparation Méthode des microsphères de PMMA
Polymérisation en émulsion
Sous l'action de l'émulsifiant, le monomère est dispersé dans la phase aqueuse pour former une émulsion. La réaction de polymérisation est ensuite réalisée sous l'action de l'initiateur. Lors de la polymérisation en émulsion du MMA, les molécules d'émulsifiant forment des micelles dans la phase aqueuse. Le monomère est dissous dans les micelles, et l'initiateur se décompose dans la phase aqueuse pour produire des radicaux libres, qui pénètrent dans les micelles et initient la polymérisation des monomères. Ce schéma permet une vitesse de polymérisation rapide et une température de réaction facile à contrôler. Le produit présente une faible la taille des particules et une bonne dispersibilité, mais le processus est relativement compliqué.
Polymérisation en suspension
Le monomère insoluble dans l'eau est en suspension dans l'eau sous forme de fines gouttelettes. La polymérisation se produit sous l'action d'un initiateur. Lors de la polymérisation en suspension du MMA, le monomère est dispersé en fines gouttelettes par agitation. Ces gouttelettes sont en suspension dans de l'eau contenant un dispersant. L'initiateur est dissous dans les gouttelettes de monomère, ce qui initie la polymérisation du monomère à l'intérieur des gouttelettes. Cette méthode permet un contrôle aisé de la température de réaction. Le produit est ainsi stable et son post-traitement est simple. Cependant, une petite quantité de dispersant peut rester dans le produit, ce qui peut affecter sa transparence et ses propriétés électriques. De plus, le procédé consomme beaucoup d'eau, ce qui complique le traitement des eaux usées.
Zone d'application
Les microsphères de PMMA, une forme particulière de PMMA, se caractérisent par une granulométrie uniforme et une distribution granulométrique étroite. Leur diamètre est généralement compris entre quelques microns et quelques dizaines de microns, et leur distribution granulométrique est très uniforme. Cela leur confère des performances uniques dans diverses applications.
Domaine pharmaceutique
Lentilles intraoculairesL'une des applications médicales les plus connues du PMMA est l'ophtalmologie, notamment pour la fabrication de lentilles intraoculaires. Les lentilles intraoculaires (LIO) sont des implants utilisés pour remplacer le cristallin naturel après une opération de la cataracte. Les lentilles intraoculaires en PMMA sont généralement fabriquées à partir de matériaux PMMA à très haute transmittance lumineuse et biocompatibles, ce qui leur permet de rester longtemps en place sans provoquer d'effets indésirables.
Applications dentaires : Le PMMA est également très important dans le domaine dentaire, principalement utilisé pour la fabrication de prothèses dentaires, de couronnes, de bridges, etc. Matériaux de restauration dentaire : Le PMMA est un matériau de restauration dentaire courant, notamment pour la fabrication de couronnes et de bridges provisoires. Il est rapidement moulable, présente une bonne transparence et une certaine résistance mécanique. Restauration provisoire : Le PMMA est souvent utilisé pour la fabrication de prothèses dentaires ou de couronnes provisoires, car il est facile à travailler et possède une résistance mécanique suffisante pour être utilisé en attendant une restauration définitive. Applications à long terme : Le PMMA peut également être mélangé à d’autres matériaux (tels que les céramiques). Il est utilisé comme matériau de restauration dentaire implantable à long terme, avec une bonne biocompatibilité.
Implants orthopédiques
Ciment osseux : Le PMMA est couramment utilisé dans le remplacement des articulations et les chirurgies de la colonne vertébrale comme matériau de fixation.
Il est formé en mélangeant deux composants, un liquide et une poudre, pour créer un adhésif à haute résistance.
Cet adhésif ancre solidement les articulations artificielles ou les implants à l'os.
Le PMMA offre une bonne adhérence et une bonne résistance mécanique, améliorant efficacement la liaison entre l'implant et l'os.
Architecture et décoration
Le plexiglas acrylique à base de PMMA est utilisé dans le secteur de la construction. Il est principalement utilisé pour l'éclairage des bâtiments, les toitures transparentes, les hangars, les cabines téléphoniques, les escaliers et les panneaux muraux. Il peut également être utilisé pour la fabrication d'équipements sanitaires tels que les baignoires, les lavabos, les coiffeuses et autres produits. Les perspectives de marché sont très vastes.
Construction de murs-rideaux et de fenêtres : Le PMMA est souvent utilisé dans les murs-rideaux et les systèmes de fenêtres des bâtiments, notamment lorsqu'un éclairage important ou un faible poids est requis. Il permet de produire des plaques transparentes plus légères que le verre ordinaire, offrant une excellente résistance aux intempéries et un faible jaunissement.
Puits de lumière et toitures : Les plaques de PMMA sont largement utilisées dans la fabrication de puits de lumière, de toitures et de fenêtres d'éclairage. Elles offrent un éclairage naturel efficace, tout en offrant une bonne résistance aux intempéries et en étant peu sensibles aux rayons ultraviolets et au vieillissement.
Panneaux d'affichage et enseignes : Le PMMA offre une bonne transparence et une excellente transmission lumineuse. Il est souvent utilisé pour la fabrication de panneaux d'affichage, d'enseignes et de panneaux de signalisation, notamment pour la publicité extérieure et la signalisation routière.
Industrie automobile
Le PMMA est largement utilisé dans la production de caches de phares, de feux arrière et de clignotants automobiles. Sa grande transparence et son excellente résistance aux UV en font un matériau idéal. Il résiste à une exposition prolongée au soleil sans vieillissement. Le PMMA est également utilisé pour fabriquer des caches transparents pour tableaux de bord. Ces caches offrent une visibilité optimale et une excellente résistance aux rayures. Sur certains véhicules légers et concept-cars, le PMMA remplace les vitres et les pare-brise. En effet, plus léger que le verre traditionnel, il contribue à réduire le poids total du véhicule. Sa popularité s'explique principalement par sa forte transmission lumineuse, sa bonne résistance aux UV, son excellente résistance aux chocs et aux rayures.
Appareils électroménagers et produits électroniques
Le PMMA est couramment utilisé dans la fabrication d'écrans de télévision, notamment d'écrans LCD, où il sert de panneaux optiques et de composants de rétroéclairage. Il est également utilisé dans les caches de lampes LED et les boîtiers d'éclairage. Grâce à sa grande transparence, sa résistance aux UV et sa forte résistance aux chocs, le PMMA contribue à prolonger la durée de vie des produits d'éclairage. Il est également largement utilisé dans les boîtiers d'appareils électroménagers tels que les réfrigérateurs, les machines à laver et les fours à micro-ondes. Son esthétique soignée et sa grande durabilité en font un matériau de choix pour ces applications.
Perspectives d'avenir des microsphères de PMMA
Grâce aux progrès technologiques constants, la recherche et l'application des microsphères de PMMA se diversifient et se perfectionnent. Concernant les méthodes de préparation, les chercheurs explorent de nouvelles techniques, telles que la microfluidique et les méthodes de modélisation, pour un contrôle plus précis de la granulométrie, de la morphologie et des performances des microsphères de PMMA. Ces nouvelles méthodes devraient permettre de produire des microsphères de PMMA présentant une distribution granulométrique plus étroite et des performances améliorées, répondant ainsi aux exigences des applications haut de gamme.