Microsfere di PMMA sono minuscole sfere realizzate in polimetilmetacrilato (PMMA). PMMA è un materiale termoplastico (noto anche come acrilico o plexiglass) con elevata trasparenza, buone prestazioni di lavorazione, forte resistenza agli agenti atmosferici ed eccellente chimico stabilità ed è ampiamente utilizzato in molti campi.
Preparazione Metodo delle microsfere di PMMA
Polimerizzazione in emulsione
Sotto l'azione dell'emulsionante, il monomero viene disperso nella fase acquosa per formare un'emulsione. Successivamente, la reazione di polimerizzazione viene condotta sotto l'azione dell'iniziatore. Nella polimerizzazione in emulsione dell'MMA, le molecole dell'emulsionante formano micelle in fase acquosa. Il monomero si dissolvono nelle micelle e l'iniziatore si decompone in fase acquosa producendo radicali liberi, che penetrano nelle micelle per avviare la polimerizzazione dei monomeri. Questo schema presenta una velocità di reazione di polimerizzazione elevata e la temperatura di reazione è facile da controllare. Il prodotto ha un piccolo dimensione delle particelle e buona disperdibilità, ma il processo è relativamente complicato.
Polimerizzazione in sospensione
Il monomero insolubile in acqua è sospeso in piccole goccioline d'acqua. La polimerizzazione avviene sotto l'azione di un iniziatore. Nella polimerizzazione in sospensione dell'MMA, il monomero viene disperso in piccole goccioline mediante agitazione. Queste goccioline sono sospese in acqua contenente un disperdente. L'iniziatore viene disciolto nelle goccioline di monomero, innescando la polimerizzazione del monomero all'interno delle goccioline. Questo metodo consente un facile controllo della temperatura di reazione. Il prodotto presenta quindi una qualità stabile e una post-processazione semplice. Tuttavia, una piccola quantità di disperdente può rimanere nel prodotto. Ciò può influire sulla trasparenza e sulle proprietà elettriche del prodotto. Inoltre, il processo consuma una grande quantità d'acqua, il che crea difficoltà per il trattamento delle acque reflue.
Aree di applicazione
Le microsfere di PMMA, una forma speciale di materiale PMMA, presentano le caratteristiche di granulometria uniforme e distribuzione granulometrica ristretta. Il diametro di queste microsfere è solitamente compreso tra pochi micron e decine di micron e presentano una distribuzione granulometrica altamente uniforme. Ciò consente loro di offrire prestazioni uniche in diverse applicazioni.
Campo farmaceutico
Lenti intraoculari： Una delle applicazioni mediche più note del PMMA è nel campo dell'oftalmologia, in particolare nella produzione di lenti intraoculari. Le lenti intraoculari (IOL) sono impianti utilizzati per sostituire il cristallino naturale dopo l'intervento di cataratta. Le lenti intraoculari in PMMA sono solitamente realizzate con materiali PMMA ad altissima trasmissione luminosa e biocompatibili, che consentono loro di rimanere nell'occhio a lungo senza causare reazioni avverse.
Applicazioni dentali: Il PMMA è molto importante anche nel campo dentale, utilizzato principalmente per realizzare protesi dentarie, corone, ponti, ecc. Materiali per restauri dentali: il PMMA è un materiale comune per restauri dentali, in particolare per la realizzazione di corone e ponti temporanei. Può essere modellato rapidamente, ha una buona trasparenza e possiede una certa resistenza meccanica. Restauri temporanei: il PMMA è spesso utilizzato per realizzare protesi dentarie o corone temporanee perché è facile da lavorare e ha una resistenza meccanica sufficiente per essere utilizzato mentre il paziente è in attesa del restauro permanente. Applicazioni a lungo termine: il PMMA può anche essere composto con altri materiali (come i materiali ceramici). Viene utilizzato come materiale per restauri dentali impiantati a lungo termine con buona biocompatibilità.
Impianti ortopedici
Cemento osseo: Il PMMA è comunemente utilizzato come materiale di fissaggio nella sostituzione delle articolazioni e negli interventi chirurgici alla colonna vertebrale.
Si ottiene mescolando due componenti, uno liquido e uno in polvere, per creare un adesivo ad alta resistenza.
Questo adesivo fissa saldamente le articolazioni artificiali o gli impianti all'osso.
Il PMMA offre una buona adesione e resistenza meccanica, migliorando efficacemente il legame tra l'impianto e l'osso.
Architettura e Decorazione
L'applicazione del plexiglass acrilico a base di PMMA nel settore edile riguarda principalmente l'aspetto costruttivo. Il plexiglass acrilico viene utilizzato principalmente per l'illuminazione di edifici, tetti trasparenti, capannoni, cabine telefoniche, scale e pannelli per pareti interne. Può essere utilizzato anche per articoli sanitari come vasche da bagno, lavabi, tolette e altri prodotti, e le prospettive di mercato sono molto ampie.
Facciate continue e finestre per edifici: il PMMA viene spesso utilizzato per facciate continue e sistemi di finestre per edifici, soprattutto quando è richiesta un'illuminazione di ampie superfici o un peso ridotto. Il PMMA può produrre lastre trasparenti più leggere del vetro comune, con un'elevata resistenza agli agenti atmosferici e una minore tendenza all'ingiallimento.
Lucernari e tetti: le lastre in PMMA sono ampiamente utilizzate nella produzione di lucernari, tetti e finestre per l'illuminazione. Possono fornire efficacemente illuminazione naturale e, allo stesso tempo, hanno una buona resistenza agli agenti atmosferici e non sono facilmente influenzate dai raggi ultravioletti e dall'invecchiamento.
Cartelloni pubblicitari e insegne: il PMMA ha una buona trasparenza e un'eccellente trasmissione della luce. Viene spesso utilizzato per realizzare cartelloni pubblicitari, insegne e cartelli, in particolare per pubblicità esterna e segnaletica stradale.
Industria automobilistica
Il PMMA è ampiamente utilizzato nella produzione di coperture per fari, fanali posteriori e lenti per indicatori di direzione per automobili. La sua elevata trasparenza e l'eccellente resistenza ai raggi UV lo rendono un materiale ideale. Può resistere a un'esposizione prolungata alla luce solare senza invecchiare. Il PMMA viene utilizzato anche per produrre coperture trasparenti per cruscotti di automobili. Queste coperture offrono una visibilità ottimale e un'elevata resistenza ai graffi. In alcuni veicoli leggeri e concept car, il PMMA viene utilizzato come sostituto di finestrini e parabrezza. Questo perché il PMMA è più leggero del vetro convenzionale e contribuisce a ridurre il peso complessivo del veicolo. La sua popolarità è dovuta principalmente all'elevata trasmissione luminosa, alla buona resistenza ai raggi UV, all'eccellente resistenza agli urti e alla resistenza ai graffi.
Elettrodomestici e prodotti elettronici
Il PMMA è comunemente utilizzato nella produzione di pannelli per display TV, in particolare negli LCD, dove funge da pannello ottico e da componente per la retroilluminazione. Viene utilizzato anche nelle coperture delle lampade a LED e negli alloggiamenti per l'illuminazione. Grazie alla sua elevata trasparenza, alla resistenza ai raggi UV e alla forte resistenza agli urti, il PMMA contribuisce a prolungare la durata dei prodotti di illuminazione. Il PMMA è ampiamente utilizzato negli alloggiamenti di elettrodomestici come frigoriferi, lavatrici e forni a microonde. Il suo aspetto eccellente e l'elevata durata lo rendono un materiale preferito per queste applicazioni.
Prospettive future delle microsfere di PMMA
Con il continuo progresso tecnologico, la ricerca e l'applicazione delle microsfere di PMMA si stanno evolvendo verso una maggiore diversificazione e perfezionamento. In termini di metodi di preparazione, i ricercatori stanno esplorando nuove tecniche come la microfluidica e i metodi a stampo per ottenere un controllo più preciso su dimensioni, morfologia e prestazioni delle particelle delle microsfere di PMMA. Si prevede che questi nuovi metodi produrranno microsfere di PMMA con una distribuzione granulometrica più stretta e prestazioni migliorate, soddisfacendo i requisiti delle applicazioni di fascia alta.