Herstellung von Acrylglas
von Marc Ehlers
Ziel des Versuchs In diesem Versuch wird Acrylglas aus Methacrylsäuremethylester hergestellt über eine radikalische Polymerisation.
Materialien
Reagenzglas mit Adsorptionsstopfen, Stativmaterial, Heizplatte, Wasserbad, Spatel, Uhrglas, Alufolie, Waage, Messzylinder, Thermometer
Chemikalien
Härtepaste, Methacrylsäuremethylester (MMA), Aceton
Gefahrstoffe
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS-Piktogramme |
|---|---|---|---|
| Härtepaste (mit Dibenzoylperoxid) | Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen. | ||
| H:241-319-317 | Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen. | ||
| P:220- 280- 305+351+338- 412- 420 | Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen. | ||
| Methacrylsäuremethylester | H225, H335, H315, H317 | – |
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| H:225- 315- 317- 335 | Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen. | ||
| Polymethylmethacrylat | Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen. | ||
| Aceton | H225, H319, H336, EUH066 | – |
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| H:225- 319- 336 | Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen. | ||
Durchführung
Während des gesamten Versuchs muss unter dem Abzug gearbeitet werden. Etwa 1g der Härtepaste wird zusammen mit 10 mL Methacrylsäuremethylester in ein Reagenzglas gegeben und mit einem Adsorptionsstopfen verschlossen. Ein Wasserbad wird auf 80-90°C erhitzt, bis das Reagenzglas hinzugegeben wird. Nach 20 Minuten wird das Produkt auf ein Uhrglas gegeben, das mit Alufolie umwickelt ist. Sollte die Substanz bereits im Reagenzglas aushärten, so kann die feste Substanz in Aceton gelöst werden. Das Uhrglas wird auf dem Becherglas des Wasserbades platziert.
Nach 10 Minuten wird das entstandene Produkt von der Heizquelle entfernt und bis zum nächsten Tag zum vollständigen Aushärten an der Luft stehengelassen. Die Substanz kann nach dem Aushärten auf ihre Brennbarkeit untersucht werden.
Beobachtung
Es entsteht eine viskose Substanz im Reagenzglas. Die Substanz erstarrt, sobald sie auf die Alufolie gegeben wird.
Abbildungen
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1 –links: Versuchsaufbau für die Synthese von PMMA. rechts Reaktionsprodukte nach Aushärtung. -
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Deutung
Bei der Reaktion handelt es sich um eine radikalische Polymerisation. Durch die zugeführte Wärmeenergie findet eine thermische homolytische Spaltung des Dibenzoylperoxids statt, sie dient als Initiator:
Die entstehenden Phenylradikale werden in der Reaktion mit MMA zum Kettenstart umgesetzt:
Bei der Reaktion zwischen einem Radikal und einem Molekül bleibt der radikalische Charakter erhalten. Dadurch kommt es zum Kettenwachstum:
Die Reaktion wird durch einen Kettenabbruch beendet. Dazu müssen zwei Radikale aufeinander treffen:
Entsorgung
Der hergestellte Kunststoff kann über den Feststoffabfall entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse
Literatur
[1] M. Müller, Kunststoffe, 2005, S.33, www.chempage.de/unterricht/12/Kunststoffe.pdf (zuletzt abgerufen: 03.08.2016)