PMMA

Le PMMA (polyméthacrylate de méthyle) dispose d’excellentes propriétés mécaniques globales, se classant parmi les plastiques universels aux performances les plus élevées. Sa résistance à la traction, à la flexion et à la compression sont supérieures à celles des polyoléfines, polystyrène et polychlorure de vinyle. Si sa résistance aux chocs est relativement faible, sa ténacité reste légèrement supérieure à celle du polystyrène.
Les plaques de PMMA coulé polymérisé (comme le plexiglas de qualité aéronautique) voient leurs résistances à la traction, à la flexion et à la compression renforcées davantage, atteignant le niveau des plastiques techniques haut de gamme tels que le polyamide et le polycarbonate.
Sur le plan des indicateurs mécaniques précis, la résistance à la traction du PMMA varie de 50 à 77 MPa et sa résistance à la flexion de 90 à 130 MPa. La limite supérieure de ces paramètres atteint voire dépasse les performances de certains plastiques techniques. En revanche, son allongement à la rupture ne dépasse que 2 % à 3 %, ce qui classe le PMMA parmi les plastiques rigides et fragiles. Il présente une sensibilité à l’entaille marquée et a tendance à se fissurer sous charge contrainte. Néanmoins, sa surface de rupture est plus lisse et moins dentelée que celle du polystyrène et du verre inorganique classique.
Le PMMA possède une température de transition secondaire de 40 °C, correspondant à la température d’activation du mouvement des groupes méthyle latéraux. Lorsque la température ambiante dépasse 40 °C, la ténacité et la ductilité globales du matériau s’améliorent significativement. Par ailleurs, le PMMA a une dureté de surface relativement faible et est susceptible aux rayures et à l’abrasion en utilisation quotidienne.
La résistance mécanique du PMMA est étroitement liée à la durée de la contrainte ; sa capacité portante diminue progressivement au fil du temps d’application de la charge. Après traitement d’orientation par étirage, le plexiglas orienté voit ses performances mécaniques globales fortement améliorées et sa sensibilité à l’entaille réduite.
Le PMMA dispose d’une résistance thermique modérée. Malgré une température de transition vitreuse de 104 °C, sa température maximale d’utilisation continue varie de 65 à 95 °C selon les conditions de service. Sa température de déformation sous charge est d’environ 96 °C sous 1,18 MPa, et son point de ramollissement Vicat autour de 113 °C. La résistance thermique du PMMA peut être optimisée davantage par copolymérisation de monomères à base de méthacrylate ou de diesters acryliques de glycol.
Ce matériau présente par contre une mauvaise résistance au froid, avec une température de transition fragile de 9,2 °C. Sa stabilité thermique est moyenne : elle surpasse celle du polychlorure de vinyle et du polyformaldéhyde, mais reste inférieure à celle des polyoléfines et du polystyrène. Sa température de décomposition thermique est légèrement supérieure à 270 °C et sa température de fusion environ 160 °C, offrant une plage de température large et sûre pour la mise en forme à l’état fondu et le moulage par injection.
Parmi les plastiques, le PMMA affiche une conductivité thermique et une capacité calorifique massique de niveau moyen : conductivité thermique = 0,19 W/(m·K), capacité calorifique massique = 1464 J/(kg·K).