Полиметилметакрилат: свойства, история и применение акрила

Введение

Прозрачный термопластик, обычно называемый акрилом, – это прозрачный пластик, иногда называемый акриловым стеклом.

Полиметилметакрилат (ПММА) – синтетический полимер, получаемый из метилметакрилата. Он используется как конструкционный пластик и является прозрачным термопластиком. ПММА также известен как акрил, акриловое стекло, а также под торговыми названиями и брендами Crylux, Hesalite, Plexiglas, Acrylite, Lucite и Perspex, среди прочих (см. ниже). Этот пластик часто используется в виде листов как легкая или ударопрочная альтернатива стеклу. Он также может применяться как литьевая смола, в красках и покрытиях, и для многих других целей. С технической точки зрения он часто классифицируется как разновидность стекла, поскольку представляет собой некристаллическое стекловидное вещество, отсюда его историческое обозначение как акриловое стекло.

История

Первая акриловая кислота была создана в 1843 году. Метакриловая кислота, производная от акриловой кислоты, была получена в 1865 году. Реакция между метакриловой кислотой и метанолом приводит к образованию эфира метилметакрилата. Он был разработан в 1928 году в нескольких различных лабораториях многими химиками, такими как Уильям Р. Конн, Отто Рём и Уолтер Бауэр, и впервые поступил в продажу в 1933 году немецкой компанией Röhm & Haas AG (с января 2019 года входит в состав Evonik Industries) и её партнёром, бывшим американским филиалом Rohm and Haas Company, под торговой маркой Plexiglas. Полиметилметакрилат был открыт в начале 1930-х годов британскими химиками Роулендом Хиллом и Джоном Кроуфордом в компании Imperial Chemical Industries (ICI) в Соединённом Королевстве. ICI зарегистрировала продукт под торговой маркой Perspex. Примерно в то же время химик и промышленник Отто Рём из Röhm and Haas AG в Германии попытался создать безопасное стекло, полимеризуя метилметакрилат между двумя слоями стекла. Полимер отделился от стекла в виде прозрачного пластикового листа, который Рём назвал торговой маркой Plexiglas в 1933 году. И Perspex, и Plexiglas были коммерциализированы в конце 1930-х годов. В Соединённых Штатах компания E. I. du Pont de Nemours & Company (ныне DuPont Company) впоследствии представила свой продукт под торговой маркой Lucite. В 1936 году ICI Acrylics (ныне Lucite International) начала первое коммерчески успешное производство акрилового безопасного стекла. Во время Второй мировой войны как страны антигитлеровской коалиции, так и страны Оси использовали акриловое стекло для перископов подводных лодок, ветровых стёкол самолётов, фонарей и орудийных башен. После войны последовали гражданские применения.

Имена

Обычные варианты написания включают полиметилметакрилат и полиметилметакрилат. Полное химическое название по IUPAC – поли(метил-2-метилпропеноат). (Распространенная ошибка – использование "an" вместо "en".) Хотя ПММА часто называют просто "акрилом", термин "акрил" также может относиться к другим полимерам или сополимерам, содержащим полиакрилонитрил. Известные торговые марки и бренды включают Acrylite, Altuglas, Astariglas, Cho Chen, Crystallite, Cyrolite, Hesalite (при использовании в часах Omega), Lucite, Optix, PerClax, Perspex, R Cast и Sumipex. ПММА является экономичной альтернативой поликарбонату (PC), когда важны прочность на растяжение, изгиб, прозрачность, полируемость и устойчивость к ультрафиолетовому излучению, а не ударопрочность, химическая стойкость и термостойкость. Кроме того, ПММА не содержит потенциально вредного бисфенола А, присутствующего в поликарбонате, и является гораздо лучшим выбором для лазерной резки. Его часто предпочитают благодаря умеренным свойствам, простоте обработки и низкой стоимости. Немодифицированный ПММА ведет себя хрупко под нагрузкой, особенно при ударных воздействиях, и более подвержен царапинам, чем обычное неорганическое стекло, но модифицированный ПММА иногда может достигать высокой устойчивости к царапинам и ударам.

Синтез и обработка

ПММА обычно получают с помощью эмульсионной, растворной и объемной полимеризации. Как правило, используется радикальная инициация (включая методы живой полимеризации), но также возможна анионная полимеризация ПММА. Температура стеклования (Tg) атактического ПММА составляет 105 °C (221 °F). Значения Tg коммерческих марок ПММА варьируются – диапазон настолько широк из-за большого количества коммерческих составов, представляющих собой сополимеры с комономерами, отличными от метилметакрилата. Таким образом, ПММА является органическим стеклом при комнатной температуре, то есть находится ниже своей Tg. Температура формования начинается с температуры стеклования и повышается от неё. Могут применяться все распространенные методы формования, включая литье под давлением, компрессионное литье и экструзию. Листы ПММА наивысшего качества производятся методом отливки в ячейках, при котором процессы полимеризации и формования происходят одновременно. Прочность материала выше, чем у литьевых марок, благодаря его исключительно высокой молекулярной массе. Для повышения ударной вязкости ПММА и преодоления его хрупкости при приложении нагрузки используется резиновое упрочнение.

Приложения

Будучи прозрачным и долговечным, ПММА – универсальный материал, широко используемый в различных областях и приложениях, таких как задние фонари и приборные панели автомобилей, бытовая техника и линзы для очков. ПММА в виде листов позволяет создавать ударопрочные панели для окон зданий, световых фонарей, пуленепробиваемых барьеров, вывесок и дисплеев, сантехники (ванн), ЖК-экранов, мебели и многих других целей. Он также применяется для покрытия полимеров на основе ММА, обеспечивая исключительную устойчивость к воздействию окружающей среды и снижая выбросы ЛОС. Метакрилатовые полимеры широко используются в медицине и стоматологии, где чистота и стабильность критически важны для эффективности. Защитные экраны для хоккейных площадок изготавливаются из ПММА. В прошлом ПММА стал важным усовершенствованием в конструкции окон самолетов, что позволило создать такие элементы, как прозрачная носовая кабина бомбардировщика Boeing B-17 Flying Fortress. В современных самолетах для изготовления прозрачных элементов часто используются растянутые акриловые слои. В полицейских автомобилях, предназначенных для контроля массовых беспорядков, обычное стекло часто заменяют ПММА для защиты пассажиров от летящих предметов. ПММА является важным материалом при изготовлении линз для маяков. ПММА использовался для крыши комплекса в Олимпийском парке на летних Олимпийских играх 1972 года в Мюнхене, что позволило создать легкую и полупрозрачную конструкцию. ПММА (под торговой маркой "Lucite") использовался для потолка Хьюстонского Астродома.

Перенаправление дневного света

Для перенаправления солнечного света в световод или трубчатый световой люк и последующего распространения его в помещении используются лазерно вырезанные акриловые панели. Их разработчики – Вероника Гарсия Хансен, Кен Йенг и Ян Эдмондс – были удостоены бронзовой медали премии "Дальневосточный экономический обзор" за инновации в 2003 году за эту технологию. Ввиду значительного затухания на расстояниях более одного метра (более 90% потери интенсивности для источника 3000 К), акриловые широкополосные световоды в основном применяются в декоративных целях. Пары акриловых листов с расположенным между ними слоем микрореплицированных призм обладают отражающими и преломляющими свойствами, позволяющими перенаправлять часть поступающего солнечного света в зависимости от угла его падения. Такие панели функционируют как миниатюрные световые полочки. Эти панели коммерчески доступны для организации дневного освещения и могут использоваться в качестве окон или козырьков, направляя солнечный свет, падающий с неба, на потолок или внутрь помещения, а не на пол. Это способствует более равномерному освещению задней части помещения, особенно в сочетании с белым потолком, при этом незначительно ухудшая обзор по сравнению с обычным остеклением.

Медицина

PMMA обладает хорошей степенью совместимости с человеческими тканями и используется в производстве жестких внутриглазных линз, которые имплантируются в глаз после удаления естественной линзы при лечении катаракты. Эта совместимость была обнаружена английским офтальмологом Гарольдом Ридли во время Второй мировой войны у пилотов RAF, чьи глаза были повреждены осколками PMMA из боковых окон их истребителей Supermarine Spitfire – пластик вызывал незначительное отторжение по сравнению со стеклянными осколками из самолетов, таких как Hawker Hurricane. Ридли заказал изготовление линзы компанией Rayner (Брайтон и Хоув, Восточный Сассекс) из полимеризованного ICI Perspex. 29 ноября 1949 года в больнице Святого Фомы в Лондоне Ридли имплантировал первую внутриглазную линзу. Особенно полезны акриловые линзы при хирургическом лечении катаракты у пациентов с рецидивирующим воспалением глаз (увеитом), поскольку акриловый материал вызывает меньше воспаления. Очковые линзы обычно изготавливаются из PMMA. Ранее жесткие контактные линзы часто делали из этого материала. Мягкие контактные линзы часто изготавливаются из родственного полимера, в котором мономеры акрилатов, содержащие одну или несколько гидроксильных групп, придают им гидрофильные свойства. В ортопедической хирургии костный цемент на основе PMMA используется для фиксации имплантатов и восстановления утраченной кости. Он поставляется в виде порошка с жидким метилметакрилатом (MMA). Хотя PMMA биологически совместим, MMA считается раздражающим веществом и потенциальным канцерогеном. PMMA также связывают с сердечно-легочными осложнениями во время операций из-за гипотензии. Костный цемент в артропластике действует скорее как заполнитель, чем как клей. Несмотря на свою липкость, он не образует прочную связь ни с костью, ни с имплантатом, а в основном заполняет пространство между протезом и костью, предотвращая их смещение. Недостатком этого костного цемента является то, что он нагревается до 82,5 °C (180 °F) в процессе затвердевания, что может привести к термическому некрозу окружающих тканей. Для снижения скорости полимеризации и, следовательно, выделяемого тепла, необходим тщательный баланс инициаторов и мономеров. В косметической хирургии крошечные микросферы PMMA, суспендированные в биологической жидкости, вводятся под кожу в качестве дермального филлера для уменьшения морщин или шрамов. В начале века PMMA широко использовался в качестве дермального филлера для восстановления объема лица у пациентов с ВИЧ-ассоциированной липодистрофией. Некоторые бодибилдеры незаконно используют PMMA для изменения формы мышц. Пломбаж – устаревший метод лечения туберкулеза, при котором плевральное пространство вокруг пораженного легкого заполняли шариками PMMA для компрессии и коллапса легкого. Современные биотехнологии и биомедицинские исследования используют PMMA для создания микрофлюидных устройств типа «лаборатория на чипе», требующих геометрии шириной 100 микрометров для направления жидкостей. Эти небольшие размеры позволяют использовать PMMA в процессе изготовления биочипов и обеспечивают умеренную биосовместимость. В хроматографических колоннах для биопроцессов используются литые акриловые трубки в качестве альтернативы стеклу и нержавеющей стали. Они рассчитаны на определенное давление и соответствуют строгим требованиям к материалам с точки зрения биосовместимости, токсичности и экстрагируемых веществ.

PMMA has a good degree of compatibility with human tissue, and it is used in the manufacture of rigid intraocular lenses which are implanted in the eye when the original lens has been removed in the treatment of cataracts. This compatibility was discovered by the English ophthalmologist Harold Ridley in WWII RAF pilots, whose eyes had been riddled with PMMA splinters coming from the side windows of their Supermarine Spitfire fighters – the plastic scarcely caused any rejection, compared to glass splinters coming from aircraft such as the Hawker Hurricane. Ridley had a lens manufactured by the Rayner company (Brighton & Hove, East Sussex) made from Perspex polymerised by ICI. On 29 November 1949 at St Thomas' Hospital, London, Ridley implanted the first intraocular lens at St Thomas's Hospital in London. In particular, acrylic type lenses are useful for cataract surgery in patients that have recurrent ocular inflammation (uveitis), as acrylic material induces less inflammation. Eyeglass lenses are commonly made from PMMA. Historically, hard contact lenses were frequently made of this material. Soft contact lenses are often made of a related polymer, where acrylate monomers containing one or more hydroxyl groups make them hydrophilic. In orthopedic surgery, PMMA bone cement is used to affix implants and to remodel lost bone. It is supplied as a powder with liquid methyl methacrylate (MMA). Although PMMA is biologically compatible, MMA is considered to be an irritant and a possible carcinogen. PMMA has also been linked to cardiopulmonary events in the operating room due to hypotension. Bone cement acts like a grout and not so much like a glue in arthroplasty. Although sticky, it does not bond to either the bone or the implant; rather, it primarily fills the spaces between the prosthesis and the bone preventing motion. A disadvantage of this bone cement is that it heats up to 82.5 °C (180 °F) while setting that may cause thermal necrosis of neighboring tissue. A careful balance of initiators and monomers is needed to reduce the rate of polymerization, and thus the heat generated. In cosmetic surgery, tiny PMMA microspheres suspended in some biological fluid are injected as a soft tissue filler under the skin to reduce wrinkles or scars permanently. PMMA as a soft tissue filler was widely used in the beginning of the century to restore volume in patients with HIV related facial wasting. PMMA is used illegally to shape muscles by some bodybuilders. Plombage is an outdated treatment of tuberculosis where the pleural space around an infected lung was filled with PMMA balls, in order to compress and collapse the affected lung. Emerging biotechnology and biomedical research use PMMA to create microfluidic lab on a chip devices, which require 100 micrometre wide geometries for routing liquids. These small geometries are amenable to using PMMA in a biochip fabrication process and offers moderate biocompatibility. Bioprocess chromatography columns use cast acrylic tubes as an alternative to glass and stainless steel. These are pressure rated and satisfy stringent requirements of materials for biocompatibility, toxicity, and extractables.

Стоматология

Благодаря своей биосовместимости, полиметилметакрилат является широко используемым материалом в современной стоматологии, особенно при изготовлении зубных протезов, искусственных зубов и ортодонтических аппаратов. Акриловые протезы. Предварительно полимеризованные сферы ПММА в виде порошка смешиваются с жидким мономером метилметакрилата, бензоилпероксидом (инициатор) и NN-диметил-п-толуидином (ускоритель), а затем подвергаются воздействию тепла и давления для получения отвержденной полимеризованной структуры ПММА. С помощью методов литья под давлением восковые модели с искусственными зубами, установленными в заранее определенных положениях на гипсовых моделях челюстей пациентов, могут быть преобразованы в функциональные протезы, используемые для замещения отсутствующих зубов. Смесь полимера ПММА и мономера метилметакрилата затем вводится во флягу, содержащую гипсовую форму ранее спроектированного протеза, и подвергается нагреву для инициирования процесса полимеризации. Давление используется в процессе отверждения для минимизации усадки при полимеризации, обеспечивая точную посадку протеза. Хотя существуют и другие методы полимеризации ПММА для изготовления протезов, такие как химическая и микроволновая активация смолы, описанный выше метод полимеризации смолы, активируемой теплом, является наиболее распространенным благодаря своей экономичности и минимальной усадке при полимеризации. Искусственные зубы. Хотя зубные протезы могут быть изготовлены из различных материалов, ПММА является предпочтительным материалом для изготовления искусственных зубов, используемых в зубных протезах. Механические свойства материала обеспечивают повышенный контроль над эстетикой, легкость коррекции поверхности, снижение риска перелома при функционировании в полости рта и минимальный износ антагонирующих зубов. Кроме того, поскольку основания зубных протезов часто изготавливаются из ПММА, адгезия искусственных зубов из ПММА к основаниям протезов из ПММА не имеет себе равных, что обеспечивает создание прочного и долговечного протеза.

Искусство и эстетика

Акриловые краски по сути состоят из ПММА, суспендированного в воде; однако, поскольку ПММА гидрофобен, для обеспечения суспензии необходимо добавлять вещество, содержащее как гидрофобные, так и гидрофильные группы. Современные производители мебели, особенно в 1960-х и 1970-х годах, стремясь придать своей продукции эстетику космической эры, использовали Lucite и другие продукты на основе ПММА в своих проектах, в частности, для офисных кресел. Многие другие изделия (например, гитары) иногда изготавливаются из акрилового стекла, чтобы сделать обычно непрозрачные предметы полупрозрачными. Перспекс использовался как основа для живописи, например, Сальвадором Дали. Diasec – это технология, в которой акриловое стекло заменяет обычное стекло в рамках для картин. Это обусловлено его относительно низкой стоимостью, малым весом, устойчивостью к разрушению, эстетическими качествами и возможностью заказывать листы большего размера, чем стандартное стекло для рам. Еще в 1939 году голландский скульптор Ян Де Шварт, проживавший в Лос-Анджелесе, экспериментировал с образцами Lucite, предоставленными ему компанией DuPont; Де Шварт разработал инструменты для обработки Lucite в скульптуре и смешивал химические вещества для достижения определенных эффектов цвета и преломления. Начиная примерно с 1960-х годов, скульпторы и художники по стеклу, такие как Ян Кубичек, Лерой Ламис и Фредерик Харт, стали использовать акрил, особенно используя гибкость материала, его малый вес, доступность и способность преломлять и фильтровать свет. В 1950-х и 1960-х годах Lucite был чрезвычайно популярным материалом для изготовления ювелирных изделий, и несколько компаний специализировались на создании высококачественных изделий из этого материала. Бусы и украшения из Lucite до сих пор продаются поставщиками ювелирных изделий. Акриловые листы производятся в десятках стандартных цветов, которые чаще всего продаются под номерами, разработанными компанией Rohm & Haas в 1950-х годах. Метилметакрилат, "синтетическая смола" для литья (то есть жидкий химический продукт в больших объемах), может использоваться в сочетании с катализатором полимеризации, таким как пероксид метилэтилкетона (MEKP), для получения затвердевшего прозрачного ПММА любой формы из формы. В такие "литые" блоки могут быть встроены объекты, такие как насекомые или монеты, или даже опасные химические вещества в хрупких кварцевых ампулах, для демонстрации и безопасного обращения.

Acrylic paint essentially consists of PMMA suspended in water; however since PMMA is hydrophobic, a substance with both hydrophobic and hydrophilic groups needs to be added to facilitate the suspension. Modern furniture makers, especially in the 1960s and 1970s, seeking to give their products a space age aesthetic, incorporated Lucite and other PMMA products into their designs, especially office chairs. Many other products (for example, guitars) are sometimes made with acrylic glass to make the commonly opaque objects translucent. Perspex has been used as a surface to paint on, for example by Salvador Dalí. Diasec is a process which uses acrylic glass as a substitute for normal glass in picture frames. This is done for its relatively low cost, light weight, shatter resistance, aesthetics and because it can be ordered in larger sizes than standard picture framing glass. As early as 1939, Los Angeles based Dutch sculptor Jan De Swart experimented with samples of Lucite sent to him by DuPont; De Swart created tools to work the Lucite for sculpture and mixed chemicals to bring about certain effects of color and refraction. From approximately the 1960s onward, sculptors and glass artists such as Jan Kubíček, Leroy Lamis, and Frederick Hart began using acrylics, especially taking advantage of the material's flexibility, light weight, cost and its capacity to refract and filter light. In the 1950s and 1960s, Lucite was an extremely popular material for jewelry, with several companies specialized in creating high quality pieces from this material. Lucite beads and ornaments are still sold by jewelry suppliers. Acrylic Sheets are produced in dozens of standard colors, most commonly sold using color numbers developed by Rohm & Haas in the 1950s. Methyl methacrylate "synthetic resin" for casting (simply the bulk liquid chemical) may be used in conjunction with a polymerization catalyst such as methyl ethyl ketone peroxide (MEKP), to produce hardened transparent PMMA in any shape, from a mold. Objects like insects or coins, or even dangerous chemicals in breakable quartz ampules, may be embedded in such "cast" blocks, for display and safe handling.

Другие применения

PMMA, в коммерческой форме Technovit 7200, широко используется в медицинской сфере. Он применяется для пластической гистологии, электронной микроскопии и многих других целей. PMMA используется для создания ультрабелых непрозрачных мембран, которые гибкие и становятся прозрачными при намокании. Акрил используется в соляриях в качестве прозрачной поверхности, отделяющей пользователя от излучающих ламп во время сеанса загара. Акрил, применяемый в соляриях, чаще всего изготавливается из специального типа полиметилметакрилата – соединения, пропускающего ультрафиолетовые лучи. Листы ПММА широко используются в рекламной индустрии для изготовления плоских вырезанных букв различной толщины. Эти буквы могут использоваться самостоятельно для отображения названия и/или логотипа компании, либо являться частью объемных световых букв. Акрил также широко применяется в рекламной индустрии как компонент вывесок: в качестве задней панели, окрашенной с лицевой или обратной стороны, лицевой панели с объемными буквами или даже с нанесенными на нее фотографиями, либо в качестве прокладки для разделения элементов вывески. ПММА использовался в оптических носителях LaserDisc. (CD и DVD используют как акрил, так и поликарбонат для повышения ударопрочности). Он применяется в качестве световода для подсветки в TFT LCD-дисплеях. Пластиковые оптические волокна для связи на короткие расстояния изготавливаются из ПММА и перфторированного ПММА, покрытого фторированным ПММА, в ситуациях, когда его гибкость и более низкая стоимость установки перевешивают его плохую термостойкость и более высокое затухание сигнала по сравнению со стеклянным волокном. Очищенный ПММА используется в качестве матрицы в органических твердотельных средах с лазерным красителем для создания перестраиваемых твердотельных лазеров. В полупроводниковых исследованиях и промышленности ПММА используется в качестве резиста в процессе литографии электронным пучком. Раствор полимера в растворителе наносится методом центрифугирования на кремниевые и другие полупроводниковые и полуизолирующие пластины, формируя тонкую пленку. На этой пленке можно создавать рисунки с помощью электронного луча (в электронном микроскопе), глубокого ультрафиолетового излучения (с длиной волны меньше, чем в стандартном процессе фотолитографии) или рентгеновских лучей. Воздействие этих видов излучения вызывает разрыв полимерных цепей или (деполимеризацию) в ПММА, что позволяет химическому проявителю избирательно удалять облученные участки, делая его позитивным фоторезистом. Преимущество ПММА заключается в возможности создания рисунков с чрезвычайно высоким разрешением. Гладкую поверхность ПММА можно легко наноструктурировать обработкой кислородной радиочастотной плазмой, а наноструктурированную поверхность ПММА можно легко сгладить облучением вакуумным ультрафиолетом (ВУФ). В 1960-х годах мастер по изготовлению музыкальных инструментов Дэн Армстронг разработал линейку электрогитар и бас-гитар, корпуса которых полностью изготавливались из акрила. Эти инструменты продавались под брендом Ampeg. Компании Ibanez и B. C. Rich также выпускали акриловые гитары. Ludwig Musser производит линейку акриловых барабанов под названием Vistalites, известные тем, что их использовал барабанщик Led Zeppelin Джон Бонэм. Искусственные ногти типа "акриловые" часто содержат порошок ПММА. Некоторые современные трубки для курения из мохового дерева, а иногда и из морского пены, имеют мундштуки из люцита. Технология ПММА используется в кровельных и гидроизоляционных материалах. Путем внедрения полиэстерового флиса между двумя слоями смолы ПММА, активированной катализатором, создается полностью армированная жидкая мембрана непосредственно на месте. ПММА широко используется для изготовления сувениров, символизирующих заключение сделок, и финансовых мемориальных досок. Компания Sailor Pen Company из Куре, Япония, использует ПММА в стандартных моделях своих перьевых ручек с золотыми перьями, в частности, для изготовления корпуса и колпачка.

PMMA, in the commercial form Technovit 7200 is used vastly in the medical field. It is used for plastic histology, electron microscopy, as well as many more uses. PMMA has been used to create ultra white opaque membranes that are flexible and switch appearance to transparent when wet. Acrylic is used in tanning beds as the transparent surface that separates the occupant from the tanning bulbs while tanning. The type of acrylic used in tanning beds is most often formulated from a special type of polymethyl methacrylate, a compound that allows the passage of ultraviolet rays. Sheets of PMMA are commonly used in the sign industry to make flat cut out letters in thicknesses typically varying from These letters may be used alone to represent a company's name and/or logo, or they may be a component of illuminated channel letters. Acrylic is also used extensively throughout the sign industry as a component of wall signs where it may be a backplate, painted on the surface or the backside, a faceplate with additional raised lettering or even photographic images printed directly to it, or a spacer to separate sign components. PMMA was used in Laserdisc optical media. (CDs and DVDs use both acrylic and polycarbonate for impact resistance). It is used as a light guide for the backlights in TFT LCDs. Plastic optical fiber used for short distance communication is made from PMMA, and perfluorinated PMMA, clad with fluorinated PMMA, in situations where its flexibility and cheaper installation costs outweigh its poor heat tolerance and higher attenuation versus glass fiber. PMMA, in a purified form, is used as the matrix in laser dye doped organic solid state gain media for tunable solid state dye lasers. In semiconductor research and industry, PMMA aids as a resist in the electron beam lithography process. A solution consisting of the polymer in a solvent is used to spin coat silicon and other semiconducting and semi insulating wafers with a thin film. Patterns on this can be made by an electron beam (using an electron microscope), deep UV light (shorter wavelength than the standard photolithography process), or X rays. Exposure to these creates chain scission or (de cross linking) within the PMMA, allowing for the selective removal of exposed areas by a chemical developer, making it a positive photoresist. PMMA's advantage is that it allows for extremely high resolution patterns to be made. Smooth PMMA surface can be easily nanostructured by treatment in oxygen radio frequency plasma and nanostructured PMMA surface can be easily smoothed by vacuum ultraviolet (VUV) irradiation. In the 1960s, luthier Dan Armstrong developed a line of electric guitars and basses whose bodies were made completely of acrylic. These instruments were marketed under the Ampeg brand. Ibanez and B. C. Rich have also made acrylic guitars. Ludwig Musser makes a line of acrylic drums called Vistalites, well known as being used by Led Zeppelin drummer John Bonham. Artificial nails in the "acrylic" type often include PMMA powder. Some modern briar, and occasionally meerschaum, tobacco pipes sport stems made of Lucite. PMMA technology is utilized in roofing and waterproofing applications. By incorporating a polyester fleece sandwiched between two layers of catalyst activated PMMA resin, a fully reinforced liquid membrane is created in situ. PMMA is a widely used material to create deal toys and financial tombstones. PMMA is used by the Sailor Pen Company of Kure, Japan, in their standard models of gold nib fountain pens, specifically as the cap and body material.