实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

子
化
学
与
物
实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
一:实验目的
1: 了解甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合原理
2：掌握本体聚合的方法。

3：熟悉有机玻璃的制备及成型方法。

二：实验原理
本体聚合是指单体本身在不加溶剂及其他分散介质的情况下由微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。

由于聚合体系中的其他添加物少（除引发剂外，有时会加入少量必要的链转移剂、颜料、增塑剂、防老剂等），因而所得聚合产物纯度高，特别适合于制备一些对透明性和电性能要求高的产品。

本体聚合的体系组成和反应设备是最简单的，但聚合反应却是最难控制的，这是由于本体聚合不加分散介质，聚合反应到一定阶段后，体系粘度大，易产生自动加速现象，聚合反应热也难导出，因而反应温度难控制，易局部过热，导致反应不均匀，使产物分子量分布变宽，易发生暴聚现象。

为了克服以上缺点，常采用分段聚合法，即预聚合和后聚合。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是自由基聚合，又可进行阴离子聚合。

本实验是自由基聚合属连锁反应，一般有三个基元反应：链引发、链增
长、链终止（有时还会出线链转移）反应。

链引发：R+M——RM •
链增长：RM +M ——RMM +M ——RMMM ------------ -- ~~M—•链终止：~~M +~~M ——‘死'聚合物
本实验的特点是：开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系无粘度变化，在转化率超过20% 后，聚合速率显著增加，出现自动加速效应。

而转化率达到80% 后，聚合速率显著减小，最后几乎停止聚合，需要升高温度才使聚合反应完全，为避免出现自动加速效应，可通过冷却降温与控制粘度的方法，在预聚时控制温度在80~90 C时以适应在较低温度下聚合。

三：实验仪器、试剂及装置
主要仪器设备：试管三颈瓶冷凝管恒温水浴搅拌器试剂：甲基丙烯酸甲酯过氧化二碳酸环己酯偶氮二异丁腈
四：实验步骤及现象
五:实验思考题
1: MMA的本体聚合“凝胶效应”的产生原因？有何特点？制造有机玻璃的步骤有哪些？
答：由于随着聚合反应的进行，物料的粘度增大，活性增长链移动困难，致使其相互碰撞而产生的链终止下降。

特点是在聚合过程中，当转化率达到10 %〜20 %时，聚合速率突然加快，物料的粘度骤然上升，以致发生局部过热现象。

制造有机玻璃的大体步骤是：预聚一聚合一高温退火处理。

2:在制备有机玻璃的过程中，为什么要进行预聚合？
答：一是缩短聚合反应的诱导期并使凝胶效应提前到来，以便在灌模前移出较多的聚合热，以利于保证产品质量；二是可以减少聚合是的体积收缩，因MMA由单体变成聚合体体积要缩少20 % —22 %, 通过预聚合可以
使收缩率小于12％，另外浆液黏度大，可减少灌模时的渗漏损失。

3：在第二阶段的反应聚合过程中，如果不严格控制反应温度，会导致什么结果？为什么？
答：温度太高聚合过快，来不及散热，造成热点，将影响到分子量的分布和强度。

此外，温度过高易产生气泡。

4. 铸板聚合也可不进行预聚合而达到同样的效果，请考虑可采取什么工艺条件？
答：单体的预聚是在约90摄氏度下制得粘度约为1Pas的聚合物－单体溶液，可以将聚合物溶解于单体中制得相似粘度的溶液，可以实现不进行预聚合而达到同样的效果。