本体聚合实验报告

一、实验目的
1. 掌握自由基本体聚合的原理及合成方法；
2. 了解有机玻璃的生产工艺；
3. 通过实验，观察和掌握本体聚合过程中的现象，分析影响聚合反应的因素；
4. 熟悉实验操作技能，提高实验数据处理和分析能力。

二、实验原理
本体聚合是指在没有介质存在的情况下，单体在引发剂、热、光、辐射等作用下进行的聚合反应。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃，因其优良的光学性能、比重小以及在低温下仍能保持其独特的性能而被广泛的应用。

本体聚合是制备PMMA的主要方法之一。

实验采用本体聚合法制备PMMA，即在无溶剂或其他介质的情况下，将甲基丙烯酸
甲酯（MMA）与引发剂混合，在一定温度下进行聚合反应。

反应过程中，MMA分子
在引发剂的作用下生成自由基，自由基与MMA分子反应生成聚合物。

随着反应的进行，体系粘度逐渐增大，散热困难，易产生局部过热，甚至引发爆聚。

三、实验药品及仪器
药品：甲基丙烯酸甲酯（MMA）、过氧化苯甲酰（BPO）、甲苯
仪器：恒温水浴锅、三口烧瓶、直型冷凝管、磨口锥形瓶、牛角管、温度计、秒表
四、实验步骤
1. 准备实验仪器，检查设备是否完好；
2. 称取一定量的MMA和过氧化苯甲酰，加入三口烧瓶中；
3. 将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，加热至预定温度；
4. 开始计时，观察体系粘度变化、颜色变化、气泡产生等现象；
5. 反应结束后，将聚合物取出，冷却、称重；
6. 对聚合物进行表征，如红外光谱、凝胶渗透色谱等。

五、实验结果与分析
1. 在实验过程中，观察到体系粘度逐渐增大，颜色由无色变为淡黄色，并伴随气泡产生；
2. 随着反应时间的延长，体系粘度继续增大，颜色加深，气泡增多；
3. 反应结束后，聚合物质量为理论质量的95%。

分析：本体聚合过程中，引发剂分解产生自由基，自由基与MMA分子反应生成聚合物。

随着反应的进行，体系粘度逐渐增大，散热困难，易产生局部过热。

实验中，观察到体系粘度增大、颜色加深、气泡增多等现象，说明反应过程中存在局部过热现象。

六、实验结论
1. 本体聚合法是制备PMMA的有效方法，可得到纯净的聚合物；
2. 在本体聚合过程中，体系粘度增大、散热困难，易产生局部过热，甚至引发爆聚；
3. 通过控制实验条件，如温度、引发剂浓度等，可以避免局部过热现象，提高聚合物的质量。

七、实验体会
1. 本体聚合实验操作简单，但需严格控制实验条件，以保证聚合物的质量；
2. 通过实验，加深了对本体聚合原理的理解，提高了实验操作技能；
3. 实验过程中，需注意安全，防止意外事故的发生。