实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
PMMA(有机玻璃板)本体聚合的实验报告及制作流程
有机玻璃板（PMMA）的制作一、实验目的1.了解本体聚合的特点与规律, 掌握本体聚合反应的操作方法。
2.制备出无气泡、平整透明的有机玻璃薄板。
二、实验原理甲基丙烯酸甲酯在ABIN引发剂存在下进行如下聚合反应:本体聚合: 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。
本体聚合的优点:(1) 与其它聚合方法如溶液聚合、乳液聚合等相比, 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、分子量较高, 特别适合于制备对透明性和电性能要求高的产品, 而且对环境污染较低。
(2) 反应设备是最简单。
本体聚合的缺点: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, 聚合反应热也难以导出, 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, 这在一定程度上限制了本体聚合在工业上的应用。
解决方法: 常采用分阶段聚合法, 即工业上常称的预聚合和后聚合。
三、实验仪器及药品甲基丙烯酸甲酯（MMA）30mL 偶氮二丁异腈（ABIN）0.267g锥形瓶（200mL）1个水浴加温装置1套铁架台1个电动搅动装置1套四、实验步骤1. 有机玻璃板模具的制作取三块50mm*50mm硅玻璃片洗净并干燥（其中两块可以选择涂一层硅油, 即邻笨二甲酸丁二脂, 也叫DPB）。
把三块玻璃片重叠、并将中间一块纵向抽出约30mm, 其余三断面用切割好的玻璃片用玻璃胶封牢, 然后将中间玻璃板抽出, 作灌浆用。
2. 预聚合在干净的（200mL）锥形瓶中加入30mLMMA及0.267g的AIBN, 混合均匀, 然后套上带有搅动棒的橡胶塞, 用试管夹夹住锥形瓶的瓶颈, 在70-75℃的水浴中加热, 同时开启电动搅动装置（注意搅动的速率不能过快, 特别是刚开始时）, 进行预聚合约30min, 注意观察体系粘度变化, 当体系黏度变大, 但仍能顺利流动时（即预聚物的转化率约7%-10%,似甘油粘稠状时）, 取出锥形瓶, 并将聚合液冷却至40-45℃, 注入模具中（浇铸时注意防止锥形瓶外的水珠滴入）, 垂直放置5-10min赶出气泡。
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。
PMMA的本体聚合
实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验日期：2018 年10月26日一、实验目的1 了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法2 了解本体聚合的优缺点熟悉本体聚合的工艺流程二、实验原理本体聚合（bulk polymerization ）是单体仅引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。
本体聚合体系仅由单体和少量（或无）引发剂组成，产物纯净，后处理简单，是比较经济的聚合方法；多适用于实验室研究，如单体聚合能力的初步评价、少量聚合物的制备，动力学研究等。
工业上本体聚合可采用间歇法和连续法，关键问题是聚合热的排除。
聚合初期如不及时散热，轻则造成局部过热，使分子量分布变宽，影响聚合物的强度；重则温度失控，引起爆聚。
这一缺点曾一度使本体聚合的发展受到限制，但经反应器搅拌、传热改善和工艺调整后，得到了克服。
甲基丙烯酸甲酯可选用悬浮法、乳液法甚至溶液法聚合，但间歇本体聚合却是制备板、管、棒和其他型材的主要方法。
在间歇法制备有机玻璃过程中有散热困难、体积收缩、产生气泡诸多问题，可以分为预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。
聚甲基丙烯酸甲脂呈非晶态，强度好，耐光耐候，耐化学腐蚀，透光率92%，俗称有机玻璃，可用作航空玻璃、光导纤维、指示灯罩、标牌、仪器牌等。
三、实验仪器及药品仪器：水浴锅量筒电子天平圆底烧瓶小烧杯试管温度计烘箱药品：10.6ml 甲基丙烯酸甲脂0.1gBPO四、实验步骤：1、预聚洗净并烘干圆底烧瓶和小烧杯，用电子天平称取O.IgBPO,再用量筒取得的10.6ml单体MMA一并加入烧瓶。
在水浴锅中加热圆底烧瓶并用温度计测量温度，保持温度在80~90C，盖上无孔塞子，当瓶内的预聚物粘度与甘油粘度相近时，立即停止加热，冷却至室温。
2、聚合将试管盖子关上，放入40~50C的烘箱中聚合一周，直至硬化。
3、灌模取三个干燥洁净的试管，为避免有气泡产生，将预聚物缓慢、呈细流线状倒入试管中，灌至三分之二以防胀裂。
甲基丙烯酸甲酯本体聚合实验
材料化学专业实验报告实验名称：甲基丙烯酸甲酯的本体聚合（有机玻璃板的制备）年级：日期：姓名：学号：同组人：一、预习部分甲基丙烯酸甲酯，无色液体，易挥发，易燃。
熔点为-48℃，沸点100-101℃，24℃（4.3kPa），相对密度0.9440（20/4℃），折射率1.4142，闪点（开杯）10℃，蒸气压（25.5℃）5.33kPa。
溶于乙醇、乙醚、丙酮等多种有机溶剂，微溶于乙二醇和水。
在光、热、电离辐射和催化剂存在下易聚合。
PMMA是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。
聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质最优异的。
二实验部分1实验目的（1）：了解自由基本体聚合的特点和实施方法（2）：熟悉有机玻璃板的制备方法，了解其工艺过程2：实验原理本体聚合是指单体仅在少量引发剂存在下进行的聚合反应，或者直接加热，光和辐射作用下进行的聚合反应。
本体聚合具有产品纯度高和无需后处理等优点，可直接聚合成各种规格的型材。
但是，由于体系粘度大，聚合热难以散去，反应控制困难，导致产品发黄，出现气泡，从而影响产品质量。
本体聚合进行到一定程度，体系粘度大大增加，大分子链的移动困难，而单体分子的扩散收到的影响不大。
链引发和链增长反应照常进行，而增长链自由基的终止受到限制，结果使得聚合反应的速度增加，聚合物分子变大，出现所谓的自动加速效应。
更高的聚合速率导致更多的热量生成，如果聚合热不能及时散去，会使局部反应雪崩式的加速进行而失去控制，因此，自由基本体聚合中控制聚合速率使聚合反应平稳进行是获得无瑕疵型材的关键。
聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物，具有高度的透明性，因此成为有机玻璃。
聚甲基丙烯酸甲酯具有较好的耐冲击强度于良好的低温性能，是航空工业和光学仪器制造业的重要材料。
有机玻璃表面光滑，在一定的曲率内光线可在其内部传到而不逸出，因此在光导纤维领域得到应用。
甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合
.了解本体聚合的原理、特点和实施方法。
2.熟悉利用甲基丙烯酸甲酯本体聚合制备有机玻璃的方法，了解其工艺过程。
二．基本概念1.本体聚合――单体仅在少量的引发剂存在下进行的聚合反应，或直接在热、光和辐射作用下进行的聚合反应。
2.引发剂――易分解产生自由基并使单体聚合的化合物。
3.凝胶效应――按动力学方程，在反应初期以后，体系引发剂浓度下降，单体浓度下降，聚合总速率本应该下降，但是在反应过程总没有下降，反而上升的现象成为自加速现象。
其出现的主要是体系粘度增加所引起的，故又称为凝胶效应。
三.实验原理甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合方法可以制得有机玻璃。
聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，其最突出的性能是具有高度的透明性，比重小，故其制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。
同时又具有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，表面光滑，电性能优良。
甲基丙烯酸甲酯在引发剂的作用下，发生本体聚合反应，生成聚甲基丙烯酸甲酯：四．实验仪器与药品甲基丙烯酸甲酯过氧化苯甲酰试管三颈瓶冷凝管恒温水浴机械搅拌器五．实验步骤1.预聚物的制备准确称取0.05g过氧化苯甲酰、50g(60ml)甲基丙烯酸甲酯，混合均匀，投入到100mL、配有冷凝管的磨口三颈瓶中，开启冷却水，采用水浴恒温，开动搅拌，升温至75-80℃进行聚合反应，注意体系粘度和体积的变化，30min后取样，若预聚物具有一定粘度，则移去热源，冷却至50℃左右。
2.聚合物的成型取1.5×15cm试管若干支，分别进行灌注，灌注高度一般为5-7cm，（灌注过多，压力太大，有可能使气泡不易逸出，留在聚合物内。
）然后静置数天，直至试管内物料变得坚硬。
撤除试管，可得到一透明度高、光洁的圆柱形聚甲基丙烯酸甲酯。
六．分析与思考1.自加速效应是怎样产生的？对聚合反应有那些影响？2.制备有机玻璃，各阶段的温度应怎么控制，为什么？醋酸乙烯酯的乳液聚合一．实验目的1.了解乳液聚合的基本原理和特点；2.掌握乳液聚合的试验技术。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
聚合热 56.5 kJ/mol 69.9 kJ/mol
大分子活性链在聚合体系中的状态，是影响自动加速现象 出现早晚的重要因素，比如，在聚合温度50 ℃时，甲基 丙烯酸甲酯聚合出现自动加速现象时的转化率为 10%~15%，而苯乙烯在转化率为30%以上时，才出现自 动加速现象。这是因为甲基丙烯酸甲酯对它的聚合物或大 分子活性链的溶解性能不太好，大分子在其中呈卷曲状态， 而苯乙烯对它的聚合物或大分子活性链溶解性能要好些， 大分子在其中呈比较伸展的状态。 以卷曲状态存在的大分子活性链，其链端易包在活性链 的线团内，这样活性链链端被屏蔽起来，使链终止反应 受到阻碍，因而其自动加速现象出现的就早些。
缺点： 1、由于聚合反应是一个连锁反应，反应速度较快， 在反应某一阶段出现自动加速现象，反应放热比较 集中； 2、因为体系粘度较大，传热效率很低，所以大量 热不易排出，因而易造成局部过热，使产品变黄， 出现气泡，而影响产品质量和性能，甚至会引起单 体沸腾爆聚，使聚合失败。 本体聚合成功的关键问题： 严格控制不同阶段的反应温度，及时排出聚合热。
自动加速效应 又称凝胶化效应。在自由基聚合反应中，由于聚合体 系黏度增大而使活性链自由基之间碰撞机会减少，难 于发生双基终止，导致自由基浓度增加，此时单体仍 然能够与活性链发生链增长反应，从而使聚合速率自 动加快的现象。
3、聚合成型
将试管封口，放入50℃烘箱中聚合24小时，然后在100 ℃保温 1小时，使反应趋于完全。
4、脱模
敲碎试管，得到试管形状的有机玻璃。
六、思考题
1、自动加速效应是怎样产生的？对聚合反应有哪 些影响？ 2、制备有机玻璃时，为什么需要首先制成具有一 定粘度的预聚物? 3. 在本体聚合反应过程中，为什么必须严格控制 不同阶段的反应温度?
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实训指导书
《高聚物生产技术》实验指导书应用化工技术专业精细化工技术专业石油化工技术专业高聚物生产技术专业适用精细化工教研室胡健编实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1.了解本体聚合的原理和特点；2.掌握本体聚合的合成方法及有机玻璃的生产工艺；3.了解聚合温度对产品质量的影响；4.观察聚合过程中体系黏度的变化现象；5.养成严格遵守操作规范的职业意识；6.培养从事化工生产必须的职业素养。
二、实验原理本体聚合是指单体在少量引发剂下或者直接在热、光和辐射作用下进行的聚合反应，因此本体聚合具有产品纯度高、无需后处理等特点。
本体常常用于实验室研究，如聚合动力学的研究和竞聚率的测定等。
工业上多用于制造板材和型材，所用设备也比较简单。
本体聚合的优点是产品纯净，尤其是可以制得透明样品，其缺点是散热困难，易发生凝胶效应，工业上常采用分段聚合的方式。
聚合反应式如下：有机玻璃板就是甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合方法制成。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有优良的光学性能、密度小、机械性能、耐候性好。
在航空、光学仪器，电器工业、日用品方面有着广泛用途。
单体甲基丙烯酸甲酯的本体聚合，按自由基反应，历程如下：链引发链增长链终止MMA是含不饱和双键、结构不对称的分子，易发生聚合反应，其聚合热56.5kJ/mol。
MMA在本体聚合中的突出特点是有“凝胶效应”，即在聚合过程中，当转化率达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。
其原因是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反应速率常数下降；相反，单体分子扩散作用不受影响，因此活性链与单体分子结合进行链增长的速率不变，总的结果是聚合总速率增加，以致发生爆发性聚合。
由于本体聚合没有稀释剂存在，聚合热的排散比较困难，“凝胶效应”放出大量反应热，使产品含有气泡影响其光学性能。
因此在生产中要通过严格控制聚合温度来控制聚合反应速率，以保证有机玻璃产品的质量。
实验二--甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
实验二--甲基丙烯酸甲酯的本体聚合甲基丙烯酸甲酯（Methyl methacrylate，缩写为MMA）是一种重要的有机化合物，具有优异的物理化学性质，在工业上应用广泛，例如制备高透明度的有机玻璃、聚合物分散剂、涂料和增塑剂等。
MMA的聚合过程中涉及到单体分子之间的化学键的断裂和形成，以及活性自由基的产生、转移和相互作用等复杂的过程，因此MMA的聚合机理和过程研究非常重要。
MMA的聚合通常有两种方法：一种是自由基聚合法，另一种是离子聚合法。
其中，自由基聚合法是目前应用最广泛的方法，本实验即采用自由基聚合法来合成MMA的高分子。
自由基聚合法是指利用引发剂引发单体的的自由基反应，使得单体分子在空气中逐渐聚合形成高分子。
大多数自由基聚合反应都需要一定的引发能量，如光，热，化学活性氧和单质等。
本实验采用的引发剂是过氧化苯甲酰（BPO），反应在70℃的无氧条件下进行。
实验前准备工作1）实验仪器、材料和试剂：宽口烧瓶、温控磁力搅拌器、分液漏斗、滴定管、试管、取样管、pH计、玻璃棒、过滤器、MMA单体、过氧化苯甲酰（BPO）、液态乙苯、硬化剂、苯甲醇、75％的硫酸、双乙酰丙烯酸二甲酯（DMAA）。
2）预先制备的溶液：MMA单体、液态乙苯、苯甲醇、75％的硫酸、硬化剂。
3）实验环境：空气中温度为25℃，相对湿度为50％。
实验步骤1）将宽口烧瓶置于温控磁力搅拌器上，加入过氧化苯甲酰（BPO）0.5g和苯3ml，然后用液态乙苯使刻度线到达250ml。
将烧瓶装载到水浴中，加温至70℃，同时保持搅拌。
2）制备MMA单体溶液：将MMA单体80g放置在分液漏斗中，加入30ml的苯甲醇，用玻璃棒搅拌均匀。
在加入细小的MMA单体量之前，确保储存瓶口密封，以避免氧气的入侵。
逐渐将MMA单体加入烧瓶中，注意单体加入速度要缓慢和均匀，同时加热水浴中的烧瓶，反应液体开始变浓稠。
3）在加入MMA单体以后，反应物的颜色发生变化。
通常，颜色的变化是从无色到淡黄色，说明聚合反应已经开始。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
[键入公司名称]高分子化学实验报告甲基丙烯酸甲酯的本体聚合[键入作者姓名][选取日期]一、实验目的（1）掌握本体聚合的原理、优缺点；（2）熟悉本体聚合制备有机玻璃的方法；（3）了解有机玻璃工业生产上的部分操作工艺。
二、实验原理自由基聚合的基本机理自由基聚合时引发剂 I 先形成活性种R•，R•打开单体 M 的π键，与之加成，形成单体活性种，而后进一步不断与单体加成，促使链增长。
最后，增长着的活性链失去活性，链终止。
本体聚合生产工艺本体聚合——在不用其它反应介质情况下，单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的方法。
均相本体聚合——生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）。
非均相本体聚合——生成的聚合物不溶解在单体中，沉淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。
有机玻璃的分段聚合 链引发：链增长：链终止：采用两段聚合：即先在较低温度下预聚合，转化率控制在10～30％，C 6H 5C OO O C C 6H 5OC 6H 5C OO2.C 6H 5C OO .+CH 2C CH 33C 6H 5C OCH 2CCH 33.C 6H 5C OCH 2CCH 33.+CH 2C CH 3COOH 3~CH 2C CH 3COOH 3C CH 3COOH 3CH 2CH 2CCH 3COOH 3.[]n ~CH 2CCH 3COOH 3.+CCH 3COOH 3CH 2~.~CH 2CCH 33CCH 33CH 2~~CH 2CHCH 3COOH 3+CCH 3COOH 3CH~此时体系粘度较低，尚可散热，可在较大搅拌釜中进行聚合。
然后，浇成薄板，由低温至高温进一步进行后聚合。
第一阶段（预聚）较低转化率（10％～40％），可在较大的釜中进行。
将MMA、引发剂、增塑剂、脱模剂在80－90℃下预聚成透明的粘性液体。
第二阶段，以较慢速率进行，或进行薄层（如板状）聚合。
将浆液浇注入两块平板玻璃的模型，在40℃左右缓慢聚合一段时间后，逐步升温，最后在100～110℃使聚合反应完全，降温脱模得平板有机玻璃。
PMMA的本体聚合
实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验日期： 2018年10月26日一、实验目的1 了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法2 了解本体聚合的优缺点熟悉本体聚合的工艺流程二、实验原理本体聚合（bulk polymerization）是单体仅引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。
本体聚合体系仅由单体和少量（或无）引发剂组成，产物纯净，后处理简单，是比较经济的聚合方法；多适用于实验室研究，如单体聚合能力的初步评价、少量聚合物的制备，动力学研究等。
工业上本体聚合可采用间歇法和连续法，关键问题是聚合热的排除。
聚合初期如不及时散热，轻则造成局部过热，使分子量分布变宽，影响聚合物的强度；重则温度失控，引起爆聚。
这一缺点曾一度使本体聚合的发展受到限制，但经反应器搅拌、传热改善和工艺调整后，得到了克服。
甲基丙烯酸甲酯可选用悬浮法、乳液法甚至溶液法聚合，但间歇本体聚合却是制备板、管、棒和其他型材的主要方法。
在间歇法制备有机玻璃过程中有散热困难、体积收缩、产生气泡诸多问题，可以分为预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。
聚甲基丙烯酸甲脂呈非晶态，强度好，耐光耐候，耐化学腐蚀，透光率92%，俗称有机玻璃，可用作航空玻璃、光导纤维、指示灯罩、标牌、仪器牌等。
三、实验仪器及药品仪器：水浴锅量筒电子天平圆底烧瓶小烧杯试管温度计烘箱药品：10.6ml甲基丙烯酸甲脂 0.1gBPO四、实验步骤：1、预聚洗净并烘干圆底烧瓶和小烧杯，用电子天平称取0.1gBPO，再用量筒取得的10.6ml 单体 MMA一并加入烧瓶。
在水浴锅中加热圆底烧瓶并用温度计测量温度，保持温度在80~90℃，盖上无孔塞子，当瓶内的预聚物粘度与甘油粘度相近时，立即停止加热，冷却至室温。
2、聚合将试管盖子关上，放入40~50℃的烘箱中聚合一周，直至硬化。
3、灌模取三个干燥洁净的试管，为避免有气泡产生，将预聚物缓慢、呈细流线状倒入试管中，灌至三分之二以防胀裂。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及聚合速率的定性观测实验报告
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及聚合速率的定性观测实验报告姓名：吉武良院系：化院20系学号：PB13206270摘要：本实验进行甲基丙烯酸甲酯（MMA）的本体聚合，在聚合过程中采用二步法避免体积收缩和利于散热。
定性观测了温度、气氛、引发剂用量、阻聚剂对甲基丙烯酸甲酯聚合速率的影响。
关键词：本体聚合自由基聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA) 聚合速率一、引言聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，简称PMMA，英文Acrylic），又称做压克力或有机玻璃，它的铸板聚合物的数均分子量一般为2.2×104，相对密度为1.19～1.20，折射率为1.482～1.521，吸湿度在0.5%以下，玻璃化温度为105℃。
具有高透明度，低价格，易于机械加工等优点，是平常经常使用的玻璃替代材料，是目前最优良的高分子透明材料。
[1]有机玻璃板材通常采用本体聚合方法制取，聚合物能够溶解于单体中，可以得到分子量高和质量纯净的产品。
反应方程式如下：H2C CH3COOCH3*H2C*nCH3COOCH3本体聚合（bulk polymerization；mass polymerization ）是单体（或原料低分子物）在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。
[2]由于反应体系中只有单体、引发剂和聚合物，本体聚合具有产品纯度高和无需后处理等优点，可直接聚合成各种规格的型材。
自动加速效应是本体聚合进行到一定程度，体系粘度大大增加，大分子链的移动困难，而单体分子的扩散受到的影响不大，链引发和链增长反应照常进行，而增长链自由基的终止受到限制，结果使得聚合反应速度增加，聚合物分子量变大。
更高的聚合速度导致更多的热量生成，如果聚合热不能及时散去，会使局部反应“雪崩”式地加速进行而失去控制。
因而，自由基本体聚合中控制聚合速率使聚合反应平稳进行使获取无瑕疵型材的关键。
在本文中对于MMA的聚合中，由于MMA聚合时热效应明显，如果热量不能及时散去，会出现“爆聚”使反应失去控制。
实验二 甲基丙烯酸甲酯本体聚合
实验三、甲基丙烯酸甲酯本体聚合一、实验目的1.通过实验了解本体聚合的基本原理和特点。
2.掌握有机玻璃制造的操作技术。
二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃，是重要的合成材料之一。
本实验是用过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，甲基丙烯酸甲酯进行自由基聚合。
本体聚合的具体过程是：1、引发剂分解2、链引发3、链增长4、链终止A．偶合终止B．歧化终止其中，甲基丙烯酸甲酯在60℃以上时聚合，以歧化终止为主。
本体聚合由于反应组成少，只是单体或单体加引发剂，所以产物较纯，但散热难控制，在工业化生产中较少采用。
本体聚合反应是一个连锁反应，反应速度很快，伴随着聚合物的生成出现自动加速现象，并且甲基丙烯酸甲酯不是聚合物的良溶剂，长链自由基有一定程度的卷曲，自动加速效应更加明显。
随着粘度增加，散热困难，会发生“爆聚”。
因此，本体聚合要求严格控制不同反应阶段的温度，随时排除反应热是很有必要的。
由上图可见，在本体聚合反应开始前通常有一段诱导期，聚合速度为零，体系无粘度变化，然后反应逐步进行。
当转化率超过20%之后，聚合速度显著加快，称为自动加速效应，此时若控制不当，体系易发生爆聚产生大量气泡而使产品性能变坏。
而转化率达80%之后，聚合速率显著减小，最后几乎停止聚合反应，需升高温度才能使之完02040608010012014016020406080100i n v e r t i n g r a t i o (%)t(min)全聚合。
三、实验仪器和试剂试管圆底烧瓶水浴锅温度计模子甲基丙烯酸甲酯过氧化二苯甲酰（BPO）四、实验流程五、注意事项1 在预聚过程中需要严格控制温度以及预聚物粘度。
2 溶解BPO时不宜剧烈摇晃。
六、实验步骤、现象及分析得到两份无色透明的有机玻璃，但表面有一层乳白色的小点，处于模具顶部的边缘部分并非坚硬的玻璃状，橡胶质感较强，其中一块加有树叶的还有气泡（如下图）因为顶部边缘与氧气接触较多，氧在低温时的阻聚作用，使聚合反应停留在弹性状态造成的。
实验二：聚甲基丙烯酸甲酯的合成与性能的测定
《高分子化学与高分子物理》课程实验报告姓名学号成绩日期同组姓名指导教师实验二：聚甲基丙烯酸甲酯的合成与性能的测定一、实验目的1、掌握有机玻璃的制造工艺特点并了解其性能。
2、掌握测定本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯的特性粘数的方法并计算平均分子量的方法。
3、通过测定聚合物温度-形变曲线，了解线性非结晶性聚合物不同的力学状态。
4、掌握温度-形变曲线的测定方法、各区的划分及玻璃化转变温度T g的求取。
5、掌握聚合物拉伸应力-应变曲线的测定方法以及不同类型的聚合物其拉伸行为的特点。
二、仪器量筒，烧杯，玻棒，布氏漏斗，抽滤瓶，滴管，真空干燥器，真空泵，恒温水浴，电炉，三口烧瓶，球形冷凝管，温度计，搅拌器，变压器，电子天平，小试管，瓶盖三、药品过氧化苯甲酰，三氯甲烷，甲醇，甲基丙烯酸甲酯（MMA），过氧化苯甲酰（BPO）四、实验原理1、引发剂的精制原理自由基聚合的引发剂有如下几种类型：（1）偶氮类引发剂。
常用的有偶氮二异丁腈（AIBN，用于40~65℃聚合）和偶氮二异庚腈，后者半衰期较短。
（2）有机过氧化物。
最常用的是过氧化苯甲酰（BPO，用于60~80℃聚合），还有过氧化二异丙苯，过氧化二特丁基和过氧化二碳酸二异丙酯。
以上两种引发剂为油溶性，适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。
（3）无机过氧化物。
如过硫酸钾（KPS）和过硫酸铵，这类引发剂溶于水，适用于乳液聚合和水溶液聚合。
（4）氧化-还原引发剂。
活化能低，可以在较低的温度（0~50℃）引发聚合反应。
水溶性的有氧化剂过硫酸盐、过氧化氢以及还原剂Fe2+、NaHSO3、Na2S2O3和草酸、油溶性的氧化剂有氢过氧化物、过氧化二烷基；还原剂有叔胺、硫醇等。
自由基聚合对溶液没有过高的要求，但BPO 本身纯度不高，长期保存又易分解，因此在聚合前应予精制。
BPO 提纯常采用重结晶法。
由于过氧化苯甲酰易爆炸，不能加热，通常是用三氯甲烷作溶剂，以甲醇作为沉淀剂进行精制。
2、甲基丙烯酸甲酯自由基聚合原理甲基丙烯酸甲酯单体发生自由基聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯的反应式为本体聚合法是生成聚甲基丙烯酸甲酯最重要的方法。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合_2
化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：甲基丙烯酸甲酯的本体聚合（有机玻璃板的制备）年级：日期：姓名：学号：同组人：一、预习部分甲基丙烯酸甲酯，无色液体，易挥发，易燃。
熔点为-48℃，沸点100-101℃，24℃（4.3kPa），相对密度0.9440（20/4℃），折射率1.4142，闪点（开杯）10℃，蒸气压（25.5℃）5.33kPa。
溶于乙醇、乙醚、丙酮等多种有机溶剂，微溶于乙二醇和水。
在光、热、电离辐射和催化剂存在下易聚合。
PMMA是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。
聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质最优异的。
二实验部分1实验目的（1）：了解自由基本体聚合的特点和实施方法（2）：熟悉有机玻璃板的制备方法，了解其工艺过程2：实验原理本体聚合是指单体仅在少量引发剂存在下进行的聚合反应，或者直接加热，光和辐射作用下进行的聚合反应。
本体聚合具有产品纯度高和无需后处理等优点，可直接聚合成各种规格的型材。
但是，由于体系粘度大，聚合热难以散去，反应控制困难，导致产品发黄，出现气泡，从而影响产品质量。
本体聚合进行到一定程度，体系粘度大大增加，大分子链的移动困难，而单体分子的扩散收到的影响不大。
链引发和链增长反应照常进行，而增长链自由基的终止受到限制，结果使得聚合反应的速度增加，聚合物分子变大，出现所谓的自动加速效应。
更高的聚合速率导致更多的热量生成，如果聚合热不能及时散去，会使局部反应雪崩式的加速进行而失去控制，因此，自由基本体聚合中控制聚合速率使聚合反应平稳进行是获得无瑕疵型材的关键。
聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物，具有高度的透明性，因此成为有机玻璃。
聚甲基丙烯酸甲酯具有较好的耐冲击强度于良好的低温性能，是航空工业和光学仪器制造业的重要材料。
有机玻璃表面光滑，在一定的曲率内光线可在其内部传到而不逸出，因此在光导纤维领域得到应用。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及成型
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及成型一、实验目的1、了解本体聚合的原理。
2、熟悉型材有机玻璃的制备方法。
二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯具有优良的光学性能、密度小、机械性能好、耐候性好。
在航空、光学仪器、电器工业、日用品等方面又有广泛的用途。
为保证光学性能，聚甲基丙烯酸甲酯多采用本体聚合法合成。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是按自由基聚合反应历程进行的，其活性中心为自由基。
反应包括链引发、链增长和链终止，当体系中含有链转移剂时，还可发生链转移发应。
本体聚合是不加其他介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光作用下进行的聚合，又称块状聚合。
本体聚合具有合成工序简单，可直接形成制品且产物纯度高的优点。
本体聚合的不足是随聚合的进行，转化率提高，体系黏度增大，聚合热难以散出，同时长链自由基末端被包裹，扩散困难，自由基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增大而出现自动加速现象，短时间内产生更多的热量，从而引起相对分子质量分布不均，影响产品性能，更为严重的则引起爆聚。
因此甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一般采用三段法聚合，而且反应速率的测定只能在低转化率下完成。
三、主要试剂和仪器1.主要试剂名称试剂规格用量单体甲基丙烯酸甲酯精制30g引发剂偶氮二异丁腈AR 0.02g2、主要仪器100mL三口瓶，冷凝管，试管，恒温水浴，0～100℃温度计，玻璃板（两块），橡皮条。
四、实验步骤预聚体的制备1、取0.02g偶氮二异丁腈、30g甲基丙烯酸甲酯混合均匀，投入到100mL装有冷凝管、温度计和毛细管的磨口三口瓶中，搅拌、通冷凝水。
2、水浴加热，升温至75～80℃，反应20min后取样。
注意观察聚合体系的黏度，当体系具有一定黏度（预聚物转化率约7%～10%）时，则停止加热，并将聚合液冷却至50℃左右。
有机玻璃薄棒的成型1、将试管洗净、烘干，把预聚体加入至试管的2/3，把试管放入试管架中，在60～65℃水浴中恒温反应2h。
2、将试管架放入烘箱中，升温至95～100℃保持1h，即得到一根透明光洁的有机玻璃棒。
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高
分
子
化
学
实
验
报
告
实验二：甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
一、实验目的：
1) 、了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法；
2) 、掌握减压蒸馏的原理及操作过程。
二、实验原理：
甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行自由基聚
合反应。
自由基加聚的工艺方法主要有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。
本体聚合由于反应组成少，只是单体或单体加引发剂，所以产物较纯，但散热难控制；溶液聚合过程易控制，散热较快，不过产物中含溶剂（有些污染环境），后处理比较困难；悬浮聚合以水作溶剂，水无污染，散热好，易除去，但要求单体不溶于水，故在应用上受限制；乳液聚合反应机理不同，可以同时提高聚合速度聚合度，散热好，易操作。
甲基丙烯酸甲酯在BPO引发下自由基聚合：
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（有时还会出现链转移）反应。
链引发：R· +MM→RM·
链增长：RM· +M→RMM· +M→RMMMM· +M →…→﹋M·
链终止：﹋M·+ ﹋M·→‘死’聚合物
本实验采用本体聚合，当反应到一定程度时粘度增大，大分子链自由基活性降低，阻碍了链自由基的相互结合，使链终止速率减慢，而小分子单体却依然可以自由与链结合，链增长速率不会受到影响，从而导致自动加速效应，内部温度急剧上升，又继续加剧反应，如此循环，而粘度又屏蔽热量，使局部温度过高，严重影响聚合物的性质，这是我们不想看到的。
图 1、为聚合反应的变化规律，图中曲线表明：聚合反应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％以后，聚合速率显着增加，出现自动加速效应。
而转化率达到 80％以后，聚合速率显着减小．最后几乎停止聚合，需要升高温度才能使聚合反应完全。
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，在预聚时控制粘度，并控制温度在 80~90℃时（引发剂的半衰期适当），以适应在较低温度下聚合。
为纯化甲基丙烯酸甲酯，我们用减压蒸馏的方法。
其原理就是
利用温度与蒸气压的关系，通过抽气装置抽气以降低液体表面的压强因而只需较低的温度时达到的蒸气压就足够等于外压，从而使液体更易挥发
厚度（mm）1‐2‐34‐68‐1214‐25 30‐45偶氮二异丁腈（%）
聚合配方中引发剂的含量应视制备的模具厚度而定，一般情况如下：
三、实验仪器及药品：
仪器：试管具塞锥形瓶恒温水浴锅
药品：过氧化苯甲酰（BPO) 甲基丙烯酸甲酯（MMA) 四、实验流程
五、实验步骤：
1、预聚洗净并干燥玻璃仪器，加热水浴锅到80~90℃。
称取引发剂BPO 放入带磨口的小锥形瓶中，再加
入15ml 单体MMA。
在水浴锅中加热锥形瓶，盖上
塞子（不要老是摇动），当瓶内的预聚物粘度与甘油
（或新鲜蜂蜜）粘度相近时，立即停止加热，冷却至
室温。
2、灌模取一干燥洁净的试管（可适当地加些许装饰物），
为避免有气泡产生，将预聚物缓慢、呈细流线状倒入
试管中，注意切勿完全灌满，应预留一定空间以防胀
裂。
3、聚合将试管封口，放在40~50℃的烘箱中聚合24 小
时，直至硬化。
最后在100℃情况下处理至1 小时，
使反应趋于完全。
4、脱模敲碎试管，得聚合物有机玻璃。
六、实验结果
最后得无色透明的有机玻璃，附产品图如下
七、实验思考题
1）、制备有机玻璃时，为什么需要首先制成具有一定粘度的预聚物
答：解决散热，聚合反应是一个放热反应，制成具有一定粘度的预聚物可以避免自动加速作用而引起的爆聚现象，减少因为爆聚上升的气泡、不均匀的问题。
以及单体转化为聚合物时由于比重不同而引起的体积收缩问题。
2）、在本体聚合反应过程中，为什么必须严格控制不同阶段的反应温度
答：先高温是引发聚合,但是本体聚合是放热反应，当温度升高到一定程度时会产生爆聚现象，所以当反应物反应达到一定粘度的预聚物，要降低温度，低温段是让其稳定，避免聚合时自身会产生温度,降温是避免暴聚产生气泡,后期高温是使其单体聚合更完全。
3）、凝胶效应进行完毕后，提高反应温度的目的何在答：因为预聚后，为了防止在高温下聚合，出现暴聚的现象，导致实验的失败，是在较低的温度下进行聚合的，这样聚合不能进行完全，还有部分的单体未反应,因此需要在较高的温度下再反应一段时间，使反应趋于完全。
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