甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应的研究(DOC)

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甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验高分子工程实验教案(3)一、实验内容甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)二、实验目的与要求1、进一步掌握本体聚合的基本概念和本体聚合的特征;2、了解在本体聚合中如何避免自动加速效应;3、掌握有机玻璃的制备方法。

三、实验教时: 8教时四、实验指导(一)本体聚合的基本知识本体聚合是将单体本身在有微量引发剂或光、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,因而所得的聚合物纯度高,特别适合于制备透明性和电性能高的产品。

根据聚合产物是否溶于单体可分为均相聚合和沉淀聚合。

如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯等聚合属于均相本体聚合;乙烯、氯乙烯等聚合属于非均相本体聚合(沉淀聚合)。

本体聚合除所得的产品纯度高外,本体聚合的另一优点是可以进行浇铸聚合,即将预聚合产品浇入模具中进行后聚合,反应完成后即可获得成品。

通常聚合物比相应单体的密度大,因而在聚合反应过程中会发生体积收缩,因此在进行浇铸聚合时应注意控制预聚合的单体转化率,而且在后聚合过程中,若温度控制不好,易导致收缩不均匀,使聚合物的光折射不均匀以及产生局部皱纹,影响产品质量。

(二)主要药品和仪器1.药品甲基丙烯酸甲酯(MMA)偶氮二异丁腈(说明制备厚制品可用过氧化二苯甲酰)邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)硬脂酸(脱模剂)甲基丙烯酸(用多了会粘模严重,加一点可减少收缩)2.仪器三口反应瓶(150 mL),温度计,恒温水浴,10×10×5玻璃模板,乳胶管,恒温烘箱。

(三)实验步骤聚合配方:MMA:60 mL(根据制品的体积计算)偶氮二异丁腈:0.036~0.1克(单体量0.06%~0.15%)邻苯二甲酸二丁酯: 4.2克(单体量6%~7%)硬脂酸:0.36克(单体量0.5%~0.7%)甲基丙烯酸: 0.06克(单体量0.1%)1.预聚合在150 mL三口反应瓶中加入60 mLMMA、邻苯二甲酸二丁酯和硬脂酸及引发剂的1/3,在85~90℃的水浴中搅拌预聚合反应30~45分钟(控制转化率在8~12%),若粘度上升较慢可补加1/3的引发剂。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验结论

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验结论

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验结论
甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料,广泛应用于生产有机玻璃、表面涂料、粘合剂等领域。

本体聚合是制备甲基丙烯酸甲酯聚合物的一种重要方法。

在本次实验中,我们研究了甲基丙烯酸甲酯的本体聚合过程,并得出了以下结论。

首先,实验结果表明,甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是一个放热反应,聚合温度随着反应的进行逐渐升高。

为了控制聚合温度,实验中采用了冷却水浴和循环水冷却的方式。

此外,为了使反应顺利进行,实验中采用了引发剂和链转移剂,如过氧化苯甲酰(BPO)和十二烷基硫醇(SDT)。

其次,实验结果发现,聚合物的分子量随着反应时间和单体浓度的增加而增加。

但当单体浓度过高时,聚合物的分子量反而会下降。

这是因为过高的单体浓度会导致聚合过程中的链终止反应加剧,从而降低了聚合物的分子量。

因此,在实验过程中,要选择适当的单体浓度和聚合时间,以获得高分子量的聚合物。

此外,实验结果还表明,聚合物的光学性能与聚合条件密切相关。

通过调整聚合条件,可以制备出具有不同光学性能的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料。

例如,在聚合过程中加入色料或荧光剂,可以制备出具有不同颜色的PMMA材料;通过调整聚合温度和引发剂用量,可以控制PMMA的结晶度和分子量分布,从而影响其光学性能。

综上所述,甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验结果表明,聚合条件对聚合物分子量、光学性能等方面具有重要影响。

通过调整聚合条件,可以制备出具有优异性能的聚甲基丙烯酸甲酯材料,为其在各个领域的应用提供有力支持。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合化工系毕啸天2010011811一、实验目的1.加深理解自由基本体聚合的原理和影响因素。

2.掌握有机玻璃制造的工艺特点。

二、实验原理本体聚合是指不用溶剂和介质,仅由单体和少量引发剂(也可采用热、光照、辐射等引发条件)进行的聚合反应。

本体聚合杂质少,纯度高,设备简单,可直接成型,生产成本低,特别适合制备透明度高的产品。

另外,该方法也适合于实验室研究,如单体聚合能力的判断、聚合动力学研究、竞聚率测定等。

本体聚合是最简单的一种聚合方法,但反应放出的热量难以控制。

在反应初期粘度不大时散热并无问题。

但是当转化率超过20%~30%后,体系粘度增大,使散热困难,此阶段的自动加速过程往往造成温度的急速上升,引起局部过热和产物分子质量分布变宽,严重的甚至引起爆聚,所得聚合物产品的均匀性较差。

为便于散热,通常采用两段聚合法:第一阶段保持较低转化率,这一阶段体系粘度较低,散热尚无困难,可在较大的反应器中进行;第二阶段转化率和粘度较大,可进行薄层聚合或在特殊设计的反应器内聚合。

本实验以甲基丙烯酯甲酯(MMA)进行本体聚合,实验同样采用两段聚合法。

首先在一锥形瓶内加入单体、引发剂,在加热条件下预聚。

体系粘度增大到一定程度后,将预聚物倒入事先准备的方形模具中进行恒温聚合。

反应式如下:OO AIBN**OO三、实验药品2、表中密度均指相对密度,以水为基准1;3、表中熔点、沸点单位均为摄氏度。

四、实验仪器玻璃模具,150mL锥形瓶,毛细管,温度计,加热器,搅拌器。

装置见下图六、实验注意事项1.选取玻璃片时应尽量保证二者大小相同,此外还要保证橡胶垫在包好铝箔后高度大致相同。

这样得到的有机玻璃片形状会较为规整美观。

2.玻璃片要充分洗干净,杂质有可能对自由基聚合起阻聚效果,影响聚合速度。

3.制模时要把四角封死,否则预聚物可能流出。

4.橡皮塞中含硫,它是此聚合反应的阻聚剂。

(查得44℃下硫磺对MMA 聚合的阻聚常数C z =0.075,从数值上看似乎并不大啊。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯是一种热塑性塑料,性质很稳定,并且具有很好的透明性(透光能力可达90%以上),被称为有机玻璃。

它容易模塑加工,所以应用很广。

其最大的缺点就是耐磨性较差。

一、实验目的1.了解加聚反应及本体聚合的方法及特点。

2.了解并掌握本实验中单体的预聚、灌浆、成型聚合操作。

二、实验原理单体的预聚也称为制浆。

即首先制成具有一定粘度的液体(低聚合度的高分子),其目的主要是为了缩短聚合时间,减小成型过程中模的收缩程度(因从单体转化为聚合物密度增大,体积有明显收缩,对甲基丙烯酸甲酯来说收缩程度达20%左右)。

制浆常用两种方法:其一是将一定分子量(一般10-20万)的聚甲基丙烯酸甲酯经加热溶于其单体中,成为一定粘度的浆液,一般含4-8%的聚合物;其二是在单体中加入引发剂后在水浴(85-90℃)上加热使其引发聚合。

当达到一定粘度时,迅速冷却,然后成型。

三、仪器与试剂新蒸甲基丙烯酸甲酯,过氧化苯甲酰,50mL锥形瓶,球形冷凝管,试管,恒温槽。

四、实验步骤在50毫升的锥形瓶中加入15毫升(14.1克)新蒸的甲基丙烯酸甲酯及精确称量的14毫克过氧化苯甲酰,接上一回流冷凝管,在85-90℃水浴中加热予聚。

在予聚过程中要不断振摇锥形瓶。

经过15-20分钟,当粘度达到甘油粘度的两倍左右时,置于冷水中迅速冷却,终止聚合反应。

将以上制得的予聚物小心灌入一试管中,在恒温槽中按如下条件进行成型聚合。

50℃保持3小时后至35-40℃至凝胶化完毕(约20小时左右)。

然后逐步升温,经3小时后升至105℃保持3小时后,逐步升温,在3小时内降至40℃,即完成聚合。

将试管取出冷至室温,或用冷水冷却,即得到一段透明的有机玻璃。

观察其表面—是否光滑,透明度,颜色及有无气泡。

五、思考题1. 写出由丙酮为主要原料制聚甲基丙烯酸甲酯的各步反应式。

2.简述本体聚合的特点及控制方法。

3.讨论出现自动加速现象的原因。

2. 实验二 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

2. 实验二 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

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和聚合度,散热好,易操作。

甲基丙烯酸甲酯在BPO 引发下自由基聚合:H 2C C C CH 3O O CH 3n BPO H 2C CCH 3CO OCH 3n图一 为甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下聚合反应的变化规律。

以BPO 为引发剂,图中用量是:Ⅰ.2%,Ⅱ.1%,Ⅲ.0.5%,Ⅳ.0.25%,Ⅴ.0.125%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,聚合速率显著加快,出现自动加速效应。

而转化率达到80%以后,聚合速率显著减小.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。

转化率/%时间/min 图一 甲基丙烯酸甲酯本体聚合物时间与转化率曲线六、注意事项1.单体与引发剂的关系是本实验的关键之一,过多引发剂将导致爆聚,过少引发剂则不能引发聚合。

2.实验的温度也是主要影响因素,预聚合阶段应在80℃左右,硬化阶段应在55℃左右,最后熟化阶段应在90℃左右,否则难以控制反应速率和实验效果。

3.预聚合溶液粘度的变化的监测是本实验的难点,由于没有仪器进行定量测定,主要靠耐心细致的观察和体会,请各位同学务必注意细节。

4.预聚合的转化率太低,固化、熟化阶段难以控制;预聚合的转化率太高则可能直接导致爆聚。

5.预聚合时要控制温度不能太高,防止发生爆聚。

6.灌模后要等温度降低后再放入烘箱继续反应。

7.聚合物比相应单体的密度大,因而在聚合反应过程中会发生体积收缩。

因此在浇铸聚合时应注意控制预聚合的单体转化率。

而且在后聚合过程中,若温度控制不好易导致收缩不均匀,使聚合物的光折射率不均匀以及产生局部皱纹,影响产品质量。

甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应的研究

甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应的研究

甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应的研究王宏叶(20100323)应化1003班(西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳621000)摘要本体聚合是制备有机玻璃等聚甲基丙烯酸甲酷(P M M A )制品的主要方法。

本文主要介绍了现有对聚甲基苯烯酸甲酯本体聚合的一些研究方向,包括超声辐照下甲基苯烯酸甲酯的本体聚合、等离子体引发聚合甲基苯烯酸甲酯以及激光诱导甲基苯烯酸甲酯本体聚合,并对甲基苯烯酸甲酯本体聚合中存在的问题进行简要说明。

关键词甲基苯烯酸甲酯本体聚合自由基链式聚合自动加速Research of Methyl Methacrylate (MMA) bulk polymerizationreactionHongye WANG (20100323)(School of material scie nee and engin eeri ng, the southwest scie nee and tech nologyuni versity, mianyang, Sichua n; 621000)Abstract Bulk polymerization is the preparatio n of poly (methyl methacrylate products such as organic glass of the main methods.This article mainly introduced the existing of bulk polymerizati on of methyl methyl benzene acid some research direct ion, in cludi ng un der ultrasound irradiation bulk polymerization of methyl benzene acid methyl ester, plasma polymerization of methyl benzene acid methyl ester and laser induced bulk polymerization of methyl methyl benzene acid.And the methyl benzene acid methyl ester briefly explain t he problems existing in the bulk polymerizationKey words methyl benzene acid methyl ester; bulk polymerization; Free radical chain polymerization; Automatic acceleration1引言PMMA俗称有机玻璃,是一种开发较早的重要热塑性塑料,具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性,易染色,易加工,外观优美,在建筑业中有着广泛的应用。

实验一 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验一 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
实验原理:
自由基聚合反应是一种重要的高分子化学反应,是机械、电化学、辐射、光化学、热化学等条件下许多高分子化学反应的共性反应。

本实验中采用的甲基丙烯酸甲酯的本体聚合反应可以采用自由基聚合反应进行合成。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合物的化学结构如下图所示:
甲基丙烯酸甲酯具有较强的亲油性和良好的耐久性,可以制备高分子材料,如光硬化涂料、接枝共聚物、稳定剂等。

本次实验采用自由基引发聚合的方法,通过加入两性引发剂,在紫外光的照射下进行聚合反应。

实验材料:
甲基丙烯酸甲酯、过硫酸铵、四氢呋喃、紫外光灯、烧杯等。

实验步骤:
1、称取0.2克过硫酸铵和0.6克甲基丙烯酸甲酯加入10毫升四氢呋喃中,用漏斗将混合物滴加到小烧杯中,磁搅子搅拌溶解。

2、将小烧杯置放在紫外光灯下,打开紫外光灯,用塑料薄膜覆盖烧杯,在室温下静置过夜。

3、观察烧杯中聚合产物是否形成,将产物取出并分析分子量。

实验注意事项:
1、加入引发剂后需立即进行紫外光照射,不宜长时间搅拌,以免产生不必要的自由基引起副反应。

2、实验中应严格控制温度,避免相应聚合反应的发生。

3、实验结束后注意清洗实验器材。

实验结果及分析:
经过紫外光的照射,经过一夜后,产物已经形成。

通过分析可得聚合产物的分子量大概在5000左右。

通过本次实验,学习了甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法,掌握了自由基聚合反应的基本原理和实验操作技能,对于高分子材料及其化学性质有了更加深入的理解。

同时,在实验过程中也加强了实验的安全意识及实验室管理技能,提高了实验效率的重要性。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

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)了解本体聚合的基本原理以及特点,特别是了解温度对产品的影响;(2)了解有机玻璃(PMMA)的制备技术,要求成品无气泡,无损缺,透明光洁。

二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯(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,则它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,长脸自由基有一定程度的卷曲,自动加速效应更加明显。

因为引发是通过小分析的单分子的分解发生的,而生长只需要单体移动到生长链的末端,所以这两个过程的聚合速率再聚合初期并不特别依赖相应反应物在在介质中扩散的能力。

另一方面,双分子终止需要在粘度增加到一定程度后,终止速率将被扩散速率所控制,而引发和生长速率则不受影响。

这种在速率上的不连续性突然破坏了连锁反应的稳定状态,终止生长的链段数少于开始生长的链段数,导致反应速率与放热速率随反应进行而增加。

这种效应称之为“自动加速效应”。

由于粘度增加,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。

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,称为自加速效应,此时若控制不当,体系易发生暴聚而使产品性能变坏。

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全聚合。

三、 实验药品及仪器药品:过氧化苯甲酰(BPO )(0.05g )---甲基丙烯酸甲酯(MMA )(15mL )---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、天平、小试管等。

实验6甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验6甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验六甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、目的要求:1、了解本体聚合的原理,2、熟悉有机玻璃的制备方法。

二、原理:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),俗称有机玻璃。

有机玻璃广泛用在工业、农业、军事、生活等的各个领域,如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。

在建筑、电气、医疗卫生、机电等行业也广泛使用,如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。

每年全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。

工业上制备有机玻璃主要采用本体、悬浮聚合法,其次是溶液和乳液法。

而有机玻璃的板、棒、管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法来制备。

如果直接做甲基丙烯酸甲酯的本体聚合,则由于发热而产生气体只能得到有气泡的聚合物。

如果选用其它聚合方法(如悬浮聚合等)由于杂质的引入,产品的透明度都远不及本体聚合方法。

因此,工业上或实验室目前多采用浇注方法。

即:将本体聚合迅速进行到某种程度(转化率10%左右)做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液(预聚物)后,再将其注入模具中,在低温下缓慢聚合使转化率达到93〜95%左右,最后在100C下聚合至反应完全。

其反应方程式如下:甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行如下聚合反应:本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。

本体聚合是在没有介质存在的情况下只有单体本身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合,又称块状聚合。

体系中可以加引发剂,也可以不加引发剂。

按照聚合物在单体中的溶解情况,可以分为均相聚合和多相聚合两种:聚合物溶于单体,为均相聚合,如甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯等的聚合;聚合物不溶于单体,则为多相聚合,如氯乙烯,丙烯腊的聚合。

本体聚合的产物纯度高、工序及后处理简单,但随着聚合的进行,转化率提高,体系黏度增加,聚合热难以散发,系统的散热是关键。

同时由于黏度增加,长链游离基末端被包埋,扩散困难使游离基双基终止速率大大降低,致使聚合速率急剧增加而出现所谓白动加速现象或凝胶效应,这些轻则造成体系局部过热,使聚合物分子量分布变宽,从而影响产品的机械强度;重则体系温度失控,引起爆聚。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验报告

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验报告

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验报告
本体聚合实验的目的是通过将某些原料添加到一定量的丙烯酸甲酯中,将其进行热反应来制备高分子单体。

本次实验中使用的原料是甲基丙烯酸甲酯(MMA),本体聚合的温度为80℃,聚合时间为6个小时,反应器为20ml物料容器,旋转速度为200r/min,通气量为500ml/min,操作室环境温度为20-25℃。

本体聚合过程中,首先将甲基丙烯酸甲酯溶于 2-丙醇中,并加入其他原料,即ABS 树脂、有机硅树脂、组份使用量不应超过2%,加热至某一恒定温度(即本体聚合的温度),当反应温度达到稳定状态后,20ml反应瓶内的本体聚合反应开始,此时,静止时间每15分钟视察反应进展,同时视察底部沉淀产物;聚合反应结束后,终止反应,放置4小时进行沉淀,采用离心机200r/min离心处理,滤除残留溶剂中的有机物;然后,取出产物,在烘箱中烘烤,温度50℃,封存待用。

本文在本体聚合实验中,使用的是以甲基丙烯酸甲酯为主的溶剂,其他原料的使用量不超过2%。

本体聚合反应瓶装混合液体温度调至80℃,极易受到温度波动,建议施工时及时注意温度控制;进行本体聚合反应时,建议每15分钟视察反应的进展,以确认是否出现异常情况;聚合反应结束后,冷却并过滤残留溶剂,实验产物经烘箱烘烤后封存至封存处,以期待下次使用。

总之,本体聚合是一种常用的高分子合成方法,可以将多种原料经热反应来合成新的高分子单体、复合物以及重要的有机高分子材料,作为甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验,通过良好的操作技术,可以实现有效的合成高分子单体。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合.

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合.

100
80
inverting ratio(%)
60
40
20
0 0 20 40 60 80 100 120 140 160
t(min)
图1 PMMA在BPO引发下转化率随时间的变化关系.
三、实验设备和样品
1.仪器
100ml 锥形瓶 1只; 1000ml烧杯 1只; 100℃温度计1支; 调压电热套一个 玻璃棒一支 平板玻璃80×100×3mm 4块 橡皮片80×100×3mm 2块 铁夹子 8只 胶带纸 1卷 橡皮膏若干
COOCH3

பைடு நூலகம்
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,称为自加速效应,此时若控制不当, 体系易发生暴聚而使产品性能变坏。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全聚合。

(2)注模及热处理 a . 仔细洗净玻璃片并干燥之; b.按玻璃片大小将橡皮片口型,左上角断开,用胶带纸缠绕橡皮条二层,涂上聚乙 烯醇糊,放于二片玻璃之间使其粘结起来,然后将模具四周用橡皮膏粘封二层,左上 角留出供灌浆用。 c. 用滴管将预聚体慢慢灌入模具内,灌完后检查是否有气泡,若有气泡,可将模具 口部向上放置片刻,并用手指弹嗑模具外壁使气泡逸出。然后用橡皮膏将模口密封, 四周用夹子夹住。 d. 将已灌浆之模具置于恒温水槽中,升温至 60 ℃,保持 3 小时,然后升温至 95100℃,保持2小时,使聚合完全,取出模具,撤去玻璃夹板,得一透明光洁的有机 玻璃板。
五、注意事项
转化率超过20%以后,聚合速度显著加快,此时应注意控制反应条件 防止发生暴聚.

高化实验2甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

高化实验2甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
三、实验仪器和试剂 请自己设计实验方案,实验室可提供:三角锥瓶,15ml 具塞离心管, 甲基丙烯酸甲酯(已精制),过氧化二苯甲酰(用重结晶法已精制)
四、参考实验步骤
以下提供标准的实验方法,指标有机玻璃板,目前实验室提供 15ml 离心管,同学们可以 用离心管作为模具,制备锥形有机玻璃样品,并且在其中添加花朵、石子、纸片等物品,增加 作品的创意。
1.5 100
度冷却
1.5 100
2~3 100
附优秀实验报告一份:
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
班级:04 材料(二) 姓名:洪春双(04144020) 雷修圣(04144019)
实验日期:2006‐10‐10 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和聚合度,散热 好,易操作。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
一.目的要求 了解本体聚合的原理,熟悉有机玻璃的制备方法 二. 实验原理
本体聚合(bulk polymerization)指单体在光、热或引发剂等作用下的聚合工艺方法,这 种方法组成最少,只有单体或单体加引发剂。因此聚合物的纯度高。但聚合规模大时,工艺上 很难控制,原因是:第一,烯烃聚合是放热反应;第二,自由基聚合的链锁反应特征,使得一 旦聚合开始,就有很多烯烃分子迅速反应,放出很多热量,同时立即有聚合物形成,体系粘度 随之急剧增加,使大量反应热难以传递出去,导致温度失控,体系中局部地区产生过热现象, 结果聚合物性质变劣,最严重的情况是发生“爆聚”,使聚合过程彻底失败。因此控制聚合热 和及时的散热是本体聚合中一个重要的,必须解决的工艺问题。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

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。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

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) 了解本体聚合的原理,(2) 熟悉有机玻璃的制备方法。

二、实验仪器及药品仪器:仪器:塑料试管具塞锥形瓶恒温水浴锅电子天平量筒药品:过氧化苯甲酰,BPO,甲基丙烯酸甲酯,MMA, CH=C,CH,COOCH233三、实验流程图四、实验原理本体聚合,bulk polymerization,指单体在光、热或引发剂等作用下的聚合方法~只有单体或单体加引发剂~因此聚合物纯度高。

但自由基聚合的链锁反应特征~使得一旦聚合开始~放出很多热量~同时立即有聚合物形成~体系粘度随之急剧增加~使大量反应热难以传递出去~导致温度失控~体系中局部地区产生过热现象~结果聚合物性质变劣~最严重的情况是发生“爆聚”~使聚合过程彻底失败。

因此控制聚合热和及时的散热非常重要。

甲基丙烯酸甲酯,MMA,的聚合热为56.5kJ/mol~它的聚合热是比较适中。

MMA在BPO作引发剂下发生如下自由基聚合: 1.引发剂分解2.链引发3.链增长4.链终止a、偶合终止b、歧化终止本体聚合进行到一定程度~体系粘度增大~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。

四、实验步骤、现象及分析实验步骤实验现象分析与讨论称取0.05g引发剂BPO白色粉末逐BPO和MMA互溶。

盖塞BPO放入100mL干燥渐溶解于无色透是防止挥发和融入阻洁净的小锥形瓶明的MMA中。

最聚剂氧气。

注:锥形瓶预中~再加入15.0ml 终成无色透明液不能有污染~否则会单体MMA~盖上塞体。

阻聚。

子。

在水浴锅中在水浴温度在温度不宜过高~防止60-70?下加热锥61?.液体开始发生自动加速~爆聚聚形瓶~适当摇动~粘度没有变化~现象。

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1. 了解自由基聚合的基本原理和体系中各组分的作用。

2. 掌握甲基丙烯酸甲酯本体聚合的实施方法。

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。

为克服以上缺点,常采用分阶段聚合法,即工业上常称的预聚合和后聚合。

除产物纯度高外,本体聚合的另一大优点是可进行浇铸聚合,即将预聚合产物浇入模具中进行后聚合,反应完成后即可获得产品。

三、仪器与试剂仪器:恒温水浴,试管夹,试管,锥形瓶(50 mL)试剂:甲基丙烯酸甲酯(MMA)20 mL,过氧化二苯甲酰(BPO)0.019 g四、实验步骤1. 预聚合在50mL锥形瓶中加入20 mL MMA及单体质量0.1%的BPO,瓶口用胶塞塞上,用试管夹夹住瓶颈在85~90℃的水浴中不断摇动,进行预聚合约0.5 h,注意观察体系的粘度变化,当体系粘度变大,但仍能顺利流动时,结束预聚合。

2. 浇铸灌模将以上制备的预聚液小心地分别灌入预先干燥的两支试管中,浇灌时注意防止锥形瓶外的水珠滴入。

3. 后聚合将灌好预聚液的试管口塞上棉花团,放入45~50℃的水浴中反应约20 h,注意控制温度不能太高,否则易使产物内部产生气泡。

然后再升温至100~105℃反应2~3 h,使单体转化完全,完成聚合。

4. 取出所得有机玻璃棒,观察其透明性,是否有气泡。

甲基丙烯酸甲酯本体聚合

甲基丙烯酸甲酯本体聚合

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1 了解本体聚合的特点,掌握本体聚合的实施方法2 熟悉有机玻璃的制备方法及工艺二、实验原理本体聚合是烯类单体在没有介质的情况下,单体本身在引发剂或催化剂等作用下进行的聚合,而自由基聚合可以通过本体聚合实现。

本体聚合的特点是产物纯净,尤其可以得到透明制品,所需设备简单。

甲基丙烯酸甲酯(MMA )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,其最突出的性能具有高度的透明性,其比重小,故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,是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。

聚甲基丙烯酸甲酯表面光滑,在一定的弯曲限度内,光线可在其内部传导而不逸出,故外科手术中利用它把光线输送到口腔喉部作照明。

聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良,是很好的绝缘材料。

甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行如下聚合反应:由于甲基丙烯酸甲酯单体比重只有0.94g/cm3,而聚合物比重为1.17 g/cm3,故有较大的体积收缩。

三、仪器和试剂主要仪器设备:试管四颈瓶冷凝管恒温水浴搅拌器甲基丙烯酸甲酯(MMA ),过氧化二苯甲酰(BPO)四、实验步骤1 预聚合装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml 的四口烧瓶中加入50ml 甲基丙烯酸甲酯MMA , 1g (占单体量0.2%)的过氧化苯甲酰BPO,开动搅拌并升温至75〜80C,反应20-30 分钟,注意引发剂是否全部分解完全,观察现象,看有无气泡产生。

体系稍有粘稠状时,换冷水浴冷却到40C左右停止搅拌。

将反应物倒入预先洗净烘干的小试管中。

2.聚合反应将试管放入水浴升温至60C,保温1-2h,待试管中基本无气泡产生,且聚合物基本变硬时,升温至100C,保温1h,待其自然冷却到40C以下,除去玻璃管,得到光滑无色透明的有机玻璃棒或有条件也可以这样做密圭寸试管口,移入40〜50°C烘箱中放置2〜3天。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验十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本体聚合的原理和特点;2.掌握本体聚合的操作方法;3.掌握甲基丙烯酸甲酯的制备。

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,体系黏度大,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。

为克服以卜缺点,常采用分阶段聚合法,即工业上常称的预聚合和后聚合。

三、主要仪器与试剂(1)仪器锥形瓶(50mL,1个),恒温水浴(1套),试管夹(1个),试管(2支)。

(2)试剂甲基丙烯酸甲酯(MMA,20mL),过氧化二苯甲酰(BPO,0.035g)。

四、流程图、实验步骤及现象(1)流程图取出有机玻璃棒观察(2)实验步骤与现象(3)注意事项1.胶塞必须用聚四氟乙烯膜或铝箔包,裹,以防止在聚合反应过程中MMA蒸气将胶塞中的添加物(如防老剂等)溶出,影响聚合反应;塞子只需轻轻盖上,不要塞紧,以防因温度升高时,塞子爆冲。

2.浇灌时,可预先在试管中放人干花等装饰物,这样在聚合完后可把产品做成小饰物,但加入的装饰物一定要干燥以防产生气泡。

五、讨论甲基丙烯酸甲酯的本体聚合要先进行预聚合制成具有一定黏度的预聚物的原因:1.在聚合过程中会产生大量的热,先生成一个预聚合,从而有助于聚合过程中的散热,防止暴聚现象。

2.甲基丙烯酸甲酯的密度小于聚合物的密度,在聚合过程中出现较为明显的体积收缩,预聚合避免或减小体积收缩。

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

高分子化学与物理实验报告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℃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。

实验1 甲基丙烯酸甲酯本体聚合

实验1 甲基丙烯酸甲酯本体聚合

实验1 甲基丙烯酸甲酯本体聚合学时: 4一、实验目的1.通过实验了解本体聚合的基本原理和特点, 并着重了解聚合温度对产品质量的影响。

2.掌握有机玻璃制造的操作技术。

二、实验原理本体聚合又称为块状聚合, 它是在没有任何介质的情况下, 单体本身在微量引发剂的引发下聚合, 或者直接在热、光、辐射线的照射下引发聚合。

本体聚合的优点是: 生产过程比较简单, 聚合物不需要后处理, 可直接聚合成各种规格的板、棒、管制品, 所需的辅助材料少, 产品比较纯净。

但是, 由于聚合反应是一个链锁反应, 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;又因为体系粘度较大, 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。

因此, 本体聚合中严格控制不同阶段的反应温度, 及时排出聚合热, 乃是聚合成功的关键问题。

当本体聚合至一定阶段后, 体系粘度大大增加, 这时大分子活性链移动困难, 但单体分子的扩散并不受多大的影响, 因此, 链引发、链增长仍然照样进行, 而链终止反应则因为粘度大而受到很大的抑制。

这样, 在聚合体系中活性链总浓度就不断增加, 结果必然使聚合反应速度加快。

又因为链终止速度减慢, 活性链寿命延长, 所以产物的相对分子质量也随之增加。

这种反应速度加快, 产物相对分子质量增加的现象称为自动加速现象(或称凝胶效应)。

反应后期, 单体浓度降低, 体系粘度进一步增加, 单体和大分子活性链的移动都很困难, 因而反应速度减慢, 产物的相对分子质量也降低。

由于这种原因, 聚合产物的相对分子质量不均一性(相对分子质量分布宽)就更为突出, 这是本体聚合本身的特点所造成的。

对于不同的单体来讲, 由于其聚合热不同、大分子活性链在聚合体系中的状态(伸展或卷曲)的不同;凝胶效应出现的早晚不同、其程度也不同。

并不是所有单体都能选用本体聚合的实施方法, 对于聚合热值过大的单体, 由于热量排出更为困难, 就不易采用本体聚合, 一般选用聚合热适中的单体, 以便于生产操作的控制。

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验一 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1、用本体聚合的方法制备有机玻璃(PMMA ),了解聚合原理和特点,特别是了解温度对产品性能的影响。

2、掌握有机玻璃制备技术,要求制备品无气泡、无损缺、透明光洁。

二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )俗称有机玻璃,因它具有优良的光学性能,比重小,在低温下仍能保持其独特的物理性能而广泛的应用于建材、民用制品,尤其是航空工业上。

因此它是较重要的合成材料之一。

甲基丙烯酸甲酯单体既可进行自由基聚合,又可进行阴离子聚合。

本实验是过氧化二苯甲酰为引发剂进行自由基聚合。

应用MMA 本体聚合的引发剂主要是偶氮类与过氧化物类油溶性引发剂。

以过氧化二苯甲酰(BPO )引发聚合反应为例:1、引发剂分解2、引发3、增长4、终止a 、偶合终止b 、歧化终止(甲基丙烯酸甲酯在60℃以上时聚合以歧化终止为主)由以上反应历程可知,所用过氧化物在加热时产生自由基,它们参与组成聚合物。

由此,称所用过氧化物为“引发剂”而不是催化剂。

聚合反应是一个连锁反应,反应速度较快,随着聚合产物增加出现自动加速现象,并且甲基丙烯酸甲酯并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,因为引发是通过小分子的单分子分解发生的,而生长只需要单体移动到生长链的末端,所有这两个过程的速率在聚合初期不特别依赖于相应反应物在介质中扩散的能力。

另一方面,双分子终止需要在粘度增加到一定程度后,终止速率将为扩散速率所控制,而引发和生长速率仍不受影响。

这种在速率上的不连续性突然破坏了连锁反应的稳定状态;终止的链数将少于开始生长的链数,导致聚合速率与放热速率随反应进行反而增加。

这种由于聚合物浓度增加、粘度增加而产生的效应称之为特罗姆斯多沃-诺里什(Trommsdorff-Norrish)即自动加速效应。

由于粘度增加,散热困难,有时会产生激烈的爆炸。

本体聚合又称块状聚合,它是在没有任何介质存在下,单体本身在微量引发剂下聚合或者直接用热与光、辐射线照射引发聚合。

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甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应的研究王宏叶(20100323)应化1003班(西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳621000)摘要本体聚合是制备有机玻璃等聚甲基丙烯酸甲酷(P M M A )制品的主要方法。

本文主要介绍了现有对聚甲基苯烯酸甲酯本体聚合的一些研究方向,包括超声辐照下甲基苯烯酸甲酯的本体聚合、等离子体引发聚合甲基苯烯酸甲酯以及激光诱导甲基苯烯酸甲酯本体聚合,并对甲基苯烯酸甲酯本体聚合中存在的问题进行简要说明。

关键词甲基苯烯酸甲酯本体聚合自由基链式聚合自动加速Research of Methyl Methacrylate (MMA) bulk polymerizationreactionHongye WANG (20100323)(School of material science and engineering, the southwest science and technologyuniversity, mianyang, Sichuan; 621000)Abstract Bulk polymerization is the preparation of poly (methyl methacrylate products such as organic glass of the main methods.This article mainly introduced the existing of bulk polymerization of methyl methyl benzene acid some research direction, including under ultrasound irradiation bulk polymerization of methyl benzene acid methyl ester, plasma polymerization of methyl benzene acid methyl ester and laser induced bulk polymerization of methyl methyl benzene acid.And the methyl benzene acid methyl ester briefly explain t he problems existing in the bulk polymerizationKey words methyl benzene acid methyl ester; bulk polymerization; Free radical chain polymerization; Automatic acceleration1 引言PMMA俗称有机玻璃,是一种开发较早的重要热塑性塑料,具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性,易染色,易加工,外观优美,在建筑业中有着广泛的应用。

有机玻璃通常采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)本体聚合方法制备。

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【1】。

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’聚合物本体聚合是不加溶剂或其他介质,只有单体本身在引发剂、热、光、辐射的作用下进行的聚合【2】。

本体聚合的特点是产物纯净,可不进行纯化后处理,适于生产浅色透明的板材和型材,但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,即聚合速度随单体转化率增大而急剧增加的现象,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。

【3】同时本体聚合体系粘度大,散热非常困难,散热不良轻则造成局部过热,使聚合物分子量分布变宽,降低产品的机械强度,重则引发爆聚导致产品报废。

本文将对目前甲基丙烯酸甲酯本体聚合的方法和主要工艺进行综述。

2 甲基丙烯酸甲酯本体聚合主要工艺2.1 等离子体引发聚合甲基丙烯酸甲酯等离子态聚合与等离子体引发聚合是两种主要的等离子体聚合方式。

在常规情况下难以进行的反应, 在适当条件下均能以等离子体方式聚合,所得产物多不含重复的结构单元, 反应条件和反应过程与传统的聚合反应相差甚远。

等离子体引发聚合的基本原理与传统的分子聚合相似, 所需单体通常应含有不饱和结构( 也可不含不饱和结构) , 该反应对单体具有选择性【4】。

等离子体印发聚合反应一般都需要在高真空下进行,并且需要在垵瓶中进行,其反应时间很长,反应结束之后还需将反应器打破才能取出产物。

尽管这样不需加热便可以制得超高分子量的聚合物,但实际意义却不是很大。

苏中兴等人【5】采用等离子体诱导引发本体聚合,在常温下获得了高有序结构的线性非交联聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA), 这种聚合物同时具有超高相对分子质量和立构规整性结构。

该聚合物相对于常规聚合物的这种性质差异, 意味着等离子体引发聚合反应过程不能简单地用传统的聚合机理来解释。

用常规聚合方法获得的PM MA, 曾经是人们从有规立构观点出发做过仔细研究的聚合物之一, 但对由等离子体引发聚合制备的PM MA的立构规整性研究尚未见报道。

2.2 激光诱导甲基丙烯酸甲醋本体聚合由于激光方法可以避免聚合物中引进杂质, 从而提高材料性能, 因此自一七十年代起,各国科学家陆续进行着激光诱导聚合反应的探索【6-7】。

由甲基丙烯酸甲酯(航空级)的红外吸收光谱图可知,单体分子的碳碳双键旁的碳金桂林等人的实验表明,室温下的甲基丙烯酸甲酯的也想单体能够在TEA CO2激光场中进行多光子吸收,达到高振动激发态而引起碳碳双键中PAI键断裂,从而产生一定数量的自由基而导致链引发,进行聚合反应。

但是由于液相中分子振动弛豫速率高,分子吸收光子而震动激活的速率较低,因此产生的自由基数量较少。

在聚合反应的同时,有Norrish l 型、Norrish l型记忆侧甲基断裂等光降解反应发生。

今后考虑使用更短脉冲的激光器作为及法院,从而提高激活速率,加速聚合反应,抑制副反应。

2.3 超声辐照下甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应微乳液聚合。

李玲【12】等人通过对超声辐射下甲基丙烯酸甲酯本体聚合过程中有无超声波辐照引发剂用量对MMA单体聚合的影响,超声频率及聚合温度对转化率的影响,得出以下结论:3 有机玻璃的应用(1)PMMA在建筑业中的应用在建筑方面,PMMA主要应用于建筑采光体、透明屋顶、棚顶、电话亭、楼梯和房间墙壁护板等方面;卫生洁具方面有浴缸、洗脸盆、化妆台等产品。

近年来,在高速公路及高等级道路照明灯罩及汽车灯具方面的应用发展也相当快。

其中,建筑采光体、浴缸、街头广告灯箱和电话亭等方面的市场增长较快,今后的发展空间较大,市场前景十分广阔。

近年来,随着各大城市饭店、宾馆及高级住宅的兴建,我国建筑采光体发展迅速,用有机玻璃挤出板制成的采光体,具有整体结构强度高、自重轻、透光率高、安全性能高等特殊优点,与无机玻璃采光照置相比较,具有很大的优越性【13】。

(2)在卫生洁具方面,由于有机玻璃浴缸具有外观豪华,有深度感,容易清洗,强度高,质量轻及使用舒适等特点,近年来得到了广泛的使用。

随着我国建筑法规的日益完善,PMMA必将在更多的应用领域表现出较强的竞争力。

另外,特种有机玻璃,如光学有机玻璃、防射线有机玻璃及光盘级有机玻璃等在我国建筑业应用中尚属空白,有较大的发展余地。

4 总结【1】王槐三,王亚宁,寇晓康。

高分子化学教程,第三版,北京:科学出版社,2011 【2】潘祖仁。

高分子化学,第五版。

北京:化学工业出版社,2011【3】杨建国。

有关“自动加速效应”问题的总结与讨论。

高分子通报,2012.7 【4】吴靖嘉,高红莉,苏中兴。

等离子体聚合及其研究现状和应用前景。

合成橡胶工业,1993,16(4):243【5】苏中兴,景欢旺,曹玉虎,吴靖嘉。

等离子体引发聚合甲基丙烯酸甲酯。

合成橡胶工业,1997-09-15,20(5):281~284【6】B u b a e k,Michael et al: M a k r c m o l. Chem Rapid Co m m u n. 7, 2 6 1 ( 19 8 6 )【7】金桂林,金晓英,金乾元,潘孝仁,吴国迎。

激光诱导甲基丙烯酸甲酯本体聚合的研究。

应用激光。

2010,3.【8】廖勇勤, 王棋, 王良文. 超声辐照引发MM A 微乳液聚合[ J] . 高等学校化学学报, 2001, 22( 7) : 1237-1241.【9】欧润清, 李惠林, 徐僖. 超声波辐照作用下部分水解聚丙烯酰胺与甲基丙烯酸酯共聚反应的研究[ J] . 高分子材料科学与工程, 1995, 11( 4) : 37.【10】何光波, 陈克强, 徐僖. 超声波辐照作用下PVC 的降解与丙烯酸丁酯共聚反应的研究[J] . 高分子材料科学与工程,1995, 11( 2) : 56-61.【11】冯若, 李化茂. 声化学及其应用[M] . 安徽科学技术出版社, 1992: 67. 【12】李玲,孟涛,董凤云,朵英贤。

超声辐照下甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应的研究。

中北大学学报(自然科学版):2007,28(5)【13】朱立刚,稀土离子掺杂发光玻璃的制备与性能研究。

中南大学,2012.。

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