聚甲基丙烯酸甲酯

聚甲基丙烯酸甲酯
灌浆 将预聚浆液通过漏斗灌入模具中。根据 生产的板材厚度不同一般采取不同的 灌浆方法。 厚度小于4mm的板材，先灌浆，之后竖直置 于进片架直接进入水箱，依靠水 的压力将空气排出，使浆液布满模具，立即 封合。
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厚度5～6mm的板材，在竖直灌浆后将空气排 出，使浆液布满模板，立即封合。 厚度8～20mm的板材，为防止料液过重使模 板挠曲破裂，而把模具放在可以倾斜的卧 车上，灌浆后立即垂直排气封口。如图所 示。
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100 80 60 40 20 0 2 1 100 200 300 400 500 600 反应时间（小时） 0 20 1 20 40 60 反应时间（日） 80
•
4
3
80 3 60 2 40
18 16 14 1 12 2 10 3 8 4 6 4 65 70 75 80 85 90 95 100 聚合温度（℃ ） PMMA的相对分子质量与 反应温度、引发剂浓度的关系 1－无引发剂；2－0.1%BPO 3－0.5%BPO；4－1.0%BPO
聚甲基丙烯酸甲酯
☆加工性能 聚甲基丙烯酸甲酯熔体属于非牛顿流体，粘度变化主要受 螺杆转速的影响。 其熔体的粘度比PE、PS等高，对温度的敏感性也比其他非 牛顿流体类塑料高。 聚甲基丙烯酸甲酯对加工温度比较敏感，成型温度在180～ 230℃，加工温度 范围比较窄，超过260℃以上即分解。因此加工时要严格控 制温度，以防止过 热。 聚甲基丙烯酸甲酯在加工前需要进行干燥处理，使其含水 量在0.02%以下。
聚甲基丙烯酸甲酯
聚甲基丙烯酸甲酯（ 聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate） ） 俗称“有机玻璃”，简称 PMMA。是具有较高软化点，较好冲击强度 和耐气候性的，清澈、无色透明的热 塑性塑料。
一、主要原料
甲基丙烯酸甲酯的结构式
CH2＝C－COOCH3 CH3
聚甲基丙烯酸甲酯
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☆热学性能 聚甲基丙烯酸甲酯的氧指数为17.3，属于易燃 塑料，燃烧有花果臭味；耐热 温度不高，长期使用温度仅为80℃。 ☆电学性能 由于分子中极性较大，其电性能不如聚乙烯好， 其介电常数较大；主要用作 高频率绝缘材料。
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☆环境性能 聚甲基丙烯酸甲酯的耐候性好，长期在户外使用， 性能下降很小。 聚甲基丙烯酸甲酯中酯基的存在使其耐溶剂一般， 只耐碱、稀酸及水溶性无 机盐、长链烷烃、油脂、醇类及汽油等；不耐芳烃、 氯代烃，具体有四氯化碳、 苯、二甲苯、二的目的 目的：缩短聚合反应的诱导期，利 目的 用“凝胶效应”的提前 “凝胶效应”的提前出现，在灌 模前移出较多的聚合热，保证产品的质量； 减少聚合时的体积收缩，通过预聚合 可以使收缩率小于12% 12%（正常由MMA至PMMA体 12% 积收缩率为20%～22% 20%～ 20% 22%）；浆液粘度大，可 以减少灌模的渗漏损失。
氧对MMA聚合的影响 （反应温度：65℃ ，无光线） 1－ 氧气10.13kPa；2－氧气1.013kPa 3－氧气0.1013kPa ；4－无氧
不同浓度MMA的聚合速率 （溶剂：苯；反应温度：65℃ ） 1－ 5%MMA；2－10%MMA 3－20%MMA
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★ PMMA生产工艺 生产工艺 本体浇注法生产板、 ☆本体浇注法生产板、棒、管状有机玻 璃 △有机玻璃板材的生产
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★聚甲基丙烯酸甲酯的性能 ☆光学性能 聚甲基丙烯酸甲酯为高度透明的无定型热塑性 塑料，具有十分优异的光学性 能，透光率可达90%～92%，折射率为1.49，并可 透过大部分紫外线和红外线。
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☆力学性能 聚甲基丙烯酸甲酯是一种质轻而坚韧的材料， 在常温下具有优良的拉伸强度、 弯曲强度和压缩强度；但冲击强度一般，且对缺口 敏感较大；表面硬度一般，易 于划伤，耐磨性较低，抗银纹能力较差。
甲基丙烯酸甲酯的理化性质 在常温常压下是带有特殊气味的无色、 透明液体，易溶于有机溶剂中。基本 2.12-12.5 物理常数如下表所示。
相对分子质量 熔点，℃ 沸点，℃ 相对密度 100 －48.8 100.6 0.936 闪点（闭口），℃ 折光指数 聚合热，kJ/mol 爆炸极限（体积），% 10 1.4118 56.5 2.12-12.5
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空气浴法是将灌浆后的模具按与水平线成15o～20o的斜度
置于聚合车上，然 后将聚合车推至烘房内进行聚合。首先在85～100℃的烘房 中聚合到一定粘度， 将溶解于浆液中的空气全部排出并降温至35～45℃，将模具 放平，再送另一烘房， 在40～60℃低温聚合，再在90～100℃进行高温聚合，最后 降温到60～70℃送去脱模。
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三、聚甲基丙烯酸甲酯的结构、性能与用途 聚甲基丙烯酸甲酯的结构、
★聚甲基丙烯酸甲酯的结构 聚甲基丙烯酸甲酯是含70%～75%间同立构的 线型热塑性高聚物。因为它不 具有完全的规整结构，而且有庞大的侧基，因此是 无定形的。如果采用配位聚合 也可以得到全同产构或间同立构聚甲基丙烯酸甲酯。
单体 配料 制浆 制模 灌浆 排气 封合 聚合 模板清洗 脱模 新模板 裁切包装 入库
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制膜
将一定规格的光洁平整、无光学畸变、去毛边的 硅玻璃板，依次用5%的氢 硅玻璃板 氧化钠溶液、稀盐酸洗涤 洗涤，再用蒸馏水洗涤干净并 洗涤 烘干。根据厚度要求 厚度要求，将符合 烘干 厚度要求 标准的橡胶条 橡胶条用聚乙烯醇胶水浸后，再用玻璃纸 玻璃纸包 橡胶条 玻璃纸 扎成适用的垫条。然后将垫条 灌浆口），用聚乙 夹在二块玻璃板的四周（注意留灌浆口 灌浆口 烯醇或其他粘性物质严格涂封， 再用垫有橡皮的不锈钢夹子夹牢 夹牢。 夹牢
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分子结构中含有不饱和双键，结构不对称， 容易发生聚合反应。酯基可以水解、醇解、 胺解等反应。 • 原料来源 丙酮氰醇法
合成法 生产MMA的路线 的路线 生产 异丁烯氧化法 废有机玻璃解聚法
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二、PMMA的生产工艺 的生产工艺
★聚合原理与实施方法 甲基丙烯酸甲酯的聚合反应主要按自由基聚合机理进行。其引发方式可以是 光、热、或引发剂。可以按本体、悬浮、溶液、乳液聚合等方法实施工业生产。 甲基丙烯酸甲酯主要采用本体聚合生产有机玻璃 采用本体聚合生产有机玻璃；采用悬浮聚合生产模塑粉； 采用本体聚合生产有机玻璃 采用乳液聚合生产皮革或织物处理剂。溶液聚合生产油漆，但应用较少。 在利用本体聚合生产有机玻璃时，主关键的问题是如何控制克服甲基丙烯酸 甲酯聚合过程中的“凝胶效应”和聚合过程体积收缩问题。 ★影响聚合的因素 聚合时，体系的氧气浓度、单体的浓度、聚合温度、溶剂种类、引发剂用量 等对产物的性能都有影响，如下图所示。
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△有机玻璃管材的生产 用铝管 铝管作模具，先将一端封闭，根据要求 铝管 厚度灌入预制浆液，用N2赶出空气，将铝 管另一端封闭。沿水平轴向方向将模具以 每分钟200～300转的速度旋转 旋转，管外喷啉 旋转 啉 热水，浆液即均匀分布于管壁并进一步聚 热水 合生成壁厚一致的有机玻璃管。
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• 空气浴法的优点是：制模和密封没有水浴法严格；由于聚 合温度较高（100℃下），能缩短聚合时间，并有利于提 高板材的耐热性和硬度；可以生产大型板材。 • 不足之处是由于空气的导热性差，对模具没有压力,故增 加了操作技术上的难度。
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脱模 聚合后的模子，用模具刀插入缝中微加 压力即可脱模，若有困难可用温水加热有 助于脱模。脱模后的片状物经修边、裁剪、 检验、分级后即可包装入库。
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制浆
又称预聚合 预聚合。是按配方将纯度为98.5%以上的单体和引发 预聚合 剂、增塑剂、脱模 剂等加入预聚釜 预聚釜内，启动搅拌 搅拌器，向夹套内通入蒸汽升温至 预聚釜 搅拌 升温至 75～85℃，保持5～ ～ ℃ ～ 10min，停止加热。釜内物料因聚合放热会自动升温至 ～ 升温至90～ 升温至 92℃，维持 维持15min后， ℃ 维持 向夹套通冷却水降温至 ℃左右，经过15min后，将物料放 降温至84℃ 降温至 入用夹套冷冻盐水冷 却的釜中，快速搅拌冷却至 ～20℃，所得浆液供灌浆使用。 冷却至18～ ℃ 冷却至
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干 燥 条 件 ： 先 在 100 ～ 110℃ 干 燥 4h ， 再 于 70 ～ 80℃干燥2h，料层厚度应 小于30mm。 聚甲基丙烯酸甲酯的熔体粘度较大，成型中易 产生内应力。为得到尺寸精 度高的制品，必须在85℃下进行缓慢退火处理。
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★聚甲基丙烯酸甲酯的用途 照明及采光 常用于灯罩，汽车、轮船、飞机上的窗玻 璃及挡风玻璃，仪 表窗、展示窗、广告窗、天花板、照明板等。 光学仪器 各种光学镜片如眼镜、放大镜及透镜等，信 息传播材料如光盘 及光纤等。 医学材料 用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。 日用品 各种产品模型、标本及工艺美术品等，各种钮 扣、发夹、儿童玩 具、笔杆及绘图仪器等。
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料液 浆液 120～150mm 底架 支架 浆液
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聚合（水俗法、空气俗法） 聚合（水俗法、空气俗法） 水浴法是将灌好浆料的模具放入恒温水箱中静置1～2h后 水浴法 通入蒸汽升温。聚合温度与聚合时间依据板材的厚度而定， 如厚度小于20mm的板材，其操作条件 35 50 30 38h 65 100 3 5h 为：35～50℃聚合30～38h；65～100℃聚合3～5h，然后降 温45～65℃送去脱模。 45 65 水浴法的优点是：反应容易控制，聚合产物的相对分子质量 差异较小，有利于提高产品的抗磨性和抗溶剂性；利用水 中压力比空气大，容易保证所得板材的厚度均匀。 不足之处是劳动强度大；模具的密封严格；板材规格受水箱 限制，难于生产特大型板材。