3.2 甲基丙烯酸甲酯本體鑄板聚合制備平板有機(jī)玻璃的合成工藝

《3.2 甲基丙烯酸甲酯本體鑄板聚合制備平板有機(jī)玻璃的合成工藝》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、3.2甲基丙烯酸甲酯本體鑄板聚合制備平板有機(jī)玻璃的合成工藝3.2.1概述1、聚合原理甲基丙烯酸甲酯本體鑄板聚合就是將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚漿液在模具中聚合至一定轉(zhuǎn)化率成為一定形狀的聚甲基丙烯酸甲酯的工藝過程。工業(yè)上采用此工藝方法生產(chǎn)平板有機(jī)玻璃。甲基丙烯酸甲酯本體鑄板聚合工藝的關(guān)鍵之一就是聚合熱的擴(kuò)散及合理利用。當(dāng)本體聚合進(jìn)行到一定階段后，體系黏度大大增加。這時大分子活性鏈移動困難，但單體分子的擴(kuò)散并不受多大的影響。因此，鏈引發(fā)，鏈增長仍然照樣進(jìn)行，而鏈終止反應(yīng)因黏度大而受到很大抑制。這樣在聚合體系內(nèi)，活性鏈總濃度就不斷增加。結(jié)果必然使聚合

2、反應(yīng)速度加快，又因鏈終止速度減慢，活性鏈壽命延長，所以產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量增加，出現(xiàn)自動加速現(xiàn)象（或稱凝膠化效應(yīng)）。反應(yīng)后期，單體濃度降低，體系黏度進(jìn)一步增加，單體和大分子活性鏈的移動都很困難，此時反應(yīng)速度減慢，產(chǎn)物相對分子質(zhì)量變低，由于這種原因，聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量分布不均一性就更為突出，這是由于本體聚合本身的特點(diǎn)造成的。對于不同的單體來講，由于其聚合熱的不同和大分子活性在聚合體系中的狀態(tài)（伸展或卷曲）的不同，凝膠化反應(yīng)的程度也不同，并不是所有的單體都能選用本體聚合實施方法，對于聚合熱值過大的單體由于熱量不易排除，就不宜使用此法，一般

3、選用聚合熱較適中的，以便于生產(chǎn)操作控制，甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的熱值分別為54.4J/mol和69.9J/mol，它們的聚合熱適中。工業(yè)上已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)。甲基丙烯酸甲酯本體鑄板聚合工藝的關(guān)鍵之一就是聚合物體積收縮。由于甲基丙烯酸甲酯的密度（0.94g/cm3）小于有機(jī)玻璃的密度（1.18g/cm3）,在聚合過程出現(xiàn)明顯的體積收縮，為了避免體積收縮和散熱，工業(yè)上往往采用二步法制備有機(jī)玻璃。在過氧化苯甲酰引發(fā)下，甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行平穩(wěn)的初期反應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到20%時，聚合體系黏度增加，聚合速率顯著增加，此時停止第一階段反應(yīng)。將聚合漿液轉(zhuǎn)移到

4、模具中，低溫反應(yīng)較長時間。當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以后，聚合物基本成型，可以升溫使單體完全聚合。2、性能及用途聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)，俗稱有機(jī)玻璃。有機(jī)玻璃源自商品名“Oroglas”，意為“OrganicGlass”（即有機(jī)玻璃），又稱壓克力。聚甲基丙烯酸甲酯的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)為無定形，分子量約為200萬，具有高度的透明性，可透過92％以上的太陽光，紫外線達(dá)73.5%。有機(jī)玻璃的密度為1.18kg/dm3，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的43％；有機(jī)玻璃的強(qiáng)度比較高，抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高7～18倍

5、。有一種經(jīng)過加熱和拉伸處理過的有機(jī)玻璃，其中的分子鏈段排列得非常有次序，使材料的韌性有顯著提高。用釘子釘進(jìn)這種有機(jī)玻璃，即使釘子穿透了，有機(jī)玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機(jī)玻璃被子彈擊穿后同樣不會破成碎片。有機(jī)玻璃具有很好的加工性能。它不但能用車床進(jìn)行切削，鉆床進(jìn)行鉆孔，而且能用丙酮、氯仿等粘結(jié)成各種形狀的器具，也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工成大到飛機(jī)座艙蓋，小到假牙和牙托等形形色色的制品。有機(jī)玻璃還具有一定的耐熱耐寒性，耐腐蝕性，良好的絕緣性能，較好的尺寸穩(wěn)定性，但溶于有機(jī)溶劑，但其表面硬度不夠，容易擦毛。有機(jī)玻璃可作要求有一

6、定強(qiáng)度的透明結(jié)構(gòu)件，如油杯、車燈、儀表零件，光學(xué)鏡片，廣告燈箱等。經(jīng)拉伸處理的有機(jī)玻璃可用作防彈玻璃，也用作軍用飛機(jī)上的座艙蓋。有機(jī)玻璃用于制造裝飾品，如用珠光有機(jī)玻璃制成的鈕扣，各種玩具、燈具。有機(jī)玻璃在醫(yī)學(xué)上還有一個絕妙的用處，那就是制造人工角膜。所謂人工角膜，就是用一種透明的物質(zhì)做成一個直徑只有幾毫米的鏡柱，然后在人眼的角膜上鉆一個小孔，把鏡柱固定在角膜上，光線通過鏡柱進(jìn)入眼內(nèi)，人眼就能重見光明。在第二次世界大戰(zhàn)中，有些飛機(jī)失事時，飛機(jī)上用有機(jī)玻璃做的座艙蓋被炸，飛行員的眼睛里嵌入了有機(jī)玻璃碎片。經(jīng)過了許多年以后，雖然這些碎片并未

7、被取出，但也未進(jìn)一步引起人眼發(fā)生炎癥或其他不良反應(yīng)。這件偶然發(fā)生的事說明有機(jī)玻璃和人體組織有良好的相容性。同時也啟發(fā)了眼科醫(yī)生，可以用有機(jī)玻璃制造人工角膜，它的透光性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對人體無毒，容易加工成所需形狀，能與人眼長期相容?，F(xiàn)在，用有機(jī)玻璃做的人工角膜已經(jīng)普遍用于臨床。有機(jī)玻璃用作防大理石，它與傳統(tǒng)的陶瓷材料相比，除了無與倫比的高光亮度外，還有下列優(yōu)點(diǎn)：韌性好，不易破損；修復(fù)性強(qiáng)，只要用軟泡沫蘸點(diǎn)牙膏就可以將潔具擦拭一新；質(zhì)地柔和，冬季沒有冰涼刺骨之感；色彩鮮艷，可滿足不同品位的個性追求。用有機(jī)玻璃制作臺盆、浴缸、坐便器，不僅

8、款式精美，經(jīng)久耐用，而且具有環(huán)保作用，其輻射線與人體自身骨骼的輻射程度相差無幾。3.2.2聚合體系各組分及其作用1、偶氮二異丁腈偶氮二異丁腈，CASNo.：78-67-1，azodiisobutyronit