实验三有机玻璃的制备

1、实验三、甲基丙烯酸甲酯本体聚合一、实验目的通过实验了解本体聚合的基本原理和特点。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，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CH3CHjGHjCH3C+CH2C-*-GHjyH+H3C-C-CH2COQCHjCOOCH3COOCHjcooch3其中，甲基丙烯酸甲酯在60C以上时聚合，以歧化终止为

2、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在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

3、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。10080a60e40200020406080100120140160t(min)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、实验仪器和试剂试管，圆底烧瓶，回流冷凝管、自备磨具甲基丙烯酸甲酯，过氧化二苯甲酰四、实验步骤大致流程图：步骤:（1）：预聚1、洗

4、净并干燥玻璃仪器，同时加热水浴锅到8090C。称取0.05g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。步骤（2）：灌模取一干燥洁净的试管（加入少许叶片、花瓣和纸片），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。步骤（3）：聚合将试管封口，放在4050C的烘箱中聚合24小时，直至硬化。最后在100C情况下处理0.5至1小时，使反应趋于完全。步骤（4）：脱模敲碎试管，得聚合物有机玻璃。五、实验产物拍照六、思考题本体聚合与其他各种聚合方法比较，有什么特点？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？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？凝胶效应进行完毕后，提高反应温度的目的何在？七、参考文献潘祖仁编.高分子化学.北京:化学工