第四和第五章PMMA、PUR

第四章聚甲基丙烯酸甲酯塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称有机玻璃，具有质硬、不易碎裂、高度透明、耐侯性好、易于染色和成型等特点，成为应用广泛的透明塑料材料。第一节聚甲基丙烯酸甲酯的合成

1、本体聚合本体聚合散热困难，反应过程中有明显的自动加速现象，在工业生产中常采用三段式聚合：

预聚合聚合高温处理

CH2CCH3COOCH3特点：（1）相对分子质量较高，可达10万 左右；（2）杂质少，具有高度透明性；（3）本体聚合反应与成型同时进行：即：本体聚合反应器也就是模具，反应结束后，可获得与模具形状相同的产品，主要有板、捧、管等。2、悬浮聚合

悬浮聚合工艺控制较容易，聚合物的相对分子质量较低，可进行注塑、挤出等成型加工。但聚合过程中加入的分散剂等易残留于产品中，因而其纯度不如本体法树脂。悬浮聚合产物主要用于生产复杂的有机玻璃制品。CH2CHOCH3OCCH3(

)n第二节聚甲基丙烯酸甲酯的结构和 性能一、聚甲基丙烯酸甲酯的结构分子结构为：结构式中有错误吗？11、非晶性PMMA大分子链上的甲基和甲酯基破坏了分子链的空间规整性，因而机玻璃难以结晶，是一种典型的非晶、透明聚合物。2、具有一定的刚性

大分子链上不对称取代基妨碍了大分子的内旋转，因而具有一定的刚性，致使其Tg比PE高得多。较高的Tg和无定形结构使PMMA在室温条件下具有一定的刚性。3、大分子结构中没有叔氢原子具有较好的耐候性，即耐老化性能。二、PMMA的性能特征

1、物理性能（1）PMMA高度透明.(2)无毒无味，密度约为1.18,在水中下沉；（3）易燃，火焰呈浅兰色，下端为白色。燃烧时起泡、融熔滴落，并伴有腐烂水果、蔬菜的气味。

2、光学性能PMMA是质地均匀的无定型热塑性塑料，匀质，有均一的透光率达92%，比无机硅酸盐玻璃还高，其透明性是常用塑料中最好的。这也是其俗称“有机玻璃”的由来。3、力学性能

PMMA具有较高的刚性,但稍逊于无机玻璃；

冲击强度是无机玻璃的7～18倍，韧性不仅大大高于无机玻璃而且高于PS，但比ABS树脂低得多；

硬度不足，表面磨毛后对透明性有一定影响。哪么有机玻璃与无机玻璃比有什么优点？（1）比无机玻璃更透明；（2）比无机玻璃的韧性大大提高， 不易脆裂；（3）比无机玻璃更易成型，可容易 地成型出更复杂的各类制品。4、PMMA的热性能PMMA的Tg为105℃，维卡软化点100～102℃，脆化温度在－60℃以下。通常，PMMA可在－60～65℃范围内长期使用，短时使用温度不宜超过105℃。5、耐候性

与其它树脂相比，PMMA具有优良的耐候性。在室外大气条件下经过4年的老化试验，它的拉伸强度和透光率仅稍有下降，重量基本保持不变，外观色泽泛黄，但无裂纹、翘曲、起泡等现象。

为什么？一、浇铸成型浇铸成型是指在不加压或稍加压的情况下，将单体原料注入模内并使其成为制品或型材的方法。产品有透明、半透明或不透明的各种颜色及珠光的扳、棒、管等。该种PMMA性能较好，是有机玻璃的主要品种。第三节、PMMA的成型加工与应用其工艺流程为：浇铸成型就是聚合过程，由小分子变成大分子的过程。二、模塑料成型

指挤出、注塑成型等。1、模塑料成型的物料特性①PMMA易于吸湿，成型加工前必须进行干燥，使水分含量降低到0.02%以下。干燥时，可采用循环鼓风干燥或远红外线干燥等方法，干燥温度80～95℃，干燥时间视料层厚度而定，一般4～10h。

②PMMA的成型加工温度范围较窄，一般为180～250℃，温度超过260℃易引起材料分解，因而成型加工中必需严格控制温度。 ③在成型加工温度下PMMA的熔体黏度较高，对温度的敏感性大。除采用较高的成型压力外，要求严格控制成型加工温度，温度波动时难以得到尺寸精度较高的制品。④PMMA大分子链具有一定刚性，为减小制品内应力，成型模具温度一般不低于40℃，对力学性能和尺寸精度要求较高的制品可进行热处理。

2、模塑料成型方法

适宜于注塑、挤出成型制造各类透明制品或配件。

通过拉伸成型、热成型、机加工等二次成型加工方法，PMMA也可制造各类透明制品或配件。

三、聚甲基丙烯酸甲酯二次成型加工四、聚甲基丙烯酸甲酯的应用PMMA具有优良的耐候性、光学透明性及力学性能，在航空、交通、建筑、仪表、采光、照明、光学等领域作为无机硅玻璃的替代品应用极为广泛，下表给出了在这些方面的具体用途。应

用

领

域用

途

举

例航

空

交

通

仪

表

建

筑

采

光

照

明

光

学飞机座舱盖、风挡、机舱、舷窗、宇航器械

汽车、船舶的防弹玻璃及窗玻璃、汽车及摩托车的挡风玻璃、路标

仪表零件、指示灯罩、表面覆盖板、仪表盘

色有机玻璃浴缸、洗脸盆等高级卫生洁具、大理石

太阳能集热器的外罩、林业温室、水族海底隧道

室内外照明器具、汽车尾灯、交通信号灯罩

光学镜片（如眼镜、放大镜、各种透镜）、激光防护镜、光导纤维、电视屏幕俗称：压克力亚克力（ACRYLIC）第五章聚氨酯塑料及其弹性体聚氨酯（PUR）是主链结构中含有基团的一类高分子化合物的统称。第一节聚氨酯的基本原料主要有：异氰酸酯、多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、交联剂等。一、异氰酸酯异氰酸酯是PUR的主要原料之一，其分子结构中均含有异氰酸酯（－NCO）基团。生产PUR用的最多的是甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）。二、多元醇制备PUR的多元醇一般为分子内含有两个以上羟基的有机化合物，常见的有聚酯多元醇和聚醚多元醇。

（1）聚醚多元醇

黏度低、可在常温下混合、制得的PUR弹性大、成本低的优点，特别适用于软质PUR泡沫塑料制品。（2）聚酯多元醇

使用聚酯多元醇制得的PUR制品具有力学强度高，绝缘、耐油、耐热、尺寸稳定性好等优点，但由于其自身黏度大，与其它组分互混性差，施工较困难，加上原料成本高，因而用途不如聚醚多元醇广泛。三、添加剂为了调节PUR树脂合成反应及产品性能，在反应过程中需要加入各种助剂，如催化剂、发泡剂、稳定剂、交联剂、杀虫剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂和填料等，以满足各类制品使用性能的要求。

利用上述原料可得到PUR树脂，由此可制成：泡沫塑料

革制品PUR性能范围宽，用途涉及各行各业，在高分子材料工业中占有相当重要的地位。在塑料工业中主要用作泡沫塑料。弹性体、涂料、胶黏剂、纤维等。

第二节泡沫塑料

作为塑料PUR主要用于泡沫塑料，分为软质聚氨酯泡沫塑料和硬质泡沫塑料。软质PUR泡沫塑料具有高回弹性，吸音效果好，透气性和透湿性优良，广泛应用于家具、座椅、织物复合及隔音材料等方面；硬质泡沫塑料主要用作绝热材料。第三节聚氨酯革制品

70年代初，PUR革制品问世。PUR革制品性能更为优异，其材料性能、外观、手感等更接近天然皮革，具有质地柔软、美观、耐磨、耐寒、透气、耐老化等特点。人造革：人造革是以经纬交织的纺织布为基材，表面涂覆树脂和助剂配混料的塑料制品；合成革：合成革是以无纺布为基材，经浸渍涂覆由树脂和助剂配混料而