有机玻璃制备实验

 公司新闻     |      2016-01-10

  一、聚甲基丙烯酸甲酯 polymethyl methacrylate,PMMA是丙烯酸酯类聚合物于 1930年由德国人奥托制得1933 年罗姆哈斯公司将其投入生产。聚甲基丙烯酸甲酯是一种无定形聚合物具有高度透明性俗称“有机玻璃” 是迄今为止合成透明材料中质地最优异而价格又计较便宜的品种之一。在甲基丙烯酸酯类聚合物中除甲酯主要用于塑料制品其他主要是胶黏剂、涂料、润滑油添加剂、纤维处理剂等。 二、有机玻璃的特点 表面光滑、色彩艳丽比重小强度较大耐腐蚀耐湿耐晒绝缘性能好隔声性好。 三、有机玻璃的种类 1、有色透明有机玻璃...

  一、聚甲基丙烯酸甲酯 polymethyl methacrylate,PMMA是丙烯酸酯类聚合物于 1930年由德国人奥托制得1933 年罗姆哈斯公司将其投入生产。聚甲基丙烯酸甲酯是一种无定形聚合物具有高度透明性俗称“有机玻璃” 是迄今为止合成透明材料中质地最优异而价格又计较便宜的品种之一。在甲基丙烯酸酯类聚合物中除甲酯主要用于塑料制品其他主要是胶黏剂、涂料、润滑油添加剂、纤维处理剂等。 二、有机玻璃的特点 表面光滑、色彩艳丽比重小强度较大耐腐蚀耐湿耐晒绝缘性能好隔声性好。 三、有机玻璃的种类 1、有色透明有机玻璃 2、磁有机玻璃 3、珠光有机玻璃 4、压花有机玻璃 四、有机玻璃的特性 1 、高度透明性有机玻璃是目前最优良的高分子透明材料透光率达到 92%比玻璃的透光度高 2 、机械强度高有机玻璃的相对分子质量大约为 200 万是长链的高分子化合物而且形成分子的链很柔软因此有机玻璃的强度比较高抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高 7-18 倍 3 、重量轻有机玻璃的密度为 1.18g/cm同样大小的 材料其重量只有普通玻璃的一半金属铝属于轻金属的 43%。 4 、易于加工有机玻璃不但能用车床进行切削钻床进行钻孔而且能用丙酮、氯仿等粘结成各种形状的器具也能用吹塑、注射、挤出等塑料成型的方法加工成大到飞机座舱盖小到假牙和牙托等形形色色的制品。 五、有机玻璃的性能 1、力学性能聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的综合力学性能拉伸、 弯曲、 压缩等强度高 冲击韧性较差 其断裂伸长率仅2%-3% 故力学性能特征基本上属于硬而脆的塑料 且具有缺口敏感性 在应力下易开裂。40℃ 是一个二级转变温度相当于侧甲基开始运动的温度超过40℃ ,该材料的韧性延展性有所改善。聚甲基丙烯酸甲酯表面硬度低容易擦伤。 聚甲基丙烯酸甲酯的强度与应力作用时间有关随作用时间增加强度下降。 2、 电性能 聚甲基丙烯酸甲酯由于主链侧位含有极性的甲酯基电性能不及聚烯烃和聚苯乙烯等非极性塑料。甲酯基的极性并不太大 聚甲基丙烯酸甲酯仍具有良好的介电和电绝缘性能。 具有优异的抗电弧性 在电弧作用下 表面不会产生碳化的导电通路和电弧径迹现象。 3、耐化学试剂及耐溶剂性聚甲基丙烯酸甲酯可耐较稀的无机酸但浓的无机酸可使它侵蚀可耐碱类但温热的氢氧化钠、氢氧化钾可使它浸蚀可耐盐类和油脂类耐脂肪烃类不溶于水、甲 醇、等但可吸收醇类溶胀并产生应力开裂不耐酮类、氯代烃和芳烃。对臭氧和二氧化硫等气体具有良好的抵抗能力。 4、耐侯性聚甲基丙烯酸甲酯具有优异的耐大气老化性。 5、燃烧性聚甲基丙烯酸甲酯很容易燃烧。 六、有机玻璃的用途及一些产品 1、宇宙航行和航空工业上 2、汽车轮船制造工业上 3、光学工业上 4、建筑材料 5、医疗器具和文具用品 产品图片略 七、实验目的 1 、了解本体聚合的原理和特点了解有机玻璃的生产工艺 2 、掌握本体浇注聚合的方法 八实验原理 链引发 链增长 链终止 偶合终止 歧化终止 有机玻璃是通过甲基丙烯酸甲酯的本体聚合制备的。 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。为了避免体积收缩和有利于散热 工业上往往采用两步法制备有机玻璃。甲基丙烯酸甲酯聚合初期平稳反应当转化率超过 20%之后聚合体系黏度增加 聚合速率显著增加。 此时应该停止第一阶段反应将聚合浆液转移到模具中低温反应较长时间。当转化率达到 90%以上后聚合物已成型可以升温使单体完全聚合。 八、MMA 的制备 1、氰化反应  氢氰酸与丙酮在催化剂碱或有机催化剂存在下进行氰化反应合成丙酮氰醇。 2、酰胺化反应 丙酮氰醇与过量浓硫酸100%进行酰胺化反应生产甲基丙烯酰胺硫酸盐 MAAS 3 、酯化反应 MAAS 与含水甲醇进行水解和酯化反应。 2、乙烯羰基化法 1 、乙烯与一氧化碳和氢进行羰基合成生成丙醛 CH2=CH2+CO+H2CH3CH2CHO 2 、甲醇与氧进行氧化反应生产甲醛。 CH3OH+1/2O22HCHO 3 、丙醛与甲醛进行缩合反应生产甲基丙烯醛。 CH3CH2CHO+HCHOCH2=C(CH3)CHO+H2O 4 、 甲基丙烯醛在列管式固定床反应器中进行空气氧化法 生成甲基丙烯酸。 CH2=C(CH3)CHO+1/2O2CH2=C(CH3)COOH 5 、甲基丙烯酸经分离提纯后与甲醛进行酯化反应生成 MMA。 CH2=C(CH3)CHO+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3+H2O 3、异丁烯或叔丁醇直接氧化法 1 、气相催化氧化反应生成甲基丙烯醛MAL) CH2=C(CH3)CH3+O2CH2=C(CH3)CHO+H2O 2 、气相催化氧化反应生成甲基丙烯酸 MAA CH2=C(CH3)CHO+O2CH2=C(CH3)COOH 2 、生成的 MAA 从经分离提纯后与甲醇进行酯化反应制得 MMA CH2=C(CH3)COOH+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3 九、实验仪器设备与药品 实验仪器设备 锥形瓶 50ml 一个、温度计 0~100℃一只量筒 10ml 和 50ml 各 一个模具、烘箱、分析天平、恒温水浴锅。 药品 单体甲基丙烯酸甲酯MMA30ml 引发剂偶氮二异丁腈AIBN 0.1000g 分析天平准确称取 增塑剂邻苯二甲酸二丁酯 2ml 脱模剂硬脂酸 十、实验步骤 1、模具制备 清洗回收的废旧口服液瓶或注射瓶并烘干备用 2、预聚 0.1g增塑剂邻苯二甲酸二丁酯 2ml若用试管作反应器为防止水汽进入试管内可在管口包上一层玻璃纸再用橡胶圈扎紧。将套有取精制的 MMA30ml 放入锥形瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈温度计的套管封住锥形瓶口 温度计水银球插入反应液内 用试管夹夹住锥形瓶放入 80~90℃水浴加热至瓶内预聚物黏度与相近时立即停止加热并用冷水使预聚物冷至室温。 3、灌模 玻璃纸封包瓶口再用橡胶圈扎紧以防水汽进入。 4、低温聚合反应 再升温到 50℃恒温 1~2 小时60℃恒温 1~2 小时在 70℃时恒将预聚物浆料沿模具瓶口小心灌装注意不要灌装太满然后用灌模以后放入恒温水浴锅中初始温度 40℃恒温 1~2 小时 温 1h待聚合物变硬后继续升温至 90℃恒温 0.5h然后取出自然冷却。 5、高温聚合 十一、思考题 1、在合成有机玻璃时采用预聚制浆的目的何在 1 、便于浇注操作方便。 2 、预聚法比降解法所得的浆活性高缩短生产周期。 3 、 MMA 聚合时放出热量 采用预聚法制浆可以先释放部分热量。 十二、查阅的资料 高分子基础 陈咏梅、李春主编 科学出版社 2009 高聚物产品生产技术 张晓黎主编 化学工业出版社 2010.3 百度文库等 十三、参与资料查找人及所找资料 制备有机玻璃合成的实验方案陈栋 视频龚宏涛、万敏、陈栋 合成实验林有强、袁冰冰 文档制作陈栋 PPT 制作陈栋 将所得到的有机玻璃置于 120℃烘箱内处理 0.5h 取出观察现象。

  2017年同济大学软件学院825自动控制原理[专业硕士]考研仿线年青岛大学自动化工程学院824运筹学(1)考研仿线年信阳师范学院现代教育技术理论考研复试核心题库

  2017年广州大学旅游综合(含旅游概论、旅游经济、旅游市场营销)之旅游概论考研复试核心题库

  2017年解放军信息工程大学080900电子科学与技术01方向数字信号处理复试之数字信号处理考研复试核心题库