聚甲基丙烯酸酯類塑料研究ppt課件

聚甲基丙烯酸酯類塑料,主要內容：一、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA二、其他丙烯酸酯類聚合物,1,一、聚甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸酯類樹脂中最重要的是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗稱有機玻璃，也稱壓克力。于1932年實現工業(yè)化生產以來，由于具有質硬、不易碎裂、高度透明、耐侯性好、易于染色和成型等特點，成為應用廣泛的透明塑料材料。,2,3,一、聚甲基丙烯酸甲酯,一、聚甲基丙烯酸甲酯的合成1、聚甲基丙烯酸甲酯的單體MMA在常溫下是無色透明的液體，有一定毒性，沸點100l01，揮發(fā)性很強，其較濃蒸汽對人體感觀有強烈刺激作用。在常溫常壓下，當它在空氣中的體積分數達2.1212.5%時，遇火花極易發(fā)生爆炸，因而在貯存和運輸中應加以注意。（1）丙酮氰醇法,4,一、聚甲基丙烯酸甲酯,（1）丙酮氰醇法丙酮首先和氫氰酸加成生成丙酮氰醇，后者和甲醇共熱，同時進行脫水、水解、酯化反應，即生成MMA。生產中產生的含氰污水和酯化殘液會造成環(huán)境污染，必需采取曝氣或焚燒法加以處理。,5,一、聚甲基丙烯酸甲酯,一、聚甲基丙烯酸甲酯的合成1、聚甲基丙烯酸甲酯的單體（2）異丁烯氧化法異丁烯氧化法合成MMA有三步化學反應：首先是異丁烯被四氧化二氮和硝酸液氧化，生成2-甲基2-硝基丙酸，隨后其水解成-羥基異丁酸，最后經脫水、酯化生成MMA。,6,一、聚甲基丙烯酸甲酯,一、聚甲基丙烯酸甲酯的合成2、聚甲基丙烯酸甲酯的聚合（1）本體聚合本體聚合產物相對分子質量較高，可達100萬左右，雜質少，具有高度透明性。通常，本體聚合反應器也就是模具，反應結束后，可獲得與模具形狀相同的產品，主要有板、捧、管等。（2）懸浮聚合懸浮聚合工藝控制較容易，聚合物的分子量較低，可進行注射、擠出等成型加工。但聚合過程中加入的分散劑等易殘留于產品中，因而其純度不如本體法樹脂。,7,一、聚甲基丙烯酸甲酯,二、聚甲基丙烯酸甲酯的結構從結構看，PMMA是線型熱塑性塑料，大分子主鏈與PE相似。通常，自由基聚合得到的PMMA結構單元中碳原子上的甲基和甲酯基破壞了分子鏈的空間規(guī)整性，大分子鏈呈無規(guī)立構，是一種典型的無定形聚合物。同時，取代基也妨礙了大分子的內旋轉，使大分子鏈有一定的剛性，致使其玻璃化溫度比PE高得多。較高的玻璃化溫度和無定形結構使PMMA在室溫條件下是一種質硬而透明的材料。,8,9,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的性能1、光學性能PMMA透光率高的原因在于它是無定形聚合物，質地均勻，其內部分子排列方式不會影響進入內部的光線在各個部分通過時的速度，光線都能以同樣速度前進，而不會使光。,10,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的性能2、力學性能PMMA具有較高的拉伸強度和彈性模量，沖擊強度是無機玻璃的718倍，韌性高于PS，但比ABS樹脂低得多，具有一定的脆性，在較高沖擊能的作用下會破裂，但是碎裂后所生成的碎片不象無機玻璃那樣鋒利。,11,圖4-2溫度對PMMA拉伸強度的影響,12,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的性能3、熱性能PMMA屬易燃材料，點燃離火后不能自熄，火焰呈淺蘭色，下端為白色。燃燒時起泡、融熔滴落，分解產生MMA等單體，并伴有腐爛水果、蔬菜的氣味。PMMA的Tg為105，維卡軟化點100102，PMMA可在6065范圍內長期使用，短時使用溫度不宜超過105。,13,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的性能4、化學性能PMMA耐水溶性鹽、弱堿和某些稀酸。但不耐氧化性酸和強堿，如氰氫酸、鉻酸、王水、濃硫酸和硝酸等均能使其受到侵蝕。同時，介質的濃度和溫度對其化學穩(wěn)定性也有很大影響，一般，濃度增大，溫度升高，其穩(wěn)定性下降。與其它樹脂相比，PMMA具有優(yōu)良的耐候性。在室外大氣條件下經過4年的老化試驗，它的拉伸強度和透光率僅稍有下降，重量基本保持不變，外觀色澤泛黃，但無裂紋、翹曲、起泡等現象。,14,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的性能5、電性能PMMA的大分子鏈與PE相似，但其電性能卻比PE差得多，其主要原用是PMMA分子鏈上帶有極性的酯基所致。這些側基在低于Tg溫度時并沒有被凍結，在適當的頻率范圍內產生偶極極化，因而有較高的介電常數值。但隨著頻率的升高，側基的偶極極化不能在有效的時間內完成，跟不上外界電場的變化，介電常數值反而有明顯減小。,15,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的性能6、成型加工性能（1）PMMA分子結構中酯基的存在使其易于吸濕，因而物料在成型加工前必須進行干燥，使水分含量降低到0.02%以下。否則，水分在加熱時揮發(fā)成氣體或促使其產生高溫水降解，導致制品起泡，產生斑紋、銀紋等。這不但影響制品的透明性和外觀質量，力學性能也大大降低。干燥時，可采用循環(huán)鼓風干燥或遠紅外線干燥等方法，干燥溫度8095，干燥時間視料層厚度而定，一般410h。,16,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的性能6、成型加工性能（2）PMMA的成型加工溫度范圍較窄，一般為180250，溫度超過260易引起材料分解，因而，成型加工中必需嚴格控制溫度。（3）在成型加工溫度下PMMA的熔體黏度較高，對溫度的敏感性大。因而，一方面要求成型加工設備能產生較高的成型壓力，另一方面要求嚴格控制成型加工溫度，溫度波動時難以得到尺寸精度較高的制品。（4）聚甲基丙烯酸甲酯大分子鏈具有一定剛性，為減小制品內應力，成型模具溫度一般不低于40，對力學性能和尺寸精度要求較高的制品可進行熱處理。,17,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的加工和應用1、PMMA加工（1）澆鑄成型,圖4-3平板透明有機玻璃生產工藝流程,18,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的加工和應用1、PMMA加工（2）擠出成型,19,一、聚甲基丙烯酸甲酯,三、聚甲基丙烯酸甲酯的加工和應用1、PMMA加工（3）注射成型PMMA熔體黏度較高，流動性較差，成型后制品易產生較大殘余內應力。如需要可用紅外線燈或在鼓風電熱干燥箱中將制品加熱到7585，保溫34h后緩慢冷卻至室溫，即可消除內應