有機(jī)玻璃的制造

1、專業(yè):姓名:學(xué)號(hào):日期:地點(diǎn):課程名稱：化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：成績(jī)：:實(shí)驗(yàn)名稱：有機(jī)玻璃的制造實(shí)驗(yàn)類型：高分子實(shí)驗(yàn)同組學(xué)生姓名:;一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蠖?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理:三、主要儀器設(shè)備四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟:五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析:七、討論、心得一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解本體聚合的特點(diǎn)，掌握本體聚合的實(shí)施方法，并觀察整個(gè)聚合過程中體系黏度的變化過程。二、實(shí)驗(yàn)原理:本體聚合是不加其他介質(zhì)，只有單體本身在引發(fā)劑或光、熱等作用下進(jìn)行的聚合，又稱塊狀聚合。本:體聚合的產(chǎn)物純度高、工序及后處理簡(jiǎn)單，但隨著聚合的進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率提高，體系黏度增加，聚合熱難以:散發(fā)，系統(tǒng)的散熱是關(guān)鍵。同時(shí)由于黏度增加

2、，長(zhǎng)鏈游離基末端被包埋，擴(kuò)散困難使游離基雙基終止速率:大大降低，致使聚合速率急劇增加而出現(xiàn)所謂自動(dòng)加速現(xiàn)象或凝膠效應(yīng)，這些輕則造成體系局部過熱，使:聚合物分子量分布變寬，從而影響產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度；重則體系溫度失控，引起爆聚。為克服這一缺點(diǎn)，現(xiàn)一般采用兩段聚合：第一階段保持較低轉(zhuǎn)化率，這一階段體系粘度較低，散熱尚無(wú)困難，可在較大的反應(yīng) 裝 器中進(jìn)行；第二階段轉(zhuǎn)化率和粘度較大，可進(jìn)行薄層聚合或在特殊設(shè)計(jì)的反應(yīng)器內(nèi)聚合。訂本實(shí)驗(yàn)是以甲基丙烯酸甲酯（MMA）進(jìn)行本體聚合，生產(chǎn)有機(jī)玻璃平板。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）線由于有龐大的側(cè)基存在，為無(wú)定形固體，具有高度透明性，比重小，有一定的耐沖擊強(qiáng)度與良好的

3、低溫性能，是航空工業(yè)與光學(xué)儀器制造工業(yè)的重要原料。以MMA進(jìn)行本體聚合時(shí)為了解決散熱問題，避免自動(dòng): 加速作用而引起的爆聚現(xiàn)象，以及單體轉(zhuǎn)化為聚合物時(shí)由于比重不同而引起的體積收縮問題，工業(yè)上采用 : 高溫聚合，預(yù)聚至約10%轉(zhuǎn)化率的粘稠漿液，然后澆模，分段升溫聚合，在低溫下進(jìn)行下一步聚合，安全 : 度過危險(xiǎn)期，最后脫模制得有機(jī)玻璃平板。三、實(shí)驗(yàn)儀器及藥品儀器：儀器名稱規(guī)格數(shù)量三角瓶50mL1只燒杯1000mL1只恒溫槽1只溫度計(jì)100 C1支量筒50、100mL各1只試管10mmx70mm1支燒杯400mL1只制模玻璃100mmx100mm2塊另：橡皮條、玻璃紙、描圖紙、澆水、試管夾、玻璃棒若

4、干P.02實(shí)驗(yàn)名稱：有機(jī)玻璃的制造姓名：學(xué)號(hào):試劑：試劑名稱 甲基丙烯酸甲酯（MMA） 過氧化二苯甲酰（BPO）規(guī)格新鮮蒸餾，BP = 100.5C重結(jié)晶令苯二甲酸二丁酯（DBP）分析純用量30mL0.05g2mL四、實(shí)驗(yàn)步驟向恒溫水浴槽內(nèi)加入一定量的水，打開電源，升溫至90 C。制模將一定規(guī)格的兩塊普通玻璃板洗凈后，烘干。用透明玻璃紙將橡皮條包好，使之不外露。將包好的橡 皮條放在兩塊玻璃板之間的三邊，用沾有膠水的描圖紙把玻璃板三邊封嚴(yán)，并用夾子夾上，留出一邊作灌 漿用，制好的模放入烘箱內(nèi)，于50 C烘干。（注意：玻璃板千萬(wàn)不能水洗。）預(yù)聚制漿在洗凈烘干的三角瓶中，加入30mLMMA、0.05

5、g BPO及2mL DBP，BPO完全溶解后，將三角瓶放 入水浴中，逐步加熱至9092 C，保溫。（注意：聚合過程中，需不斷用玻璃棒攪拌，使之均勻散熱并感 知漿液的黏度）當(dāng)漿液黏度如甘油時(shí)，立即取出三角瓶，在盛冷水的燒杯中冷卻至40C左右，立即將預(yù)聚 液注入模中，另取一條描圖紙封住模子的最后一邊。低溫聚合將注有漿液的模子放入50C烘箱內(nèi)低溫聚合。高溫聚合當(dāng)成柔軟透明固體時(shí)，升溫至100C下繼續(xù)聚合2h，使之完全反應(yīng)，然后冷卻至室溫。6 .脫模取出模子，將其放入水中浸泡少頃，撐開玻璃板，即得有機(jī)玻璃平板。（實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)只做到低溫聚合步驟，高溫聚合及脫模步驟后來(lái)由老師完成）五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)有機(jī)

6、玻璃成品照片:結(jié)果總結(jié)：實(shí)驗(yàn)得到的成品形狀跟所裁剪的模具形狀基本不同，是原料添加較少所致，平板邊緣部分 存在一些毛邊和凹陷，是由于制模時(shí)膠帶纏繞不是很平整均勻所導(dǎo)致的。但成品的透明度和強(qiáng)度等性能都 比較不錯(cuò)，此次有機(jī)玻璃制造實(shí)驗(yàn)可謂成功。P.03實(shí)驗(yàn)名稱：有機(jī)玻璃的制造姓名：學(xué)號(hào):六、思考題1 .本體聚合與其他聚合方法比較有何特點(diǎn)？乳液聚合優(yōu)點(diǎn)溶液聚合優(yōu)點(diǎn)懸浮聚合優(yōu)點(diǎn)雜；本體聚合優(yōu)點(diǎn)：聚合物純凈，宜生產(chǎn)透明淺色制品；設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：不易散熱，聚合時(shí)易發(fā)生爆散熱容易，可連續(xù)化缺點(diǎn)：產(chǎn)品中留有部分乳化劑和其他助劑，純度不高；散熱容易，可連續(xù)化缺點(diǎn)：不宜制成干燥粉狀或粒狀樹脂；散熱容易，間歇生產(chǎn)，

7、產(chǎn)物比較純凈缺點(diǎn)：需要加分離、洗滌、干燥等程序，較為復(fù)聚。在合成有機(jī)玻璃板時(shí)，采用預(yù)聚制漿的目的何在？采用預(yù)聚制漿，是為了解決MMA在進(jìn)行本體聚合時(shí)的散熱問題，避免自動(dòng)加速作用而引起的爆聚現(xiàn) 象，以及單體轉(zhuǎn)化為聚合物時(shí)由于比重不同而引起的體積收縮等問題。經(jīng)聚合后的漿液為何要在低溫下聚合，然后再升溫？試用游離基聚合機(jī)理解釋之。隨著聚合的進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率提高，體系黏度增加，聚合熱難以散發(fā)，系統(tǒng)的散熱是關(guān)鍵。同時(shí)由于黏度 增加，長(zhǎng)鏈游離基末端被包埋，擴(kuò)散困難使游離基雙基終止速率大大降低，致使聚合速率急劇增加而出現(xiàn) 所謂自動(dòng)加速現(xiàn)象或凝膠效應(yīng)，這些輕則造成體系局部過熱，使聚合物分子量分布變寬，從而影響產(chǎn)品的 機(jī)械強(qiáng)度；重則體系溫度失控，引起爆聚。MMA單體比重為940 kg / m3，聚合物比重為1190 kg / m3，若要制得厚5mm，長(zhǎng)20cm，寬15cm的有 機(jī)玻璃平板，計(jì)算所需的單體量。m 單體=m 聚合物=p 聚合物 X V 聚合物=0.5 X 20 X 15 X 1190/1000=178.5g如果最后產(chǎn)物出現(xiàn)“氣泡”，