1、一一 、實驗目的、實驗目的1. 1.通過實驗了解本體聚合的基本原理和特點，通過實驗了解本體聚合的基本原理和特點，并著重了解聚合溫度對產(chǎn)品質量的影響。并著重了解聚合溫度對產(chǎn)品質量的影響。2. 2.掌握有機玻璃制造的操作技術。掌握有機玻璃制造的操作技術。二、實驗原理二、實驗原理 本體聚合又稱為塊狀聚合，它是在沒有任何介本體聚合又稱為塊狀聚合，它是在沒有任何介質的情況下，單體本身在微量引發(fā)劑的引發(fā)下聚合，質的情況下，單體本身在微量引發(fā)劑的引發(fā)下聚合，或者直接在熱、光、輻射線的照射下引發(fā)聚合?；蛘咧苯釉跓?、光、輻射線的照射下引發(fā)聚合。優(yōu)點：優(yōu)點：1 1、生產(chǎn)過程比較簡單，聚合物不需要后處理，可、生產(chǎn)過

2、程比較簡單，聚合物不需要后處理，可直接聚合成各種規(guī)格的板、棒、管制品，所需的輔直接聚合成各種規(guī)格的板、棒、管制品，所需的輔助材料少，產(chǎn)品比較純凈。助材料少，產(chǎn)品比較純凈。2 2、生產(chǎn)工藝簡單，流程短，使用生產(chǎn)設備少，投、生產(chǎn)工藝簡單，流程短，使用生產(chǎn)設備少，投資較少；反應器有效反應容積大，生產(chǎn)能力大，易資較少；反應器有效反應容積大，生產(chǎn)能力大，易于連續(xù)化，生產(chǎn)成本低于連續(xù)化，生產(chǎn)成本低缺點：缺點：1 1、由于聚合反應是一個連鎖反應，反應速度較快，、由于聚合反應是一個連鎖反應，反應速度較快，在反應某一階段出現(xiàn)在反應某一階段出現(xiàn)自動加速現(xiàn)象自動加速現(xiàn)象，反應放熱比較，反應放熱比較集中；集中；2 2

3、、因為體系粘度較大，傳熱效率很低，所以大量、因為體系粘度較大，傳熱效率很低，所以大量熱不易排出，因而熱不易排出，因而易造成局部過熱易造成局部過熱，使產(chǎn)品變黃，使產(chǎn)品變黃，出現(xiàn)氣泡，而影響產(chǎn)品質量和性能，甚至會引起單出現(xiàn)氣泡，而影響產(chǎn)品質量和性能，甚至會引起單體沸騰爆聚，使聚合失敗。體沸騰爆聚，使聚合失敗。本體聚合成功的關鍵問題：本體聚合成功的關鍵問題：嚴格控制不同階段的反應溫度，及時排出聚合熱。嚴格控制不同階段的反應溫度，及時排出聚合熱。當本體聚合至一定階段后，體系粘度大大增加，當本體聚合至一定階段后，體系粘度大大增加，這時大分子活性鏈移動困難，但單體分子的擴散這時大分子活性鏈移動困難，但單體

4、分子的擴散并不受多大的影響，因此，鏈引發(fā)、鏈增長仍然并不受多大的影響，因此，鏈引發(fā)、鏈增長仍然照樣進行，而鏈終止反應則因為粘度大而受到很照樣進行，而鏈終止反應則因為粘度大而受到很大的抑制。這樣，在聚合體系中活性鏈總濃度就大的抑制。這樣，在聚合體系中活性鏈總濃度就不斷增加，結果必然使聚合反應速度加快。不斷增加，結果必然使聚合反應速度加快。反應后期，單體濃度降低，體系粘度進一步增反應后期，單體濃度降低，體系粘度進一步增加，單體和大分子活性鏈的移動都很困難，因加，單體和大分子活性鏈的移動都很困難，因而反應速度減慢，產(chǎn)物的相對分子質量也降低。而反應速度減慢，產(chǎn)物的相對分子質量也降低。由于這種原因，聚合

5、產(chǎn)物的相對分子質量不均由于這種原因，聚合產(chǎn)物的相對分子質量不均一性一性( (相對分子質量分布寬相對分子質量分布寬) )就更為突出，這是本就更為突出，這是本體聚合本身的特點所造成的。體聚合本身的特點所造成的。對于不同的單體來講，由于其聚合熱不同、大分子活對于不同的單體來講，由于其聚合熱不同、大分子活性鏈在聚合體系中的狀態(tài)性鏈在聚合體系中的狀態(tài)( (伸展或卷曲伸展或卷曲) )的不同；凝膠的不同；凝膠效應出現(xiàn)的早晚不同、其程度也不同。并不是所有單效應出現(xiàn)的早晚不同、其程度也不同。并不是所有單體都能選用本體聚合的實施方法，對于聚合熱值過大體都能選用本體聚合的實施方法，對于聚合熱值過大的單體，由于熱量排

6、出更為困難，就不易采用本體聚的單體，由于熱量排出更為困難，就不易采用本體聚合，一般選用合，一般選用聚合熱適中聚合熱適中的單體，以便于生產(chǎn)操作的的單體，以便于生產(chǎn)操作的控制?？刂?。單單 體體聚合熱聚合熱甲基丙烯酸甲酯56.5 kJ/mol苯乙烯69.9 kJ/mol大分子活性鏈在聚合體系中的狀態(tài)大分子活性鏈在聚合體系中的狀態(tài)，是影響自動加速現(xiàn)象，是影響自動加速現(xiàn)象出現(xiàn)早晚的重要因素，比如，在聚合溫度出現(xiàn)早晚的重要因素，比如，在聚合溫度50 時，時，甲基甲基丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯聚合出現(xiàn)自動加速現(xiàn)象時的轉化率為聚合出現(xiàn)自動加速現(xiàn)象時的轉化率為10%15%，而，而苯乙烯苯乙烯在轉化率為在轉化率為30%

7、以上時，才出現(xiàn)自以上時，才出現(xiàn)自動加速現(xiàn)象。這是因為甲基丙烯酸甲酯對它的聚合物或大動加速現(xiàn)象。這是因為甲基丙烯酸甲酯對它的聚合物或大分子活性鏈的溶解性能不太好，大分子在其中呈卷曲狀態(tài)，分子活性鏈的溶解性能不太好，大分子在其中呈卷曲狀態(tài)，而苯乙烯對它的聚合物或大分子活性鏈溶解性能要好些，而苯乙烯對它的聚合物或大分子活性鏈溶解性能要好些，大分子在其中呈比較伸展的狀態(tài)。大分子在其中呈比較伸展的狀態(tài)。 以卷曲狀態(tài)存在的大分子活性鏈，其鏈端易包在活性鏈以卷曲狀態(tài)存在的大分子活性鏈，其鏈端易包在活性鏈的線團內，這樣活性鏈鏈端被屏蔽起來，使鏈終止反應的線團內，這樣活性鏈鏈端被屏蔽起來，使鏈終止反應受到阻礙，

8、因而其自動加速現(xiàn)象出現(xiàn)的就早些。受到阻礙，因而其自動加速現(xiàn)象出現(xiàn)的就早些。由于本體聚合有上述特點，在反應配方及工藝選擇上必然是引發(fā)劑濃度和反應溫度較低，反應速度比其他聚合方法為低，反應條件有時隨不同階段而異，操作控制嚴格，這樣才能得到合格的制品。nCH2CH3CCOOCH3CH2CH3CCOOCH3nBPO三、實驗儀器和試劑三、實驗儀器和試劑儀器設備：錐形瓶、試管、恒溫水浴、烘箱化學試劑：過氧化苯甲酰(BPO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)四、四、 安全事項安全事項 本實驗所用過氧化物類引發(fā)劑受到撞擊、強烈研磨，極易燃燒、爆炸。取用時，盛引發(fā)劑的容器要輕拿、輕放，每次用量很少，取用時灑落的，要及時

9、收拾干凈。 五、實驗步驟五、實驗步驟1 1、預聚物的制備、預聚物的制備 將恒溫水浴加熱至8090 。 準確稱量0.05gBPO加入錐形瓶，再量取15mLMMA加入，輕輕搖晃錐形瓶直至BPO完全溶解。 將錐形瓶蓋上塞子，并移至8090 恒溫水浴中。注意觀察聚合體系粘度變化，當體系粘度與甘油粘度相近時，立即將錐形瓶從水浴中移除，冷卻至室溫。2 2、澆鑄、澆鑄取一干凈的試管（可在試管中加入適當裝飾物），為避免氣泡的產(chǎn)生，將預聚物沿試管壁緩慢、呈細流狀倒入試管中，注意不要將試管全灌滿，稍留一點空間，以免加熱膨脹而溢出，甚至將模具脹裂。 3 3、聚合成型、聚合成型將試管封口，放入50烘箱中聚合24小時，然后在100 保溫1小時，使反應趨于完全。4 4、脫模、脫模敲碎試管，得到試管形狀的有機玻璃。1、自動加速效應是怎樣產(chǎn)生的？對聚合反應有哪些影響？2、制備有機玻璃時，為什么需要首先制成具有一定粘度的預聚物?3. 在本體聚合