有机玻璃的制备实验报告

有机玻璃的制备实验报告
一、实验目的和要求
二、实验内容和原理
三、主要仪器设备
四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析
七、讨论、心得
点火加热装置一、实验目的
描图纸了解本体聚合的特点,掌握本体聚合的实施方法,并观察整个聚合过程中体系黏度的变化过程。
二、实验原理
本体聚合是不加其他介质,只有单体本身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合,又称块状聚合。本体聚合的产物纯度高、工序及后处理简单,但随着聚合的进行,转化率提高,体系黏度增加,聚合热难以散发,系统的散热是关键。同时由于黏度增加,长链游离基末端被包埋,扩散困难使游离基双基终止速率大大降低,致使聚合速率急剧增加而出现所谓自动加速现象或凝胶效应,这些轻则造成体系局部过热,使聚合物分子量分布变宽,从而影响产品的机械强度;重则体系温度失控,引起爆聚。为克服这一缺点,现一般采用两段聚合:第一阶段保持较低转化率,这一阶段体系粘度较低,散热尚无困难,可在较大的反应器中进行;第二阶段转化率和粘度较大,可进行薄层聚合或在特殊设计的反应器内聚合。
本实验是以甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行本体聚合,生产有机玻璃平板。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)由于有庞大的侧基存在,为无定形固体,具有高度透明性,比重小,有一定的耐冲击强度与良好的低温性能,是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。以MMA进行本体聚合时为了解决散热问题,避免自动加速作用而引起的爆聚现象,以及单体转化为
聚合物时由于比重不同而引起的体积收缩问题,工业上采用高温聚合,预聚至约10%转化率的粘稠浆液,然后浇模,分段升温聚合,在低温下进行下一步聚合,安全度过危险期,最后脱模制得有机玻璃平板。
三、实验仪器及药品
仪器:
便携式洒弹器仪器名称            规格            数量
三角瓶                50mL            1只
恒温槽                                1只
量筒                50、100mL        各1只
制模玻璃            100mm×100mm    2块
另:硅胶条、描图纸、相片、胶水、试管夹、玻璃棒、透明胶、长尾夹、标签纸若干
试剂:
试剂名称                    规格                    用量
闸道机甲基丙烯酸甲酯(MMA)    新鲜蒸馏,BP = ℃            30mL
过氧化二苯甲酰(BPO)    重结晶                           
令苯二甲酸二丁酯(DBP)    分析纯                            2mL
四、实验步骤
碳海绵1.向恒温水浴槽内加入一定量的水,打开电源,升温至90 ℃。
2.制模
将一定规格的两块普通玻璃板洗净后,烘干。用透明胶将硅胶条包好,使之不外露。将包好的橡皮条放在两块玻璃板之间的三边,用沾有胶水的描图纸把玻璃板三边封严,并用夹子夹上,留出一边作灌浆用,制好的模放入烘箱内,于50 ℃烘干。(注意:玻璃板千万不能水洗。)
3.预聚制浆
在洗净烘干的三角瓶中,加入30mLMMA、 BPO及2mL DBP,BPO完全溶解后,将三角瓶放入水浴中,逐步加热至90~92 ℃,保温。(注意:聚合过程中,需不断用玻璃棒搅拌,使之均匀散热并感知浆液的黏度)当浆液黏度如甘油时,立即取出三角瓶,在冷水中冷却至40℃左右,立即将预聚液注入模中,另取一条描图纸封住模子的最后一边。
4.低温聚合
机房环控
将注有浆液的模子放入50℃烘箱内低温聚合。
5.高温聚合
当成柔软透明固体时,升温至100℃下继续聚合2h,使之完全反应,然后冷却至室温。
6.脱模
取出模子,将其放入水中浸泡少顷,撑开玻璃板,即得有机玻璃平板。(实际实验时只做到低温聚合步骤,高温聚合及脱模步骤后来由老师完成)
五、实验结果与分析
    实验有机玻璃成品照片:
    结果总结:实验得到的成品形状跟所裁剪的模具形状基本相同,平板边缘部分存在一些毛边和凹陷,是由于制模时胶带缠绕不是很平整均匀所导致的。成品中无气泡,说明预聚时间恰当,浆液黏度适度,在铸模时浆液分布均匀。成品的透明度和强度等性能都比较不错,此次有机玻璃制造实验较为成功。
六、思考题
1.本体聚合与其它聚合方式比较有何特点
答:本体聚合体系仅有单体和少量(或无)引发剂组成,产物纯净,后处理简单,是比较经济的聚合方法;多适用于实验室研究,如单体聚合能力的初步评价、少量聚合物的试制、动力学研究、竞聚率测定等。
2.在合成有机玻璃板时,采用预聚制浆的目的何在

本文发布于:2024-09-22 01:34:57,感谢您对本站的认可!

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