有机玻璃的制造.doc

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1、姓名：张丹妮用沪丿、洋实验报告学号：3070902043口期：2010年4刀15口地点：卩q溪校区西七409_课程名称：—化学工程实验—指导老师：卜志杨成绩：实验名称：—有机玻璃的制造实验类型：T程实验同组学生姓名：周家珍一、实验目的和要求（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得二、实验内容和原理（必填）四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析（必填）一、实验目的和要求了解木体聚合的特点，掌握木体聚合的实施办法，并观察整个聚合过程体系粘度的变化。二、实验原理和内容聚合木体聚合是不加其他介质，只有单体木身在引发剂或光、热等作用下进行的

2、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，但随肴聚合的进行，转化率提高，体系粘度增加，聚合热难打十以散发，系统的散热是关键。同时由于粘度的增加，长链游离基末端被包埋，扩散困难使游离基双基终上衣速率大大降低，致使聚合速率急剧增加而出现白加速现象（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。M为克服这一缺点，现一般采用两段聚合：第一段保持低转化率，这一段粘度较低，散热尚无困难，可在较大的反应器屮进行；笫二阶段转化率和粘度较大，可进行薄层聚合或是在特殊设计的反应器内聚合。线木实验

3、是以甲基丙烯酸甲酯（MMA）进行木体聚合，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进行木体聚合时为了解决散热，避免自加速现象而引起的爆聚，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、实验材料和装置1、仪器:仪器名称规格数量「角瓶50ml1只电炉1KW1只变压器1KV1

4、只温度计100°C1只量筒50ml,100ml各］只试管10mmX70mm1貝烧杯1000ml,400ml各］只制模玻璃lOOmmX100mm1块另备：橡皮条，玻璃纸，描图纸，胶水，试管夹，玻璃棒若干2、试剂:试剂名称规格用量甲基丙烯酸甲酯（MMA）新鲜蒸憎，BP二100・5°C30ml过氧化二苯酰（BPO）重结晶0.05g邻苯二甲酸二丁酯（DBP）分析纯2mI四、实验步骤1、制模将一定规模的2块玻璃板洗净示烘干。用透明玻璃纸将橡皮条包好，使Z不外漏。将包好的橡皮条放在两块玻璃被之间的三边，用沽有胶水的描图纸把玻璃板三边封严，留出一边做灌浆用，制好的模板放入烘

5、箱，于50°C烘干。2、预制灌浆在洗净烘干的三角瓶屮加入30inlMMA、0.05gBP0及2mlDBP,待BPO完全溶解后，将三角瓶放入水浴屮,逐步加热至90~92°C,保温（注意：聚合过程中，不断用玻璃棒搅拌，使之均匀散热并感知浆液的粘度）,当浆液的粘度如甘油时，立即取出三角瓶，在盛冷水的烧杯屮冷却至40C左右，立即将浆液注入模屮，另取一条描图纸封住模子的最后一边。3、低温聚合、高温聚合将注有浆液的模了放入50°C烘箱内低温聚合，当成柔软透明固体时，升温至100°C以下，继续聚合2h,使Z完全反应，然后再冷却至室温。4、脱模取岀模了，将其浸入水屮浸泡少顷，

6、撑开玻璃板，即得有机玻璃平板。装5、爆聚订可取一部分预聚浆液倒入小试管屮制成有机玻璃棒材,也可取一部分预聚浆液倒入试管屮仍在90°C下加热聚合，观察自动加速作用下引起的爆聚现象。线五、实验数据记录及结果分析六、讨论与心得•在合成有机玻璃板时，采用预聚制浆的目的何在？答：rh于在木体聚合时，散热问题困难会导致凝胶效应，出现自加速现彖，有爆聚的危险，所以采川两段聚合法，第一阶段在较高温度下聚合，加快聚合速率，在转化率不是十分高的情况下，Z后进行第二阶段的聚合，低温聚合降低反应速率，防止爆聚。•经聚合后的浆液为何要在低温下聚合，然后再升温？试用游离基聚合机理解WZo

7、答：自由基聚合屮采用双基终止（偶合终止或歧化终止），在预制浆液Z后，由于自由基浓度较高，终止的概率很高，为了获得较高分了量的聚合物，降低自由基活性，可以有效阻上双基终ih但是，在反应后阶段，由于聚合物浓度升高，体系粘度急剧升高，单体运动受到了阻止，同时双基终止也受限，为了降低体系由于粘度过高所导致的后续加工问题，升温促进聚合终止。•MMA单体比重940kg/m3,聚合物比重1190kg/n?,计算聚合后体积收缩率。答：根据已知条件可解：〃-炖_口-Po(940^//n3)-1-(1190^//^)-'0”_(940畑//尸~'°若要制得厚5mm,长20cm,宽

8、15cm的有机玻璃平板，计算所需的单体