E02 有机玻璃的制造.doc

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1、沖沪丿、学实验报告专业：化学丁程与丁艺姓名：学号：口期：2012」1.29地点：四溪化学楼409课程名称:化工专业实验实验名称：有机玻璃的制造一、实验目的和要求三、主要仪器设备五、实验数据记录和处理七、讨论、心得指导老师：卜志扬实验类型：高分了实验成绩:同组学生姓名：二、实验内容和原理四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析一、实验目的了解木体聚合的特点，掌握本体聚合的实施方法，并观察幣个聚合过稈屮体系黏度的变化过程。二、实验原理木体聚合是不加其他介质，只有单体木身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合，又称块状聚合。木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

2、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彖或凝胶效应，这些轻则造成体系局部过热，使装聚合物分了量分布变宽，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，可在较大的反应订器屮进行；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）线

3、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，报后脱模制得有机玻璃平板。三、实验仪器及药品仪器：仪器名称规格数量三角瓶50mL1只烧杯lOOOmL1只恒温;槽1只温度计100°C1支量筒50、100mL各1只试管IOmmx7Omm1支烧杯40

4、0mL1只制模玻璃lOOmmx100mm2块另：橡皮条、玻璃纸、描图纸、浇水、试管夹、玻璃棒若干P・02实验名称：有机玻璃的制造姓名：学号：试剂:试剂名称规格用量甲基丙烯酸甲酯（MMA）新鲜蒸憾,BP=100.5°C30mL过氧化二苯甲酰（BPO）重结晶0.05g令苯二甲酸二丁酯（DBP）分析纯2mL四、实验步骤1.向恒温水浴槽内加入一定量的水，打开电源，升温至90°C。2.制模将一定规格的两块普通玻璃板洗净后，烘干。用透明玻璃纸将橡皮条包好，使Z不外嘉。将包好的橡皮条放在两块玻璃板Z间的三边，用沾有胶水的描图纸把玻璃板三边封严，并用夹了夹上，留出一边作灌浆用，制好的模放入

5、烘箱内，于50°C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屮，加入30mLMMA、0.05gBPO及2mLDBP,BPO完全溶解后，将三角瓶放入水浴中，逐步加热至90〜92°C,保温。（注意：聚合过稈屮，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，在盛冷水的烧杯屮冷却至40°C左右，立即将预聚液注入模屮，另取一条描图纸封住模了的最后一边。装4.低温聚合将注有浆液的模子放入50°C烘箱内低温聚合。订5.高温聚合当成柔软透明固体时，升温至1CXTC下继续聚合2h,使Z完全反应，然后冷却至室温。线6.脱模取岀模了

6、，将其放入水屮浸泡少顷，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木相同，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。成品的透明度和强度等性能祁比较不错，此次有机玻璃制造实验可谓成功。P.03实验名称：有机玻璃的制造姓名：学号：六、思考题1.在合成有机玻璃板时，采用预聚制浆的目的何在？采用预聚制浆，是为了解决MMA在进行木体聚合时的散热问题，避免H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

7、重不同而引起的体积收缩等问题。2.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释Z。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埠，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白动加速现象或凝胶效应，这些轻则造成体系局部过热，使聚合物分了量分布变宽，从而影响产品的机械强度；重则体系温度失控，引起爆聚。3.MMA单体比重为940kg/n?,聚合物比重为1190kg/m3,计算聚合示体积收缩百分率。9407