聚甲基丙烯酸甲酯ppt课件.ppt

聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯 polymethylmethacrylate 俗称 有机玻璃 简称PMMA 是具有较高软化点 较好冲击强度和耐气候性的 清澈 无色透明的热塑性塑料 一 主要原料甲基丙烯酸甲酯的结构式 聚甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸甲酯的理化性质在常温常压下是带有特殊气味的无色 透明液体 易溶于有机溶剂中 基本物理常数如下表所示 相对分子质量100闪点 闭口 10熔点 48 8折光指数1 4118沸点 100 6聚合热 kJ mol56 5相对密度0 936爆炸极限 体积 2 12 12 5 2 12 12 5 聚甲基丙烯酸甲酯 分子结构中含有不饱和双键 结构不对称 容易发生聚合反应 酯基可以水解 醇解 胺解等反应 原料来源 聚甲基丙烯酸甲酯 二 PMMA的生产工艺 聚合原理与实施方法甲基丙烯酸甲酯的聚合反应主要按自由基聚合机理进行 其引发方式可以是光 热 或引发剂 可以按本体 悬浮 溶液 乳液聚合等方法实施工业生产 甲基丙烯酸甲酯主要采用本体聚合生产有机玻璃 采用悬浮聚合生产模塑粉 采用乳液聚合生产皮革或织物处理剂 溶液聚合生产油漆 但应用较少 在利用本体聚合生产有机玻璃时 主关键的问题是如何控制克服甲基丙烯酸甲酯聚合过程中的 凝胶效应 和聚合过程体积收缩问题 影响聚合的因素聚合时 体系的氧气浓度 单体的浓度 聚合温度 溶剂种类 引发剂用量等对产物的性能都有影响 如下图所示 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA生产工艺 本体浇注法生产板 棒 管状有机玻璃 有机玻璃板材的生产 聚甲基丙烯酸甲酯 制膜将一定规格的光洁平整 无光学畸变 去毛边的硅玻璃板 依次用5 的氢氧化钠溶液 稀盐酸洗涤 再用蒸馏水洗涤干净并烘干 根据厚度要求 将符合标准的橡胶条用聚乙烯醇胶水浸后 再用玻璃纸包扎成适用的垫条 然后将垫条夹在二块玻璃板的四周 注意留灌浆口 用聚乙烯醇或其他粘性物质严格涂封 再用垫有橡皮的不锈钢夹子夹牢 聚甲基丙烯酸甲酯 制浆又称预聚合 是按配方将纯度为98 5 以上的单体和引发剂 增塑剂 脱模剂等加入预聚釜内 启动搅拌器 向夹套内通入蒸汽升温至75 85 保持5 10min 停止加热 釜内物料因聚合放热会自动升温至90 92 维持15min后 向夹套通冷却水降温至84 左右 经过15min后 将物料放入用夹套冷冻盐水冷却的釜中 快速搅拌冷却至18 20 所得浆液供灌浆使用 聚甲基丙烯酸甲酯 预聚合的目的 缩短聚合反应的诱导期 利用 凝胶效应 的提前出现 在灌模前移出较多的聚合热 保证产品的质量 减少聚合时的体积收缩 通过预聚合可以使收缩率小于12 正常由MMA至PMMA体积收缩率为20 22 浆液粘度大 可以减少灌模的渗漏损失 聚甲基丙烯酸甲酯 灌浆将预聚浆液通过漏斗灌入模具中 根据生产的板材厚度不同一般采取不同的灌浆方法 厚度小于4mm的板材 先灌浆 之后竖直置于进片架直接进入水箱 依靠水的压力将空气排出 使浆液布满模具 立即封合 聚甲基丙烯酸甲酯 厚度5 6mm的板材 在竖直灌浆后将空气排出 使浆液布满模板 立即封合 厚度8 20mm的板材 为防止料液过重使模板挠曲破裂 而把模具放在可以倾斜的卧车上 灌浆后立即垂直排气封口 如图所示 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚合 水俗法 空气俗法 水浴法是将灌好浆料的模具放入恒温水箱中静置1 2h后通入蒸汽升温 聚合温度与聚合时间依据板材的厚度而定 如厚度小于20mm的板材 其操作条件为 35 50 聚合30 38h 65 100 聚合3 5h 然后降温45 65 送去脱模 水浴法的优点是 反应容易控制 聚合产物的相对分子质量差异较小 有利于提高产品的抗磨性和抗溶剂性 利用水中压力比空气大 容易保证所得板材的厚度均匀 不足之处是劳动强度大 模具的密封严格 板材规格受水箱限制 难于生产特大型板材 聚甲基丙烯酸甲酯 空气浴法是将灌浆后的模具按与水平线成15o 20o的斜度置于聚合车上 然后将聚合车推至烘房内进行聚合 首先在85 100 的烘房中聚合到一定粘度 将溶解于浆液中的空气全部排出并降温至35 45 将模具放平 再送另一烘房 在40 60 低温聚合 再在90 100 进行高温聚合 最后降温到60 70 送去脱模 聚甲基丙烯酸甲酯 空气浴法的优点是 制模和密封没有水浴法严格 由于聚合温度较高 100 下 能缩短聚合时间 并有利于提高板材的耐热性和硬度 可以生产大型板材 不足之处是由于空气的导热性差 对模具没有压力 故增加了操作技术上的难度 聚甲基丙烯酸甲酯 脱模聚合后的模子 用模具刀插入缝中微加压力即可脱模 若有困难可用温水加热有助于脱模 脱模后的片状物经修边 裁剪 检验 分级后即可包装入库 聚甲基丙烯酸甲酯 有机玻璃管材的生产用铝管作模具 先将一端封闭 根据要求厚度灌入预制浆液 用N2赶出空气 将铝管另一端封闭 沿水平轴向方向将模具以每分钟200 300转的速度旋转 管外喷啉热水 浆液即均匀分布于管壁并进一步聚合生成壁厚一致的有机玻璃管 聚甲基丙烯酸甲酯 三 聚甲基丙烯酸甲酯的结构 性能与用途 聚甲基丙烯酸甲酯的结构聚甲基丙烯酸甲酯是含70 75 间同立构的线型热塑性高聚物 因为它不具有完全的规整结构 而且有庞大的侧基 因此是无定形的 如果采用配位聚合也可以得到全同产构或间同立构聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯的性能 光学性能聚甲基丙烯酸甲酯为高度透明的无定型热塑性塑料 具有十分优异的光学性能 透光率可达90 92 折射率为1 49 并可透过大部分紫外线和红外线 聚甲基丙烯酸甲酯 力学性能聚甲基丙烯酸甲酯是一种质轻而坚韧的材料 在常温下具有优良的拉伸强度 弯曲强度和压缩强度 但冲击强度一般 且对缺口敏感较大 表面硬度一般 易于划伤 耐磨性较低 抗银纹能力较差 聚甲基丙烯酸甲酯 热学性能聚甲基丙烯酸甲酯的氧指数为17 3 属于易燃塑料 燃烧有花果臭味 耐热温度不高 长期使用温度仅为80 电学性能由于分子中极性较大 其电性能不如聚乙烯好 其介电常数较大 主要用作高频率绝缘材料 聚甲基丙烯酸甲酯 环境性能聚甲基丙烯酸甲酯的耐候性好 长期在户外使用 性能下降很小 聚甲基丙烯酸甲酯中酯基的存在使其耐溶剂一般 只耐碱 稀酸及水溶性无机盐 长链烷烃 油脂 醇类及汽油等 不耐芳烃 氯代烃 具体有四氯化碳 苯 二甲苯 二氯乙烷及氯仿等 聚甲基丙烯酸甲酯 加工性能聚甲基丙烯酸甲酯熔体属于非牛顿流体 粘度变化主要受螺杆转速的影响 其熔体的粘度比PE PS等高 对温度的敏感性也比其他非牛顿流体类塑料高 聚甲基丙烯酸甲酯对加工温度比较敏感 成型温度在180 230 加工温度范围比较窄 超过260 以上即分解 因此加工时要严格控制温度 以防止过热 聚甲基丙烯酸甲酯在加工前需要进行干燥处理 使其含水量在0 02 以下 聚甲基丙烯酸甲酯 干燥条件 先在100 110 干燥4h 再于70 80 干燥2h 料层厚度应小于30mm 聚甲基丙烯酸甲酯的熔体粘度较大 成型中易产生内应力 为得到尺寸精度高的制品 必须在85 下进行缓慢退火处理 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯的用途照明及采光常用于灯罩 汽车 轮船 飞机上的窗玻璃及挡风玻