甲基丙烯酸甲酯本体聚合.doc

高分子化学实验: 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的了解甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合原理,掌握本体聚合的方法;熟悉有机玻璃的制备及成型方法。二、基本原理本体聚合是烯类单体在没有介质的情况下,单体本身在引发剂或催化剂等作用下进行的聚合,而自由基聚合可以通过本体聚合实现。本体聚合的特点是产物纯净,尤其可以得到透明制品,所需设备简单。甲基丙烯酸甲酯( MMA )通过本体聚合方法可以制得有机玻璃。聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在,为无定形固体,其最突出的性能具有高度的透明性,其比重小,故制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。同时又具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。聚甲基丙烯酸甲酯表面光滑,在一定的弯曲限度内,光线可在其内部传导而不逸出,故外科手术中利用它把光线输送到口腔喉部作照明。聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良,是很好的绝缘材料。甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行如下聚合反应: 由于甲基丙烯酸甲酯单体比重只有 g/ cm 3, 而聚合物比重为 g/ cm 3,故有较大的体积收缩。三、仪器和试剂主要仪器设备: 试管四颈瓶冷凝管恒温水浴搅拌器四、实验步骤称取 16ml 甲基丙烯酸甲酯,并用玻璃纸准确称取 (占单体量 % )的过氧化苯甲酰,混合放进锥形瓶中,装上回流冷凝管,以水浴加热保持 85~ 90℃。注意引发剂是否全部分解完全,观察现象,看有无气泡产生。经 15~ 20min 后,体系稍有粘稠状时, 换冷水浴冷却到 40℃左右。将反应物倒入预先洗净烘干的小试管中,密封试管口,移入 40~ 50℃烘箱中放置 2~ 3天。到固化阶段后,再在 115 ℃士 5℃处理 1h,使聚合达到完全,冷却后脱模。 nCH 2 CH 3CCOOCH 3CH 2 CH 3CCOOCH 3 n 五、注意事项 MMA 在本体聚合中的突出特点是有“凝胶效应”,即在聚合过程中,当转化率达到 10%~ 20%时,聚合速率突然加快,物料的粘度骤然上升,以致发生局部过热现象。其原因是由于随着聚合反应的进行,物料的粘度增大,活性增长链移动困难,致使其相互碰撞而产生的链终止下降;相反,单体分子扩散作用不受影响,因此活性链与单体分子结合进行链增长的速率不变,总的结果是聚合总速率增加,以致发生爆发性聚合,即“爆聚”现象。六、讨论与思考 1. MMA 的本体聚合“凝胶效应”的产生原因?有何特点?制造有机玻璃的步骤有哪些? ?采用什么措施来解决这些问题? 高分子物理实验: 粘度法测定聚合物的分子量一、实验目的掌握用乌氏粘度计测定高分子溶液粘度的方法并计算粘均分子量 M η。二、实验原理高分子溶液具有比纯溶剂高得多的粘度,其粘度大小与高聚物分子的大小、形状、溶剂性质以及溶液运动时大分子的取向等因素有关。因此,利用高分子粘度法测定高聚物的分子量基于以下经验式: Mark 经验式: 式中: [η]-特性粘数 M-粘均分子量 K-比例常数α-与分子形状有关的经验参数 K和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关,也和分子量大小有关。 K 值受温度的影响较明显,而α值主要取决于高分子线团在某温度下,某溶剂中舒展的程度, ~1 之间。 K与α的数值可通过其它绝对方法确定,例如渗透压法、光散射法等