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

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