第七章聚甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)

聚甲基丙烯酸甲酯第七章7.1有機玻璃棒和板材生產(chǎn)7.1.1有機玻璃的概念

有機玻璃：化學名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,是以丙烯酸及其酯類聚合所得到的高分子化合物，統(tǒng)稱丙烯酸類樹酯，相應的塑料統(tǒng)稱聚丙烯酸類塑料，是迄今為止合成透明材料中質(zhì)最優(yōu)質(zhì)的。7.1.2有機玻璃的誕生和發(fā)展1872年丙烯酸的聚合性始被發(fā)現(xiàn)；1880年甲基丙烯酸的聚合性為人知曉；1901年丙烯聚丙酸脂的合成法研究完成；1927年運用前述合成法嘗試工業(yè)化制造；1937年甲基酸脂工業(yè)制造開發(fā)成功，由此進入規(guī)模性制造。二戰(zhàn)期間因壓克力具有優(yōu)異的強韌性及透光性，首先，被應用于飛機的擋風玻璃，坦克司機駕駛室的視野鏡。1948年世界第一只壓克力浴缸的誕生，意味著壓克力的應用進入了新的里程碑。7.1.4PMMA的性能1.光學性能

PMMA最大的特點是具有優(yōu)異的光學性能，這也是其俗稱“有機玻璃”的由來。

PMMA折射率1.49透光率92%

無機硅酸鹽玻璃折射率1.5左右透光率80%

主要是因為它是無定形聚合物，質(zhì)地均勻，其內(nèi)部分子排列方式不會影響進入內(nèi)部的光線在各個部分通過時的速度，光線能夠以同樣的速度前進，不會四面分散，互相干擾。2.力學性能（1）較高的拉伸強度和彈性模量，沖擊強度是無機玻璃的7~18倍，韌性高于PS，但比ABS低得多，具有一定的脆性，在較高沖擊能的作用下會破裂。（2）表面硬度不足，易被硬物擦傷、擦毛而失去光澤。（3）彎曲強度和壓縮強度在Tg下受溫度影響較小；而拉伸強度和沖擊強度對溫度較敏感。（4）可通過與極性組分共聚，加入交聯(lián)劑使其形成網(wǎng)狀結構，經(jīng)拉伸形成丁香結構等手段來提高其力學性能。3.熱性能（1）屬于易燃材料，點燃離火后不能自熄，火焰呈淺藍色，下端為白色。燃燒時伴有腐爛水果、蔬菜的氣味。（2）Tg為105℃，軟化點為100~102℃，催化溫度在-60℃以下。PMMA可在-60~65℃范圍內(nèi)長期使用，短時使用溫度不宜超過105℃。（3）比熱容比大多數(shù)熱塑性塑料低，有利于它快速受熱塑化。4.化學性能（1）耐化學腐蝕性耐水溶性鹽、弱堿和某些稀酸，但不耐氧化性酸和強堿。同時，介質(zhì)的濃度越大，溫度越高，其穩(wěn)定性越低。在有機化合物中，PMMA對長鏈烷烴、簡單的醚類、油脂較為穩(wěn)定，不耐短鏈的烷烴、醇、酮等。（2）耐候性與其他樹脂相比，具有優(yōu)良的耐候性。老化主要是紫外線的作用。在室外大氣條件下，性能僅稍有下降。5.電性能

盡管PMMA的大分子鏈與PE相似，但電性能卻比PE差得多，主要是由于PMMA分子鏈上帶有極性的酯基。但由于酯基的極性并不太大，因此其仍具有良好的介電和電絕緣性能。6.成型加工性能就熔融成型而言，性能特點如下：（1）酯基的存在使PMMA易于吸濕，因而物料在成型加工前必須進行干燥，使水分含量降低到0.02％一下。（循環(huán)鼓風干燥或紅外線干燥。）（2）成型加工溫度范圍較窄，一般為180~250℃。（3）熔體黏度較高，對溫度的敏感性大。（4）大分子鏈具有一定剛性，為減小制品內(nèi)應力，成型模具溫度一般不低于40℃。7.1.5有機玻璃的分類有色透明有機玻璃：俗稱彩板。透光柔和，用它制成的燈箱、工藝品，使人感到舒適大方。有色的有機玻璃分透明有色、半透明有色，不透明有色三種。磁有機玻璃光澤不如珠光有機玻璃鮮艷，質(zhì)脆、易斷、適于制作表盤、盒、醫(yī)療器械和人物、動物的造型材料。透明有機玻璃：透明度高，宜制燈具。用它制成的吊燈、玲瓏剔透、晶瑩澄澈。半透明有機玻璃：類似磨砂玻璃，反光柔和，用它制成的工藝品，使人感到舒適大方。無色透明：有機吊燈，玲瓏剔透，晶瑩澄澈。珠光有機動性玻璃：是在一般有機玻璃加入珠光粉或熒光粉著成。這類有機玻璃色澤鮮艷，表面光潔度高，外形式經(jīng)模具熱壓后，即使磨平拋光，仍保持模壓花紋，形成獨物的藝術效果。用它可制作人物、動物造型，商標、裝飾品及宣傳展覽材料。壓花有機玻璃：分透明、半透明無色，質(zhì)脆，易斷，適于制作。7.1.6PMMA的應用1.建筑應用:櫥窗、隔音門窗、采光罩、電話亭等

日光燈、吊燈、街燈罩等

2.照明應用：3.交通應用:

火車、汽車等車輛門窗等4.醫(yī)學應用:

嬰兒保育箱、各種手術醫(yī)療器具有機玻璃在醫(yī)學上應用于假牙，不僅如此還有一個絕妙的用處，那就是制造人工角膜如果人眼的透明角膜長滿了不透明的物質(zhì)，光線就不能進入眼內(nèi)。這就是全角膜白斑病引起的失明，而且這種病無法用藥物治療。5.工業(yè)應用：

儀器表面板及護蓋等

六、民用品：

衛(wèi)浴設施、化妝品、水族箱等7.家居應用：桌子、椅子等家居日用產(chǎn)品7.3PMMA模塑粉生產(chǎn)PMMA模塑粉是通過甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合物制備，可用壓制成型的方法制造假牙、牙托、假肢或其他模塑制品。生活中處處可見PMMA的簡介PMMA即聚甲基丙烯酸甲酯，也叫有機玻璃或者亞克力。結構式：是一種開發(fā)較早的重要熱塑性塑料，具有較好的透明性、化學穩(wěn)定性和耐候性，易染色，易加工，外觀優(yōu)美，在建筑業(yè)中有著廣泛的應用。PMMA的特性有機玻璃的特性高度透明性

機械強度高

重量輕

易于加工

介電和電絕緣性能

耐老化性

PMMA的合成及性能PMMA的合成方法：MMA自由基聚合陰離子聚合PMMA無規(guī)立構有規(guī)立構可結晶單體引發(fā)劑分散劑或其溶液軟水（去離子水）聚合過濾水洗干燥成品包裝廢水懸浮聚合工藝控制較容易，聚合物的相對分子質(zhì)量較低，可進行注塑、擠出等成型加工。但聚合過程中加入的分散劑等易殘留于產(chǎn)品中，因而其產(chǎn)品純凈度差。適合小規(guī)模間歇生產(chǎn)。1.懸浮聚合PMMA的聚合方法2.溶液聚合單體溶液聚合生產(chǎn)

PMMA塑料具有過程易于控制、無污水，產(chǎn)品比較純凈等優(yōu)點，也是PMMA塑料生產(chǎn)的主導工藝。不足之處是產(chǎn)品生產(chǎn)效率低、流程長、后處理能耗高，切換速率較慢，變更品種不夠靈活。因此，需要進行工藝優(yōu)化，以減少溶劑用量，降低生產(chǎn)成本。PMMA的聚合方法引發(fā)劑鏈轉(zhuǎn)移劑溶劑聚合一級脫揮二級脫揮聚合溶劑回收3.本體聚合MMA引發(fā)劑預聚合澆注至模型中逐漸升溫聚合有機玻璃澆鑄制品

本體聚合產(chǎn)物相對分子質(zhì)量較高，可達10萬左右，且雜質(zhì)少，具有高度的透明性。通常，本體聚合反應器也就是模具，反應結束后，可獲得與模具形狀相同的產(chǎn)品，主要有板、棒、管等。PMMA的聚合方法主要是因為它是無定形聚合物，質(zhì)地均勻，其內(nèi)部分子排列方式不會影響進入內(nèi)部的光線在各個部分通過時的速度，光線能夠以同樣的速度前進，不會四面分散，互相干擾。有“塑膠水晶”之美譽。

PMMA的性能1.物理性能

PMMA

折射率1.49

透光率92%

無機硅酸鹽玻璃折射率1.5左右透光率80%最大的特點，“有機玻璃”名稱的由來屬于易燃材料，點燃離火后不能自熄，現(xiàn)已出現(xiàn)添加了阻燃劑的難燃PMMA；耐高溫性能較好，在100℃以下的環(huán)境中能夠保持穩(wěn)定，不易變形。光學性能熱性能2.化學性能PMMA的性能耐水溶性鹽、弱堿和某些稀酸，但不耐氧化性酸和強堿。在有機化合物中，PMMA對長鏈烷烴、簡單的醚類、油

脂較為穩(wěn)定，不耐短鏈的烷烴、醇、酮等。

與其他樹脂相比，具有優(yōu)良的耐候性。老化主要是紫外線的作用。在室外大氣條件下，性能僅稍有下降。

較高的拉伸強度和彈性模量，沖擊強度是無機玻璃的7~18倍，具有一定的脆性，在較高沖擊能的作用下會破裂。表面硬度不足，易被硬物擦傷、擦毛而失去光澤。彎曲強度和壓縮強度在Tg下受溫度影響較?。欢鞆姸群蜎_擊強度對溫度較敏感?？赏ㄟ^與極性組分共聚，加入交聯(lián)劑使其形成網(wǎng)狀結構，經(jīng)拉伸形成丁香結構等手段來提高其力學性能。3.機械性能PMMA的性能PMMA的加工工藝1.澆鑄成型2.擠出成型澆鑄型的板材性能比擠出型的要好，價格也要貴些，澆鑄型的板材主要用于雕刻，裝飾，工藝品制作，擠出型的通常用于廣告招牌，燈箱等制作。PMMA的加工工藝3.注塑成型4.二次成型PMMA的應用采光交通建筑照明光學航空PMMA的應用泡泡椅布蘭奇小姐椅PMMA的應用英國館PMMA的應用馬爾代夫水下餐廳德國柏林水族館PMMA的應用巴達霍斯國會廳馬德里森林辦公室發(fā)展前景與近況隨著國內(nèi)廣告業(yè)、建筑業(yè)、交通業(yè)的迅猛發(fā)展，PMMA的需求量將大幅度增加，產(chǎn)品也將逐步由低端市場向中、高端市場擴展。

此外，PMMA還可用于制造液晶顯示器（LCD