第四和第五章PMMA、PUR

第四章聚甲基丙烯酸甲酯塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗稱有機玻璃，具有質(zhì)硬、不易碎裂、高度透明、耐侯性好、易于染色和成型等特點，成為應(yīng)用廣泛的透明塑料材料。第一節(jié)聚甲基丙烯酸甲酯的合成

1、本體聚合本體聚合散熱困難，反應(yīng)過程中有明顯的自動加速現(xiàn)象，在工業(yè)生產(chǎn)中常采用三段式聚合：

預(yù)聚合聚合高溫處理

CH2CCH3COOCH3特點：（1）相對分子質(zhì)量較高，可達(dá)10萬 左右；（2）雜質(zhì)少，具有高度透明性；（3）本體聚合反應(yīng)與成型同時進(jìn)行：即：本體聚合反應(yīng)器也就是模具，反應(yīng)結(jié)束后，可獲得與模具形狀相同的產(chǎn)品，主要有板、捧、管等。2、懸浮聚合

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(jìn)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，因而其純度不如本體法樹脂。懸浮聚合產(chǎn)物主要用于生產(chǎn)復(fù)雜的有機玻璃制品。CH2CHOCH3OCCH3(

)n第二節(jié)聚甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)和 性能一、聚甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)式中有錯誤嗎？11、非晶性PMMA大分子鏈上的甲基和甲酯基破壞了分子鏈的空間規(guī)整性，因而機玻璃難以結(jié)晶，是一種典型的非晶、透明聚合物。2、具有一定的剛性

大分子鏈上不對稱取代基妨礙了大分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因而具有一定的剛性，致使其Tg比PE高得多。較高的Tg和無定形結(jié)構(gòu)使PMMA在室溫條件下具有一定的剛性。3、大分子結(jié)構(gòu)中沒有叔氫原子具有較好的耐候性，即耐老化性能。二、PMMA的性能特征

1、物理性能（1）PMMA高度透明.(2)無毒無味，密度約為1.18,在水中下沉；（3）易燃，火焰呈淺蘭色，下端為白色。燃燒時起泡、融熔滴落，并伴有腐爛水果、蔬菜的氣味。

2、光學(xué)性能PMMA是質(zhì)地均勻的無定型熱塑性塑料，勻質(zhì)，有均一的透光率達(dá)92%，比無機硅酸鹽玻璃還高，其透明性是常用塑料中最好的。這也是其俗稱“有機玻璃”的由來。3、力學(xué)性能

PMMA具有較高的剛性,但稍遜于無機玻璃；

沖擊強度是無機玻璃的7～18倍，韌性不僅大大高于無機玻璃而且高于PS，但比ABS樹脂低得多；

硬度不足，表面磨毛后對透明性有一定影響。哪么有機玻璃與無機玻璃比有什么優(yōu)點？（1）比無機玻璃更透明；（2）比無機玻璃的韌性大大提高， 不易脆裂；（3）比無機玻璃更易成型，可容易 地成型出更復(fù)雜的各類制品。4、PMMA的熱性能PMMA的Tg為105℃，維卡軟化點100～102℃，脆化溫度在－60℃以下。通常，PMMA可在－60～65℃范圍內(nèi)長期使用，短時使用溫度不宜超過105℃。5、耐候性

與其它樹脂相比，PMMA具有優(yōu)良的耐候性。在室外大氣條件下經(jīng)過4年的老化試驗，它的拉伸強度和透光率僅稍有下降，重量基本保持不變，外觀色澤泛黃，但無裂紋、翹曲、起泡等現(xiàn)象。

為什么？一、澆鑄成型澆鑄成型是指在不加壓或稍加壓的情況下，將單體原料注入模內(nèi)并使其成為制品或型材的方法。產(chǎn)品有透明、半透明或不透明的各種顏色及珠光的扳、棒、管等。該種PMMA性能較好，是有機玻璃的主要品種。第三節(jié)、PMMA的成型加工與應(yīng)用其工藝流程為：澆鑄成型就是聚合過程，由小分子變成大分子的過程。二、模塑料成型

指擠出、注塑成型等。1、模塑料成型的物料特性①PMMA易于吸濕，成型加工前必須進(jìn)行干燥，使水分含量降低到0.02%以下。干燥時，可采用循環(huán)鼓風(fēng)干燥或遠(yuǎn)紅外線干燥等方法，干燥溫度80～95℃，干燥時間視料層厚度而定，一般4～10h。

②PMMA的成型加工溫度范圍較窄，一般為180～250℃，溫度超過260℃易引起材料分解，因而成型加工中必需嚴(yán)格控制溫度。 ③在成型加工溫度下PMMA的熔體黏度較高，對溫度的敏感性大。除采用較高的成型壓力外，要求嚴(yán)格控制成型加工溫度，溫度波動時難以得到尺寸精度較高的制品。④PMMA大分子鏈具有一定剛性，為減小制品內(nèi)應(yīng)力，成型模具溫度一般不低于40℃，對力學(xué)性能和尺寸精度要求較高的制品可進(jìn)行熱處理。

2、模塑料成型方法

適宜于注塑、擠出成型制造各類透明制品或配件。

通過拉伸成型、熱成型、機加工等二次成型加工方法，PMMA也可制造各類透明制品或配件。

三、聚甲基丙烯酸甲酯二次成型加工四、聚甲基丙烯酸甲酯的應(yīng)用PMMA具有優(yōu)良的耐候性、光學(xué)透明性及力學(xué)性能，在航空、交通、建筑、儀表、采光、照明、光學(xué)等領(lǐng)域作為無機硅玻璃的替代品應(yīng)用極為廣泛，下表給出了在這些方面的具體用途。應(yīng)

用

領(lǐng)

域用

途

舉

例航

空

交

通

儀

表

建

筑

采

光

照

明

光

學(xué)飛機座艙蓋、風(fēng)擋、機艙、舷窗、宇航器械

汽車、船舶的防彈玻璃及窗玻璃、汽車及摩托車的擋風(fēng)玻璃、路標(biāo)

儀表零件、指示燈罩、表面覆蓋板、儀表盤

色有機玻璃浴缸、洗臉盆等高級衛(wèi)生潔具、大理石

太陽能集熱器的外罩、林業(yè)溫室、水族海底隧道

室內(nèi)外照明器具、汽車尾燈、交通信號燈罩

光學(xué)鏡片（如眼鏡、放大鏡、各種透鏡）、激光防護鏡、光導(dǎo)纖維、電視屏幕俗稱：壓克力亞克力（ACRYLIC）第五章聚氨酯塑料及其彈性體聚氨酯（PUR）是主鏈結(jié)構(gòu)中含有基團的一類高分子化合物的統(tǒng)稱。第一節(jié)聚氨酯的基本原料主要有：異氰酸酯、多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑等。一、異氰酸酯異氰酸酯是PUR的主要原料之一，其分子結(jié)構(gòu)中均含有異氰酸酯（－NCO）基團。生產(chǎn)PUR用的最多的是甲苯二異氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和多亞甲基多苯基異氰酸酯（PAPI）。二、多元醇制備PUR的多元醇一般為分子內(nèi)含有兩個以上羥基的有機化合物，常見的有聚酯多元醇和聚醚多元醇。

（1）聚醚多元醇

黏度低、可在常溫下混合、制得的PUR彈性大、成本低的優(yōu)點，特別適用于軟質(zhì)PUR泡沫塑料制品。（2）聚酯多元醇

使用聚酯多元醇制得的PUR制品具有力學(xué)強度高，絕緣、耐油、耐熱、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但由于其自身黏度大，與其它組分互混性差，施工較困難，加上原料成本高，因而用途不如聚醚多元醇廣泛。三、添加劑為了調(diào)節(jié)PUR樹脂合成反應(yīng)及產(chǎn)品性能，在反應(yīng)過程中需要加入各種助劑，如催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑、殺蟲劑、著色劑、阻燃劑、抗靜電劑和填料等，以滿足各類制品使用性能的要求。

利用上述原料可得到PUR樹脂，由此可制成：泡沫塑料

革制品PUR性能范圍寬，用途涉及各行各業(yè)，在高分子材料工業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位。在塑料工業(yè)中主要用作泡沫塑料。彈性體、涂料、膠黏劑、纖維等。

第二節(jié)泡沫塑料

作為塑料PUR主要用于泡沫塑料，分為軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料和硬質(zhì)泡沫塑料。軟質(zhì)PUR泡沫塑料具有高回彈性，吸音效果好，透氣性和透濕性優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于家具、座椅、織物復(fù)合及隔音材料等方面；硬質(zhì)泡沫塑料主要用作絕熱材料。第三節(jié)聚氨酯革制品

70年代初，PUR革制品問世。PUR革制品性能更為優(yōu)異，其材料性能、外觀、手感等更接近天然皮革，具有質(zhì)地柔軟、美觀、耐磨、耐寒、透氣、耐老化等特點。人造革：人造革是以經(jīng)緯交織的紡織布為基材，表面涂覆樹脂和助劑配混料的塑料制品；合成革：合成革是以無紡布為基材，經(jīng)浸漬涂覆由樹脂和助劑配混料而