内容发布更新时间 : 2024/9/28 21:29:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

高 分 子 化 实验讲义

指导老师：娄帅

学

实验一 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

一、实验目的：

1) 、了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法； 2) 、掌握减压蒸馏的原理及操作过程。

二、 实验原理：(实验原理在预习时可以简化，挑重点写)

甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行自由基聚合反应。自由基加聚的工艺方法主要有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。本体聚合由于反应组成少，只是单体或单体加引发剂，所以产物较纯，但散热难控制；溶液聚合过程易控制，散热较快，不过产物中含溶剂（有些污染环境），后处理比较困难；悬浮聚合以水作溶剂，水无污染，散热好，易除去，但要求单体不溶于水，故在应用上受限制；乳液聚合反应机理不同，可以同时提高聚合速度聚合度，散热好，易操作。 甲基丙烯酸甲酯在BPO引发下自由基聚合：

自由基聚合属连锁反

应，一般有三个基元反应：链引发，链增长，链终止（有时还会出现链转移）反应。

链引发： R· +MM→RM·

链增长： RM· +M→RMM· +M→RMMMM· +M

→…→﹋M·

链终止： ﹋M·+ ﹋M·→‘死’聚合物

本实验采用本体聚合，当反应到一定程度时粘度增大，大分子链自由基活性降低，阻

碍了链自由基的相互结合，使链终止速率减慢，而小分子单体却依然可以自由与链结合，链增长速率不会受到影响，从而导致自动加速效应，内部温度急剧上升，又继续加剧反应，如此循环，而粘度又屏蔽热量，使局部温度过高，严重影响聚合物的性质，这是我们不想看到的。

图 1、为聚合反应的变化规律，图中曲线表明：聚合反应开始前有一段诱导期，聚合

速率为零，体系无粘度变化。在转化率超过 20％以后，聚合速率显著增加，出现自动加速效应。而转化率达到 80％以后，聚合速率显著减小．最后几乎停止聚合，需要升高温度才能使聚合反应完全。为避免出现自动加速效应，可通过冷却降温与控制粘度的方法，在预聚时控 制粘度，并控制温度在

80~90℃时（引发剂的半衰期适当），以适应在较低温度下聚合。 三、实验仪器及药品：

仪器：试管 具塞锥形瓶 恒温水浴锅

药品：过氧化苯甲酰（BPO) 甲基丙烯酸甲酯（MMA)

四、实验步骤：

1、 预聚 洗净并干燥玻璃仪器，加热水浴锅到 80~90℃。称取 0.05g 引发剂 BPO 放

入带磨口的小锥形瓶中，再加入 15ml 单体 MMA。在水浴锅中加热锥形瓶，盖上塞子（不要老是摇动），当瓶内的预聚物粘度与甘油（或新鲜蜂蜜）粘度相近时，立即停止加热，冷却至室温。

2、 灌模 取一干燥洁净的试管（可适当地加些许装饰物），为避免有气泡产生，将预聚

物缓慢、呈细流线状倒入试管中，注意切勿完全灌满，应预留一定空间以防胀裂。

3、 聚合 将试管封口，放在 40~50℃的烘箱中聚合 24 小时，直至硬化。最后在100℃

情况下处理 0.5 至 1 小时，使反应趋于完全。

4、 脱模 敲碎试管，得聚合物有机玻璃。 五、要求：

实验报告中必须写出实验现象和实验结果。思考题必须做。

六、思考题

1）、 制备有机玻璃时，为什么需要首先制成具有一定粘度的预聚物?

2）、 在本体聚合反应过程中，为什么必须严格控制不同阶段的反应温度?