实验57甲基丙烯酸甲酯聚合物 实验57-1甲基丙烯酸甲酯的精制 一，日的要求 了解甲基丙烯酸甲酯单体的贮存和精制方法 2、学屋甲基丙烯锻甲酯减压蒸缩的方法。 二、基本原理 甲基丙烯酸甲酯为无色透明液体，常压下沸点为100.3一100.6℃。 为了防止甲基丙烯酸甲酯在储存时发生自聚。应加适量的阻聚剂对二酚。在聚合前需 将其除去。对苯二酚可与氢氧化钠反应，生成溶于水的对苯二肠钠盐，再通过水洗即可除去 大部分的阻聚剂， OH ONa +NaOH +H,0 ONa 水洗后的甲基丙烯酸甲酯还需进一步蒸馏精制。山于甲基丙烯酸甲酯沸点较高，加之本 身活性较大，如采用常压蒸馏会因强烈加热而发生聚合或其它副反应。械压蒸馏可以降低化 合物的沸点温度。单体的精制通常采用减压蒸偏。 山于液体表面分子逸出体系所需的能量随外界压力的降低而降低，因此，降低外界压力 便可以降低液体的沸点。沸点与真空度之间的关系可近似地用下式表示： lgP=A+B 式中，卫为直空度，T为夜达的沸点(K),A和B都是常数，可迁过定两个不同外界 压力时的沸点求出。 表2-5甲基丙烯酸甲酯沸点与压力关系 沸点C 10 30405060708090 10 0.6 压力mmHg 24 35 121827 39 54 6 3 0 主要试剂和仪器 1 主要试剂 名 试剂 规格 体 甲基丙烯酸甲酯 AR 氢氢化钠 CP 2、主要仪器 三口瓶500ml、 毛吸管（自制） 刺型分馏柱 温度计0一100℃、接收瓶
图2-90减压蒸馏装肾 1、蒸馏瓶2、毛细管3、刺型分馏杜4、温度计5、冷凝管 6、分馏头7、前馏分接收瓶8、接收瓶9、温度计 四、实验步骤 1、在500ml分液漏斗中加入250ml甲基丙烯酸甲酯单体，用5%氢氧化钠溶液洗涤数次 全无色（何次用量40-50m,然后用无离子水洗全中性，用无水硫酸钠干燥一周。 2、按图安转减压蒸馏装置，并与真空体系、高纯氮体系连接。要求整个体系密闭。开 动真空梨抽真空，并用煤气灯烘烤二口烧瓶、分偏柱、冷凝管、接收瓶等玻璃仪器，尽量除 去系统中的空气，然后关闭抽其空活塞和压力计活塞，通入高纯氮金正压。待冷却后，再抽 真空、烘烤，反复三次 2、将干燥好的甲基丙烯酸甲脂加入减压蒸馏装汽，加热并开始抽真空，控制体系压力 为100mmHg进行减压蒸馏，收集46℃的馏分。山于甲基丙烯酸甲皆沸点与真空度帝切相 关，所以对体系真空度的控制要仔细，使体系真空度在蒸馏过程中保证稳定，避免因真空度 变化而形成爆沸，路杂后夹帮讲蒸好的甲基丙酸甲指中。 3、为防止自聚，精制好的单体要在高纯氮的保护下密封后放入冰箱中保存待用 实验57-2偶氨二异丁腈的精制 一、目的要求 二、基本原理 偶氮二异丁腈(ABN)是一种广泛应用的引发剂，为白色结品，熔点102-104℃，有
毒！溶于乙醇、乙醚、甲苯和苯胺等，易燃。 偶氮二异丁睛是一种有机化合物，可采用常规的重结品方法进行精制。 三、主要试剂与仪器 1、 注要试剂 名称 试剂 规松 引发剂 偶氨二异丁晴 AR 溶剂 乙醇 2 主要仪器 推型瓶500ml、 恒温水浴、温度计0~100℃、布氏漏斗 四、实验步骤 1、在500m1锥型瓶中加入200加195%的乙醇，然后在80℃水浴中加热全乙醇将近沸腾。 迅速加入20g偶氨二异丁晴，摇满使其溶解 2、溶液趁热抽滤，滤液冷却后，即产生白色结品。若冷却全室温仍无结品产生，可将 锥型瓶置于冰水浴中冷却片刻，即会产生结品 3、结品出现后静骨0.5h,用布氏漏斗抽滤。滤饼摊开于表面皿中，自然干燥全少24h, 然后置于空干候箱中干保2h。称币，计算产率 4、精制后的偶氨二异丁晴肾于棕色瓶中低温保存备用。 实验57-3甲基丙烯酸甲留的本体聚合及成型 一、目的要求 1、了解本体聚合的原理。 2、熟悉型材有机玻璃的制备方法 二、基本原理 聚甲基丙烯酸甲酯具有优良的光学性能、密度小、机械性能好、时候性好。在航空、光 学仪器、电器工业、山用品等方面又有广泛的用途。为保证光学性能，聚甲基丙烯酸甲酯多 采用本体聚合法合成 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是按自山基聚合反应历程进行的，其活性中心为自山基。反 应包括链的引发、链增长和链终止，当体系中含有链转移剂时，还可发生链转移反应。其聚 合历程可参看实验一 本体聚合是不训其它介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光作用下进行的聚合 又称块状聚合。本体聚合具有合成工序简单，可直接形成制品月产物纯度高。本体聚合的不 足足随聚合的进行，转化率提高，体系黏度增大， 聚合热难以散出，同时长链自山基木端 包裹，扩散困难，自山基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增大而出现自动加速现 象，短时间内产生史多的热量，从而引起相对分子质量分布不均，影响产品性能，史为严重 的则引起爆聚。因此甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一般采用三段法聚合，而且反应速率的测定 只能在低转化率下完成。 三、主要试剂和仪器 1、主婴试剂 名称 试剂 规格 用量
单体： 甲基丙烯酸甲酯 精制 30四 引发： 偶氨二异丁睛 AR 0.02g 2、 主要仪器 三口瓶100ml 冷凝管 试管、恒温水浴、 温度计0~100℃ 玻腐板（二块），像皮条、 四、实验步骤 预聚体的制备 1、取0.02g偶氨二异丁腈、30g甲基丙烯酸甲，混合均匀，投入到100ml、装有冷凝 管、温度计和的磨口三口瓶中，（参实验2）开搅拌、开冷凝水。 2、水浴加热，升温全75一80℃，反应20min后取样。注意观察聚合体系的粘度，当体 系具有一定粘度（预聚物转化率的7一10%。）时.则湾止加热，并将聚合液冷知个50℃元 右。 有机玻璃薄板的成型 1、将儆模板的两块玻璃板洗净、干操，将橡皮条涂上聚乙烯醇糊，置于两玻璃板之间 使其粘合起来，注意在一角留出灌浆口，然后用夹子在四边将模板夹紧。 2、将聚合液到仔细加入玻璃夹板模具中，在60一65℃水浴中恒温反应2h。 3、将玻璃夹板模具放入烘箱中，升温全95一100℃保持1，撤除夹板，即得到一透明 光洁的有机玻璃薄板 实验57-4粘度法测定聚甲基丙烯酸甲酯的相对分子质量 一、实验目的 1、掌握毛细管粘度计测定高分了溶液相对分了质量的原 2、学会使用粘度法测定聚甲基丙烯酸甲酯的特性粘 3、通过特性粘数计算聚甲基丙烯酸甲指的对分子质量 二、实验原理 高分子稀溶液的粘度主要反映了液体分子之间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。 内磨擦阻力越大，表现出来的粘度就越大，月与高分子的结构、溶波浓度、溶剂的性质、温 度以及压力等因素有关。用粘度法测定高分子溶液相对分子质量，关键在于[]的求得，最 为方便的是用毛细管粘度计测定溶液的相对粘度。常用的粘度计为乌氏(Ubbelchde)粘度 计，其特点是溶液的体积对测量没有影响，所以可以在粘度计内采取遂步稀释的方法得到不 同浓度的溶液。 根据相对粘度的定义： -%】 式中，P、P。分别为溶液和溶剂的案度。因溶液很稀，p=P:A、B为粘度计常数 1、。分别为溶液和溶剂在毛细管中的流出时间，即液面经过刻线a、b所需时间（见图2）。 在恒温条件下，用同一支粘度计测定溶液和溶剂的流出时间，如果溶剂在该粘度计中的流出
时间大于1O0秒，则动能校正项BA产值远小于1，可忽略不计，因此溶液的相对粘度为 在一定温度下，聚合物溶液的粘度对浓度有一定的依赖关系。招述溶液粘度的浓度依赖的 方程式有： 哈斯金(Huggins)方程 n+knc c 以及克拉默(Kraemer)方程 innlnic 对于给定的聚合物在给定温度和溶液时，k、B应是常数，其k称为哈金斯常数。它表 示溶液中高分子间和高分子与溶剂分子间的相互作用，k值一般说来对线形柔性链高分子良 溶剂体系，k0.3一0.士，k+B=0.5。用血L对c作图外推和用型对c的图外推可得到 共同的载距] 对于给定聚合物在给定的溶剂和温度下，]的数值仪山试样的相对分子质量，所决定， 实践证明，]与，的关系如下：[]=KM。 三、实验设备及样品 1、实哈设各： 乌氏毛细管粘度计 恒温装置（玻璃缸水槽、加热棒、控温仪、搅拌器） 秒表（最小单位0.01秒）、 吸耳球、夹子、 容量瓶(20001)、烧杯(500m1). 沙漏斗（进5) 2、样品：聚乙烯醇稀溶液(0.1%)，蒸馏水 四、实验步骤 1、溶液配制 2、安梦粘府引 子、纯溶剂流出时间。的测定 4、溶液流经时间t的测定： 5、整理工作： 具体详细操作参见实验27
实验57-5聚甲基丙烯酸甲酯温度一形变曲线的测定 一、实验目的 1、通过聚甲基丙烯酸甲酯湿度一形变曲线的测定，了解所合成聚合物在受力情况下 的形变特征 2、掌握温度一形变曲线的测定方法及玻璃化转变温度Tg的求取。 二、实验原理 当线形非结品性聚合物在等速升温的条件下，受到恒定的外力作用时，在不同的温度范 围内表现出不同的力学行为。这是高分子链在运动单元上的宏观表现，处于不同力学行为的 聚合物因为提供的形变单元不、同，其形变行为也小不同。对于同一种聚合物材料，山于相对分 子质量个同，它们的温度一形变曲线也是不同的。随者聚合物相对分子质量的增加，曲线向 高温方向移动 温度一形变曲线的测定同样也受到各种操作因素的影响，主要是升温速率、载荷大小及 试样尺小。一般来说，升温速率增大，g向高温方向移动。这是因为力学状态的转变不是 热力学的相变过程，而且升温速率的变化是运动松地所决定的。而增加截荷有利于运动过程 的进行，因此Tg会降低。 温度一形变曲线的形态及各区域的大小，与聚合物的结构及实验条件有帝切关系，测定 聚合物温度一形变曲线，对估计聚合物使用温度的范围，制定成型工艺条件，估计相对分子 质量的大小，配合高分子材料结构研究有很重要的意义。 三、实验仪器 1、德国NETZSCH公司生产的TMA202型热分析仪 2、样品，自制PMMA 四、实验步骤 1、制样：本实验样品为厚度<22m的圆柱形样品，所制符的样品应保证上下两个平面 完全平行。 2、参数设及测试 3、分析：测试完成后得到一张温度-形变曲线，选样Tool/Run analysis program,进入曲 线分析程序。 具体操作过程参照实验28