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什么是聚甲基丙烯酸甲酯?

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[拼音]:jujiajibingxisuanjiazhi

[外文]:polymethyl methacrylate

简称PMMA。由甲基丙烯酸甲酯 (MMA)聚合而制得的热塑性树脂,多为无定形聚合物,分子量常高达 100万。主要品种是由本体聚合制得的无色固体,是最优秀的有机透明材料,透光率>92%,密度1.19g/cm3,可着色,俗称有机玻璃,广泛用于制造光学仪器、照明灯具、广告招牌。PMMA品种很多,若经定向拉伸,可提高耐冲击性能,是高速战斗机座舱罩和风挡玻璃的极好材料(见彩图);

若由悬浮聚合制得的PMMA,主要用作挤压制品、假牙;由乳液聚合制得的胶乳可制造皮革涂饰剂(见皮革用化学品)或处理织物(见染整助剂),也可做涂料;由溶液聚合制得的树脂溶液也用于涂料。无论哪种方法制得的PMMA都具有较强的抗碱力、耐老化性和较高的强度,透光度在各种塑料中是最佳的。其表面不耐磨蚀的缺点。已可采用对表面加敷涂层或表面交联处理加以解决。20世纪80年代以来,美国和日本等正在开发将PMMA用于光信息技术的录像磁光盘和光导纤维。1984年美国有机玻璃板材、模塑料和挤出制品的市场销售量达 147kt,日本产量为135kt。

沿革

1927年德国罗姆- 哈斯公司的化学家在玻璃板间将丙烯酸酯加热聚合,生成粘性橡胶状夹层,可用作安全玻璃。当用同法浇铸聚合甲基丙烯酸甲酯时,得到了性能很好的有机玻璃板,即聚甲基丙烯酸甲酯。它是丙烯酸系树脂中最重要的品种。1931年罗姆-哈斯公司在美国的一个工厂开始生产,随后美国、英国等也相继生产。1936年英国卜内门化学工业公司开发了悬浮聚合法。中国从50年代中期开始生产PMMA,1985年产量约15kt以上。

生产方法

工业上主要有三种工艺:

(1)浇铸本体聚合 该法应用广泛。将单体和引发剂混合后加热预聚,制得的浆液浇铸(见浇铸)在一定厚度的无机玻璃模型内,在确定风速的循环空气烘房内,于40℃左右聚合至胶状。再于95~110℃高温聚合,最后降至室温脱模即得产品。混料时加入添加剂、共聚单体或交联剂,可改进某些性能。浇铸成型时需严格控制聚合速度,如引发剂用量、聚合温度和烘房风速,并及时排出释放的聚合热使聚合均匀。聚合热为54kJ/mol,当转化率达15%~20%时出现自动加速。生产的有机玻璃越厚,单位面积释放的热量越大,如不及时排散热量、严格控制温度,就会造成聚合不均匀,甚至爆聚。

有机玻璃的品种有透明、彩色、乳白、镜面、波纹、闪光等板材(见彩图),尺寸可达3.0×3.6m2。

(2)乳液聚合 单体在水中进行乳液聚合,经济、安全、工艺简便,操作粘度低,乳液固含量为30%~50%。关键是选用合适的乳化剂,常用乳化剂为非离子型。引发剂使用水溶性过硫酸钾或过硫酸铵等。该法在中国和世界上发展迅速。

(3)悬浮聚合 单体分散在水介质中,于搅拌下加热聚合,制得直径0.1~1.0mm珠状体模塑粉,经挤出造粒为模塑料,供注射成型和挤出加工用。珠体直径和工艺稳定取决于分散剂种类、用量和搅拌速度。工业产品均为 MMA和少量苯乙烯或丙烯酸甲酯及其乙酯或丁酯的共聚物,目的为改善其加工性能。60年代后,开始用这种模塑料通过挤出机连续挤出有机玻璃板,可以降低成本、节省大量平板硅玻璃,目前发展很快。

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