人造琥珀实验介绍.pptVIP

人造琥珀—有机玻璃（PMMA）的制备 天然琥珀是4000万年至6000万年前的针叶树木所分泌出来的树脂，经过地壳的变动而深埋在地下，经长期掩埋渐渐失去挥发的成分，再经氧化、固结逐渐形成为天然树脂化石，其化学成分复杂，是人类最早认识与利用的有机类矿物之一。 琥珀的仿制品有电木、塑料和玻璃仿琥珀。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。常用做人造琥珀的材料 一、实验目的 1．了解本体聚合的基本特点。 2．掌握有机玻璃的制备方法。 二、实验原理 1、本体聚合：是单体(或原料低分子物)在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下引发的其自身进行聚合的聚合反应。有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。 本体聚合不需进行聚合物的纯化后处理。 聚合体系粘度大、传热性差，反应进行到一定阶段时会出现自动加速现象 必须排除反应热，否则分子量分布变宽，材料的机械强度变低，严重的会引起“爆聚”而使产品报废 除聚甲基丙烯酸甲酯外，还有聚苯乙烯、聚氯乙烯和高压聚乙烯可采用本体聚合生产。 反应特点 2、人工合成琥珀即是一个本体聚合反应，反应式为引发剂作用下的甲基丙烯酸甲酯的聚合反应： 放热反应 单体 结构单元 聚合度 反应温度升高，造成局部过热而导致单体气化或聚合物的裂解，产生气泡或空心 聚合时会产生体积收缩，若聚合热未经有效排除，各部分反应就会不一致，收缩也不均匀，产生表面起皱或导致裂纹 为避免这种现象的产生，在实际生产有机玻璃时，常常采取预聚成浆法或分步聚合法，并在操作过程中注意摇晃保证受热均匀 三、实验仪器与试剂 仪器：50ml锥形瓶，保鲜膜，弹簧夹或螺旋夹，水浴锅，温度计，小试管（1.5×10cm）（预先烘干作为模具） 试剂：甲基丙烯酸甲酯（MMA）（除去阻聚剂），过氧化苯甲酰（BPO），一个昆虫或一片叶子（清洗干燥） 四、实验步骤 取试剂 预聚 灌模 聚合 脱模 取试剂 取25g新蒸馏过的甲基丙烯酸甲酯单体放入干净的干燥锥形瓶中，加入引发剂过氧化苯甲酰30mg。 为防止预聚时水汽进入锥形瓶内，摇匀后可在瓶口包上一层保鲜膜，再用橡皮圈扎紧。 预聚 用70～80℃水浴加热锥形瓶，进行预聚合，并间歇振荡锥形瓶，观察体系的粘度 当瓶内预聚物粘度与甘油粘度相近时，立即停上加热并用冷水使预聚物冷至室温，以终止聚合反应 灌模 动植物标本预先整理干燥脱水，然后放入单体中浸透，赶走所含的空气，放入小试管中，将所得的预聚物灌入小试管中 灌模时要小心，不使预聚物溢至试管外。且不要全灌满，稍留一段空间，以免预聚物受热膨胀而溢出试管外。用保鲜膜将试管口封住，使预聚物与空气隔绝。 聚合 模口朝上，将上述封好口的试管放入40℃烘箱中，继续使单体聚合24h以上，然后再在100℃处理1h。 关掉烘箱热源，使聚合物在烘箱中逐渐冷却至室温。 。 脱模 聚合将试管轻轻敲破，即可得到透明的棒状有机玻璃 五、注意事项 甲基丙烯酸甲酯易燃烧，操作时要注意空气流通，禁止明火 1、 甲基丙烯酸甲酯、各种仪器不能混入水分，否则产品表面或内部会出现雾状物 2、 在引发阶段，可以通过摇瓶把热量分散出去。但料液变稠后必须降到42℃左右，平稳而缓慢地进行聚合反应，是反应热能及时散发出来 3、 预聚时要应间歇振荡，以减少氧气在单体中的溶解 4、 灌摸要尽快，因为聚合反应不会完全停止，要防止料液固化 5、 人工制造的琥珀透明度很好、光洁如玉 琥珀透明但很温润，不像玻璃、水晶、 钻石那样无遮拦地具有通透性。 谢谢！ 本体聚合没有溶剂或其他介质，不需进行聚合物的纯化后处理。其显著特点是聚合体系粘度大、传热性差，反应进行到一定阶段时会出现自动加速现象，因此必须排除反应热。否则分子量分布变宽，材料的机械强度变低，严重的会引起“爆聚”而使产品报废。本体聚合在工业上可用间歇法和连续法生产，除聚甲基丙烯酸甲酯外，还有聚苯乙烯、聚氯乙烯和高压聚乙烯可采用本体聚合生产。 * 反应热的积累会导致反应物温度升高，造成局部过热而导致单体气化或聚合物的裂解，使制件产生气泡或空心。 此外由于单体合聚合物的密度相差很大（甲基丙烯酸甲酯为0.94g/ml，聚甲基丙烯酸甲酯为1.18 g/ml），因而在聚合时会产生体积收缩。如果聚合热未经有效排除，各部分反应就会不一致，收缩也不均匀，产生表面起皱或导致裂纹。 为避免这种现象的产生，在实际生产有机玻璃时，常常采取预聚成浆法或分步聚合法。 * 本体聚合没有溶剂或其他介质，不需进行聚合物的纯化后处理。其显著特点是聚合体系粘度大、传热性差，反应进行到一定阶段时会出现自动加速现象，因此必须排