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MMA单体预聚PMMA树脂的方法

时间:2013-06-15 17:27  来源:百度文库  作者:wenku  人气:

MMA单体预聚PMMA树脂的方法
 


     在说明两者之间的区别之前,首先以最常见的PMMA型材来简述一下PMMA树脂的基本属性和制备方法。
PMMA是英文polymethyl methacrylate的缩写,也就是聚甲基丙烯酸甲酯,俗称有机玻璃、亚克力等。

 

PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂
PMMA液体树脂PMMA液体树脂
 
      无论是涂料用还是型材用PMMA树脂,都具有PMMA树脂的基本属性,也就是优异的理化、光电、耐久性能。

      所不同的是涂料用PMMA树脂必须具备可配制涂料的液体状态,并且要能够在涂料施工完成才最终反应成膜。如果直接采用MMA来制成涂料,在使用时才加入引发剂(一般是BPO),那样由于整个反应过程完全处于不可控状态,也就使最终成膜的涂料性能无法达到理想状态,主要缺陷表现为:涂层慢干、抗污性差、黄变明显、容易脱落等。

     要使涂层在具备PMMA树脂优异性能的同时,又兼顾涂料应用的特点,是不宜采用MMA直接制成涂料的,应该采用预聚技术,也就是将MMA进行预聚合,在聚合度约为30左右的时候,采用阻聚封端技术,将MMA制成液态的PMMA预聚物(由于这一切反应都是在人工控制下完成的,所以PMMA预聚物的性能是非常稳定可靠的,并且可以根据今后涂料的使用要求,事先调整好树脂的参数,比如柔韧性、分子线性、相溶性等),再根据需要制成各种涂料,在施工时加入引发剂,引发PMMA预聚物快速完成剩余反应,最终形成性能优异的涂层。




MMA预聚物PMMA树脂的合成原理及方法:
 

     采用过氧化物,通常是过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,配合相应的促进剂,

引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行自由基聚合,在转化率约30-50 左右的时候,采

用阻聚封端技术强制终止反应,过程如下:





     其中,甲基丙烯酸甲酯在60℃以上时聚合,以企划终止为主。

     本体聚合反应是一个连锁反应,反应速度很快,伴随着聚合物的生成出现自动加速现象,并且甲基丙烯酸甲酯不是聚合物的良溶剂,长脸自由基有一定的卷曲,自动加速效应更加明显。因为引发是通过小分析的单分子分解发生的,而生长只需要单体移动到生长链的末端,所以这两个过程的聚合速率在聚合初期并不特别依赖相应的反应物在介质中扩散的能力。另一方面,双分子终止需要在粘度增加到一定程度后,终止速率将被扩散速率所控制,而引发和生长速录则不受影响。这种在速率上的不连续性突然破坏了连锁反应的稳定状态,终止生长的链段数少于开始生长的链段数,导致反应速率于放热速率随反应进行而增加。这种效应称之为“自动加速效应”。由于粘度增加,散热苦难,会发生“爆聚”现象。因此本题聚合要求严格控制不同反应阶段的温度变化,随时排除反应热是很关键的问题。

     当转化率达到20 左右时就会随时出现“爆聚”现象,如果不能及时终止反应将使聚合物粘度过大失去使用价值,但过早终止反应又会造成转化率偏低, 树脂性能不佳的问题,所以在此阶段须精确控制反应进程,在转化率达到30-50 左右时,立即终止反应,并采用封端技术,以确保预聚物的活性。

      简单理解就是:MMA本体聚合,需要加温60~90℃引发,反应到一定程度,让其停止并降温,避免爆聚现象发生。然后再次引发反应完成终端聚合。这种MMA本体聚合反应,目前都是在工厂内完成的。

      所以PMMA预聚物需要经过复杂的预聚过程,对MMA单体预聚合才能达到随心所欲的控制其性能及反应时间,所以成本也就自然比MMA单体高很多。
 
 
注:本文所有资料均来自公开的科技文献,百度即可。
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