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第四章丙烯酸酯类塑料第一节聚甲基丙烯酸甲酯•化学式:[C5O2H8]n聚甲基丙烯酸甲酯英文缩写为PMMAH2CCCH3COOCH3n一、PMMA的合成•甲基丙烯酸甲酯单体1.丙酮氰醇法H3CCOCH3H3CCCNCH3OHH2CCCH3CNH2·H2SO4OH2CCCH3COOCH3NH2HSO4H2SO4HCNCH3OH2.异丁烯氧化法H2CCCH3CH2N2O4H3CCCOOHNO2CH3H3CCCOOH2OHCH3CH3OHH2CCCH3COOCH3H2OHNO3HNO3H2O异丁烯来源于石油尾气，价廉易得，不使用剧毒的氰化氢，生产成本比丙酮氰醇法低，且工艺简单，操作方便。•PMMA的聚合1.本体聚合MMA引发剂预聚合浇注至模型中逐渐升温聚合有机玻璃浇铸制品本体聚合产物相对分子质量较高，可达10万左右，且杂质少，具有高度的透明性。通常，本体聚合反应器也就是模具，反应结束后，可获得与模具形状相同的产品，主要有板、棒、管等。2.悬浮聚合单体引发剂分散剂或其溶液软水（去离子水）聚合过滤水洗干燥成品包装废水悬浮聚合工艺控制较容易，聚合物的相对分子质量较低，可进行注塑、挤出等成型加工。但聚合过程中加入的分散剂等易残留于产品中，因而其纯度不如本体法树脂。二、PMMA的结构H2CCCH3COOCH3n（1）破坏了分子链的空间规整性，大分子量呈无规立构（2）妨碍了大分子的内旋转，增加了分子链的刚性，Tg比PE高得多。呈极性，使分子间的作用力比PS大，熔体粘度较高，加工性能差。（但悬浮聚合的制品相对分子质量较低，加工性能较好。但耐热性和力学性能较差。）将PMMA在Tg以上进行双向拉伸，形成高度有序的取向态结构，可提高制品的冲击强度、抗应力开裂性能，并能消除银纹，得到定向有机玻璃产品，其性能有很大的改善，包括拉伸强度、弯曲强度、抗银纹性、抗裂纹扩展性、模量和断裂伸长率等。三、PMMA的性能1.光学性能PMMA最大的特点是具有优异的光学性能，这也是其俗称“有机玻璃”的由来。PMMA折射率1.49透光率92%无机硅酸盐玻璃折射率1.5左右透光率80%主要是因为它是无定形聚合物，质地均匀，其内部分子排列方式不会影响进入内部的光线在各个部分通过时的速度，光线能够以同样的速度前进，不会四面分散，互相干扰。2.力学性能（1）较高的拉伸强度和弹性模量，冲击强度是无机玻璃的7~18倍，韧性高于PS，但比ABS低得多，具有一定的脆性，在较高冲击能的作用下会破裂。（2）表面硬度不足，易被硬物擦伤、擦毛而失去光泽。（3）弯曲强度和压缩强度在Tg下受温度影响较小；而拉伸强度和冲击强度对温度较敏感。（4）可通过与极性组分共聚，加入交联剂使其形成网状结构，经拉伸形成丁香结构等手段来提高其力学性能。3.热性能（1）属于易燃材料，点燃离火后不能自熄，火焰呈浅蓝色，下端为白色。燃烧时伴有腐烂水果、蔬菜的气味。（2）Tg为105℃，软化点为100~102℃，催化温度在-60℃以下。PMMA可在-60~65℃范围内长期使用，短时使用温度不宜超过105℃。（3）比热容比大多数热塑性塑料低，有利于它快速受热塑化。3.化学性能（1）耐化学腐蚀性耐水溶性盐、弱碱和某些稀酸，但不耐氧化性酸和强碱。同时，介质的浓度越大，温度越高，其稳定性越低。在有机化合物中，PMMA对长链烷烃、简单的醚类、油脂较为稳定，不耐短链的烷烃、醇、酮等。（2）耐候性与其他树脂相比，具有优良的耐候性。老化主要是紫外线的作用。在室外大气条件下，性能仅稍有下降。4.电性能尽管PMMA的大分子链与PE相似，但电性能却比PE差得多，主要是由于PMMA分子链上带有极性的酯基。但由于酯基的极性并不太大，因此其仍具有良好的介电和电绝缘性能。5.成型加工性能就熔融成型而言，性能特点如下：（1）酯基的存在使PMMA易于吸湿，因而物料在成型加工前必须进行干燥，使水分含量降低到0.02％一下。（循环鼓风干燥或红外线干燥。）（2）成型加工温度范围较窄，一般为180~250℃。（3）熔体黏度较高，对温度的敏感性大。（4）大分子链具有一定刚性，为减小制品内应力，成型模具温度一般不低于40℃。四、PMMA的成型加工与应用1.浇铸成型2.模塑料成型3.二次成型加工4.PMMA的应用（1）航空领域飞机座舱盖（2）交通领域汽车及摩托车的挡风玻璃（3）仪表仪表盘（4）建筑领域彩色有机玻璃卫生洁具（5）采光太阳能集热器的外罩/水族馆海底隧道（6）照明领域照明器具/交通信号灯罩（7）光学领域光学镜片/电视屏幕