甲基丙烯甲酯及其衍生物的共聚研究
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材料化学专业实验报告实验名称:甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃板的制备)年级:日期:姓名:学号:同组人:一、预习部分甲基丙烯酸甲酯,无色液体,易挥发,易燃。
熔点为-48℃,沸点100-101℃,24℃(4.3kPa),相对密度0.9440(20/4℃),折射率1.4142,闪点(开杯)10℃,蒸气压(25.5℃)5.33kPa。
溶于乙醇、乙醚、丙酮等多种有机溶剂,微溶于乙二醇和水。
在光、热、电离辐射和催化剂存在下易聚合。
PMMA是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯,相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料,其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。
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最优异的。
二实验部分1实验目的(1):了解自由基本体聚合的特点和实施方法(2):熟悉有机玻璃板的制备方法,了解其工艺过程2:实验原理本体聚合是指单体仅在少量引发剂存在下进行的聚合反应,或者直接加热,光和辐射作用下进行的聚合反应。
本体聚合具有产品纯度高和无需后处理等优点,可直接聚合成各种规格的型材。
但是,由于体系粘度大,聚合热难以散去,反应控制困难,导致产品发黄,出现气泡,从而影响产品质量。
本体聚合进行到一定程度,体系粘度大大增加,大分子链的移动困难,而单体分子的扩散收到的影响不大。
链引发和链增长反应照常进行,而增长链自由基的终止受到限制,结果使得聚合反应的速度增加,聚合物分子变大,出现所谓的自动加速效应。
更高的聚合速率导致更多的热量生成,如果聚合热不能及时散去,会使局部反应雪崩式的加速进行而失去控制,因此,自由基本体聚合中控制聚合速率使聚合反应平稳进行是获得无瑕疵型材的关键。
聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物,具有高度的透明性,因此成为有机玻璃。
聚甲基丙烯酸甲酯具有较好的耐冲击强度于良好的低温性能,是航空工业和光学仪器制造业的重要材料。
有机玻璃表面光滑,在一定的曲率内光线可在其内部传到而不逸出,因此在光导纤维领域得到应用。
甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯(m ethyl m eth a crylate, MMA)是一种有机物,分子式为CH2=C(CH3)COOCH3,无色液体,是将甲基丙烯酸(MAA)与甲醇酯化形成的,它是生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的单体。
甲基丙烯酸甲酯IUPAC名2-甲基丙-2-烯酸甲酯识别CAS号80-62-6ChemSpider 6406SMILESChEBI 34840生产1993年,美国的甲基丙烯酸甲酯年产量为60万吨,2005年世界的年产量估计为320万吨。
大多数的制造商采用丙酮氰醇(ACH)的制作路线,以丙酮和氢氰酸反应得到中间体丙酮氰醇,再将丙酮氰醇与浓硫酸反应得到甲基丙烯酰胺,进而与水反应,得到硫酸氢铵和甲基丙烯酸,然后与甲醇反应在酸性条件下生成甲基丙烯酸甲酯。
一些亚洲生产商也用异丁烯相类似的叔丁醇作为原料,氧化成甲基丙烯醛,然后再氧化成甲基丙烯酸,进而与甲醇酯化生成甲基丙烯酸甲酯。
丙烯也可以在酸的作用下羰基化生成异丁酸,然后脱氢得到甲基丙烯酸。
2007年9月18日一种新型的铂催化生产甲基丙烯酸甲酯的方法问世。
这种方法使用了均相的铂-磷催化剂。
其工艺使用乙烯、一氧化碳、以及甲醇作为反应物生产丙酸甲酯,然后与甲醛反应生成甲基丙烯酸甲酯和水。
用途甲基丙烯酸甲酯主要应用于生产聚甲基丙烯酸甲酯塑料。
甲基丙烯酸甲酯也用于生产甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂(MBS)的共聚物,该树脂是PVC塑料的改性剂。
聚甲基丙烯酸甲酯和其共聚物主要应用于制造水性涂层,例如房屋的乳胶漆以及粘帖剂。
现代对甲基丙烯酸甲酯的应用是将其制作成盘状以使光可以水平的通过计算机液晶萤幕幕或者电视机萤幕。
甲基丙烯酸甲酯也用来作为防止解剖器官腐蚀的涂层,如用于心脏冠状动脉的防腐。
2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体及其聚合物的合成与应用1马佳妮1,宫铭1,杨珊1,张世平1,宫永宽1,21西北大学化学系,西安 (710069)2材料科学新技术研究所,西安 (710069)E-mail:anini1984@摘要:近年来,生物医用高分子材料的生物相容性研究倍受关注。
基于仿细胞膜外层结构设计合成的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)及其聚合物研究已成为一个新热点。
大量研究结果表明,用MPC聚合物修饰生物材料表面,可获得良好的血液相容性和组织相容性。
本文综述了MPC单体及其聚合物的合成及在人造器官、组织工程、血液净化、药物控释与基因治疗、固定化酶、生物传感器等方面的应用,探讨了MPC聚合物研究应用的发展趋势。
关键词:生物材料,生物相容性,磷酰胆碱,MPC,磷脂聚合物中图分类号:O632.6;Q811.7;TB3241 引言生物相容性是指植入动物体内的材料与肌体之间的适应性,包括组织相容性和血液相容性[1]。
植入体内的生物医用材料及各种人工器官,辅助装置等,必须无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性和无致癌性,对生物体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应[2]。
提高材料的生物相容性是一个最终和总体目标。
通过表面改性提高生物相容性的方法和手段多种多样,可分为两大类:生物“活化”表面的方法和“钝化”表面的方法。
“活化”表面的方法是在阻止非特殊相互作用的同时提供能让生物分子识别和特殊作用的位点。
“钝化”表面的方法是通过表面改性来形成生物惰性的表面,阻止蛋白质和生物分子等的非特异性作用,从而避免激活生物体中的一些不利反应,有效地抗感染和抗凝血[3]。
为了形成生物的惰性表面,可以采用聚合物如聚丙烯酸羟乙酯(PHEMA),磷脂,低聚糖和聚乙二醇等对材料进行改性。
磷脂类化合物以其特殊的结构和性能成为近年来研究的热点,其中最有代表性的为2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)聚合物。
细胞膜以两层脂质分子为骨架,其主要成分是磷脂类两亲性分子(含疏水尾部和亲水头部)。
原子转移自由基共聚(ATRP)反应的研究进展摘要:活性自由基聚合是目前高分子科学中最为活跃的研究领域之一。
原子转移自由基聚合(A TRP)反应是实现活性聚台的一种颇为有效的途径,也是高分子化学领域的最新研究进展之一。
ATRP的独特之处在于使用了卤代烷作引发剂,并用过渡金属催化剂或退化转移的方式,有效地抑制了自由基双基终止的反应。
ATRP可以同时适用于非极性和极性单体,可以制备多种结构形式的、结构清晰的高分子化合物。
可实现众多单体的活性/可控自由基聚合。
介绍了ATRP的研究进展,包括ATRP反应的特点、聚合反应机理、应用、研究现状及前景展望。
关键词:原子转移自由基聚合,机理,反应体系,共聚,研究进展活性聚合是高分子化学的重要技术,是实现分子设计,合成一系列结构不同、性能特异的聚合物材料,如嵌段、接枝、星状、梯状、超支化等特殊结构的聚合物的重要手段.活性聚合可分为阳离子活性聚合、阴离子活性聚合、配位活性聚合、活性自由基聚合等.迄今为止发展最完善的是阴离子活性聚合,然而,阴离子活性聚合对反应条件要求苛刻、可聚合的单体也较少,应用范围很有限.与其它类型聚合反应相比,活性自由基聚合集活性聚合与自由基聚合的优点为一身,不但可得到相对分子量分布极窄,相对分子量可控,结构明晰的聚合物,而且可聚合的单体多,反应条件温和易控制,容易实现工业化生产.所以,活性自由基聚合具有极高的实用价值,受到了高分子化学家们的重视.但是,自由基聚合存在与活性聚合相矛盾的基元反应或副反应,使聚合过程难以控制。
因此,自由基的活性聚合或可控聚合一直是人们努力探索的课题。
受有机合成中利用过渡金属催化原子转移自由基加成合成新的c—c键方法的启发,1995年,王锦山博士在卡内基一梅隆大学首次提出了原子转移自由基聚合(ATRP)的概念,并成功地将其应用于合成结构可控的聚合物,从而实现了活性自由基聚合领域的历史性突破,引起了世界各国高分子学家的极大兴趣。
聚甲基丙烯酸甲酯的研究摘要:从聚合物的分子链结构、聚集态结构和表面三个层次分别介绍了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的各种改性研究途径及进展。
关键词:聚甲丙烯酸甲酯,链结构聚集态结构,表面改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) ,俗称有机玻璃,是一种性能优越的透明材料。
与无机硅玻璃相比,它质轻性韧,透光率高,且机械性能高而均衡。
有机玻璃还是一种非常美观的材料,具有良好的加工性能。
因此,PMMA已迅速发展并广泛应用到航空、建筑、农业、光学仪器等领域。
如在建筑领域,有机玻璃是颇受欢迎的建筑装饰材料,广泛用于建筑物层顶、隔间、腰板、门、天花板、吊灯、灯箱广告牌等,用它成型制成的浴缸等卫生洁具正越来越受到人们的喜爱。
聚甲基丙烯酸甲酯的改性,就是对聚合物的结构进行某些调整和改变,从而使高聚物的某些性能得以改善和提高。
所有高聚物材料的改性工作都是着眼于高聚物的三个结构层次,即通过改变高聚物的分子链结构、聚集态结构以及表面来达到改性的目的。
聚甲基丙烯酸甲酯的改性工作同样如此。
1改变聚合物的分子链结构分子链结构的改变一般都是通过共聚反应来实现的。
反应后,或是引入新基团取代侧基成侧链或是形成交联,或是生成多元共聚物。
改变侧链结构引入新酯基酯基碳原子的数目和它们的结构对聚合物有较大的影响。
延长酯基碳链,能生成柔软、耐寒的聚合物。
碳链的增长,使得分子链间的距离扩大,作用力减小,从而使聚合物的冲击强度、伸长率等有所提高。
表 1 列出了不同酯基对聚合物脆折点的关系。
同时碳链异构或引入环状酯基、芳香性酯基能提高聚合物的强度和耐热性。
例如,引入对氯苯酯得到的聚甲基丙烯酸对氯苯酯,其热分解温度提高到296 ℃,到410 ℃分解完毕。
而它的软化点(116 ℃)比聚甲基丙烯酸甲酯的软化点(105 ℃)高出10 ℃之多。
当甲基丙烯酸对氯苯酯92 份与甲基丙烯酸甲酯8 份以过氧化月桂酰共聚时,其软化点可高达130 ℃。
另外诸如甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸多环降冰片酯(NMA) 、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸金刚烷酯(AdMA) 、甲基丙烯酸异冰片酯(IBMA)等单体都可提高PMMA的强度和热性。
用液相色谱法分析鉴定共聚物、聚合物及混合物曾有关于用排除色谱(SEC)和高效液相色谱仪(HPLC)测定聚合物的综述和导论型文章发表。
其中有关于液相色谱(LC)(C1)、排除色谱(SEC)(C2)、SEC的代用法(C3)、与水溶液SEC相关连的问题(C4)和分析用SEC的基本原理(C5)的综述。
关于SEC的新方向也在一篇总结性文章中进行了讨论(C6)。
有人撰写了一篇关于果胶和水溶性纤维材料的鉴定的导论(C7),两篇关于HPLC用于共聚物鉴定的综述(C8,C9)。
1991年ACS关于聚合物色谱的研讨会论文集已在ACS研讨会丛书上发表(C10),其中包括四个部分:场流分离;排除色谱法的基本问题;排除色谱法的粘度检测和排除色谱法在高温、离子聚合物和天然聚合物方面的应用。
色谱手册第二册收录了有关聚合物的内容(C11)。
几种电解质[包括聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)、聚丙烯酸(PAA)和聚L一谷氨酸]的溶液性质曾在各种水溶液SEC条件下做了研究(C12~C15)。
SEC粘度检测法曾用来评估水溶液SEC鉴定PAA时通用校正原则的适用性(C16)。
阳离子和阴离子聚电解质包括质子化聚乙烯吡啶、聚乙烯吡啶溴苯和NaPSS曾用根据阳、阴离子样品的不同而改变流动相的简单型填充物水溶液SEC 做了鉴定(C17)。
水溶液SEC与小角度激光散射法(LALLS)及粘度检测法相结合曾应用于阳离子和阴离子聚电解质NaPSS和丙烯酰胺与N,N,N一三甲基氨基乙基丙烯酰氯的共聚物(C18)。
水溶液SEC-LALLS曾用于测定表氯醇二甲胺共聚物的分子量分布(C19,C20)。
聚4一乙烯吡啶的分子量分布曾用含50%甲醇和50%0.1MLiNO。
溶液流动相的SEC-LALLS做了测定(C21)。
水溶液SEC和动态光散射实验曾用于研究水中葡聚糖离子排除行为(C22)。
几种多糖类也曾用水溶液SEC-LALL'S做了研究(C23)。
已发表了几篇有关聚L--醇水溶液SEC分析的文章,包括纯的齐聚聚L--醇作为SEC标样的研究(C24),药物制备中的PEG分子量的测定(C25),PEG与十二烷基硫酸钠结合的研究(C26),PEG用作为聚丙烯腈膜径的一个探测物(C27),PEG与聚乙烯吡咯烷酮的流体性质和SEC保留体积的相互关系(C28)。
医药化工
化 工 设 计 通 讯
Pharmaceutical and Chemical
Chemical Engineering Design Communications
·230·
第43卷第11期
2017年11月
以甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸羟乙酯单体进行自聚和共聚,可以得到种类繁多,生理毒性较低的高分子材料。
用于血管内栓塞剂的凝胶材料多采用化学交联,呈颗粒状,配置成悬浊液,经微导管注射入体内[1]。
然而国内外关于可注射非黏附性液体栓塞材料的研究,鲜有报道。
本研究根据医用栓塞材料的要求,对原料配比,聚合条件,引发剂和合成工艺进行了研究,提供了一种甲基丙烯甲酯及其衍生物的共聚的新方法,并对获得的聚合物进行了平均分子量,醇溶性的测定和红外表征。
1 实验器材及试剂
安捷伦气相色谱仪,TJ270-30A 型红外分光光度计;99%纯度的甲基丙烯酸甲酯,99%纯度的甲基丙烯酸羟乙酯。
2 实验过程与分析
2.1 一缩二乙二醇甲基丙烯酸酯的合成
称取甲基丙烯酸甲酯56.72g 于250mL 三口烧瓶中,加入阻聚剂HOME 0.03g ,加入石油醚 60.2mL ,搅拌使混合均匀,滴加一缩二乙二醇 45.02g ,甲醇钠溶液 0.66g ,(45±2)℃温度条件下,严格控制反应条件保持10.5h.过滤,量得滤液体积为130mL ,静置分层;水层加入石油醚 125.0mL ,萃取、分层;油层加入无水硫酸镁25.05g ,进行搅拌干燥4h 。
干燥毕,回收石油醚,得到淡黄色液体33.12g 。
向蒸馏瓶中加入氯化亚铜 0.17g ,真空度0.096MPa 以上,
减压蒸馏,收集(114±2)℃的馏分,得到无色透明液体27.85g ,经气相色谱检测和红外表征,确定为一缩二乙二醇甲基丙烯酸酯。
2.2 共聚物(2-p-HEMA )的合成
称取偶氮二异丁腈0.10g 于250mL 三口烧瓶中,依次加入一缩二乙二醇甲基丙烯酸酯 20.0mL ,甲基丙烯酸羟乙酯80.0mL ,微热,待引发剂全部溶解后,搅拌,(55±1)℃,反应约40min ,反应液明显变黏,立即取出,缓缓地倒入盛有500mL 蒸馏水的1 000mL 烧杯中,过滤,得白色絮凝物35.65g ,烘干备用。
在250mL 烧杯中加入食用酒精100mL ,称量一缩二乙二醇甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物20.00g ,(35±2)℃温度条件下,搅拌约2h ,待聚合物不能再溶解时,过滤,将滤液缓缓倒入盛有500mL 冰水的1 000mL 烧杯中,边倒边搅拌,过滤,将得到的聚合物在真空干燥箱中干燥12h ,得到白色片状固体13.15g 。
对聚合物进行了平均分子量、醇溶性的测定和红外分析。
3 结论
经过多次正交试验研究,一缩二乙二醇甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸羟乙酯在投料比1∶4,反应温度(55±1)℃条件下反应,使用偶氮二异丁腈作为引发剂,采用本体聚合的合成方法,得到醇溶性较好,符合医用可注射非黏附性栓塞材料要求的高分子聚合物。
参考文献
[1] 李辉,肖泉.脑动静脉畸形的血管内治疗[J].医学文选,2001,(4).
摘 要:以甲基丙烯酸甲酯和一缩二乙二醇为原料,甲醇钠为催化剂,石油醚为溶剂,合成了一缩二乙二醇甲基丙烯酸酯。
然后,以单酯和甲基丙烯酸羟乙酯为原料,偶氮二异丁腈为引发剂,合成了一缩二乙二醇甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物(2-p-HEMA )。
关键词:甲基丙烯酸甲酯;甲基丙烯酸羟乙酯;共聚中图分类号:TQ223.24 文献标志码:B 文章编号:1003–6490(2017)11–0230–01
study on the Copolymerization of methyl methacrylate and Its Derivatives
Zhang Lei
Abstract :With methyl-methacrylate and diethylene glocol as raw material and sodium methoxide as catalyst ,diethylene glocol-methacrylate ester ,also known as monoster ,is synthesized.After that ,take the monoester and the glycol methacrylate as raw material ,with the azobisisobutyronitrile as the initiating agent ,synthesized the diethylene glycol methylacrylate polymethyl acrylic acid hydroxy ethyl ester (2-p-HEMA ).
Key words :methyl-methacrylate ;glycol methacrylate ;copolymerization 甲基丙烯甲酯及其衍生物的共聚研究
张 磊
(上虞京新药业有限公司,浙江上虞 312300)
收稿日期:2017–09–06作者简介: 张磊(1983—),男,浙江绍兴人,助理工程师,主要从
事车间管理,工艺改进工作。
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液不与电子元器件直接接触可以减少对电子设备的污染,且对冷却液的要求没有直接冷却液冷却高,且维护维修简单。
5 结束语
主要介绍了电子设备热设计的基础知识,而要进行热分析或是想成为一名合格的电子散热设计师,这些基础知识都是热设计者要熟悉通晓的。
只有设计者掌握了热传导的基本知识,就能够按照设备工作方式及热量的产生量,设计一种或几种适合工业现场的热传导冷却方式,满足工业现场设备热传导需要。
参考文献
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(上接第205页)
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