高化实验2甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

子化学与物实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一:实验目的1: 了解甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合原理2：掌握本体聚合的方法。

3：熟悉有机玻璃的制备及成型方法。

二：实验原理本体聚合是指单体本身在不加溶剂及其他分散介质的情况下由微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。

由于聚合体系中的其他添加物少（除引发剂外，有时会加入少量必要的链转移剂、颜料、增塑剂、防老剂等），因而所得聚合产物纯度高，特别适合于制备一些对透明性和电性能要求高的产品。

本体聚合的体系组成和反应设备是最简单的，但聚合反应却是最难控制的，这是由于本体聚合不加分散介质，聚合反应到一定阶段后，体系粘度大，易产生自动加速现象，聚合反应热也难导出，因而反应温度难控制，易局部过热，导致反应不均匀，使产物分子量分布变宽，易发生暴聚现象。

为了克服以上缺点，常采用分段聚合法，即预聚合和后聚合。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是自由基聚合，又可进行阴离子聚合。

本实验是自由基聚合属连锁反应，一般有三个基元反应：链引发、链增长、链终止（有时还会出线链转移）反应。

链引发：R+M——RM •链增长：RM +M ——RMM +M ——RMMM ------------ -- ~~M—•链终止：~~M +~~M ——‘死'聚合物本实验的特点是：开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系无粘度变化，在转化率超过20% 后，聚合速率显著增加，出现自动加速效应。

而转化率达到80% 后，聚合速率显著减小，最后几乎停止聚合，需要升高温度才使聚合反应完全，为避免出现自动加速效应，可通过冷却降温与控制粘度的方法，在预聚时控制温度在80~90 C时以适应在较低温度下聚合。

三：实验仪器、试剂及装置主要仪器设备：试管三颈瓶冷凝管恒温水浴搅拌器试剂：甲基丙烯酸甲酯过氧化二碳酸环己酯偶氮二异丁腈四：实验步骤及现象五:实验思考题1: MMA的本体聚合“凝胶效应”的产生原因？有何特点？制造有机玻璃的步骤有哪些？答：由于随着聚合反应的进行，物料的粘度增大，活性增长链移动困难，致使其相互碰撞而产生的链终止下降。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验结论
甲基丙烯酸甲酯（MMA）是一种重要的有机化工原料，广泛应用于生产有机玻璃、表面涂料、粘合剂等领域。

本体聚合是制备甲基丙烯酸甲酯聚合物的一种重要方法。

在本次实验中，我们研究了甲基丙烯酸甲酯的本体聚合过程，并得出了以下结论。

首先，实验结果表明，甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是一个放热反应，聚合温度随着反应的进行逐渐升高。

为了控制聚合温度，实验中采用了冷却水浴和循环水冷却的方式。

此外，为了使反应顺利进行，实验中采用了引发剂和链转移剂，如过氧化苯甲酰（BPO）和十二烷基硫醇（SDT）。

其次，实验结果发现，聚合物的分子量随着反应时间和单体浓度的增加而增加。

但当单体浓度过高时，聚合物的分子量反而会下降。

这是因为过高的单体浓度会导致聚合过程中的链终止反应加剧，从而降低了聚合物的分子量。

因此，在实验过程中，要选择适当的单体浓度和聚合时间，以获得高分子量的聚合物。

此外，实验结果还表明，聚合物的光学性能与聚合条件密切相关。

通过调整聚合条件，可以制备出具有不同光学性能的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料。

例如，在聚合过程中加入色料或荧光剂，可以制备出具有不同颜色的PMMA材料；通过调整聚合温度和引发剂用量，可以控制PMMA的结晶度和分子量分布，从而影响其光学性能。

综上所述，甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验结果表明，聚合条件对聚合物分子量、光学性能等方面具有重要影响。

通过调整聚合条件，可以制备出具有优异性能的聚甲基丙烯酸甲酯材料，为其在各个领域的应用提供有力支持。

高分子化学实验报告实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1、了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法2、观察整个聚合过程中体系粘度的变化过程 二、实验原理甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行自由基聚合反应。

自由基加聚的工艺方法主要有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。

本体聚合是指单体仅在少量的引发剂存在下进行的聚合反应，或者直接在热、光和辐照作用下进行的聚合反应。

聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物，具有高度的透明性，因此称为有机玻璃。

因它具有优良的光学性能，比重小，在低温下仍能保持其独特的物理性能而广泛的应用于建材、民用制品，尤其是航空工业上。

因此它是较重要的合成材料之一。

甲基丙烯酸甲酯在BPO 引发下自由基聚合：自由基聚合属于连锁反应，一般有三个基元反应：链引发、链增长、链终止（有时还会出现链转移）反应。

1、引发剂分解nCH 2CH 3CCOOCH 3CH 2CH 3CCOOCH 3n2、引发3、增长4、终止a、偶合终止b、歧化终止（甲基丙烯酸甲酯在 60℃以上时聚合以歧化终止为主）本实验采用本体聚合，当反应达到一定程度时粘度增大，大分子链自由基活性降低，阻碍了链自由基的相互结合，使链终止速度减慢，而小分子单体却依然可以自由与链结合，链增长速率不会受到影响，从而导致自动加速效应，内部温度急剧上升，又继续加剧反应，如此循环，而粘度又屏蔽热量，使局部温度过高，严重影响聚合物的性质，因此，，本体聚合要求严格控制不同阶段的反应温度，随时排出反应热。

三、实验药品及仪器药品：过氧化苯甲酰（BPO）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）仪器：试管、具塞锥形瓶、恒温水浴锅、温度计实验装置如下图：四、实验步骤1、预聚：洗净并干燥玻璃仪器，同时加热水浴锅到80-90℃。

称取0.20g 引发剂BPO放入带磨口的圆底烧瓶中，再加入10.6mL单体MMA，轻轻盖上塞子（不要老是摇动），放入水浴锅中加热，当瓶内的预聚物粘度与甘油粘度相近时，立即停止加热。

.了解本体聚合的原理、特点和实施方法。

2.熟悉利用甲基丙烯酸甲酯本体聚合制备有机玻璃的方法，了解其工艺过程。

二．基本概念1.本体聚合――单体仅在少量的引发剂存在下进行的聚合反应，或直接在热、光和辐射作用下进行的聚合反应。

2.引发剂――易分解产生自由基并使单体聚合的化合物。

3.凝胶效应――按动力学方程，在反应初期以后，体系引发剂浓度下降，单体浓度下降，聚合总速率本应该下降，但是在反应过程总没有下降，反而上升的现象成为自加速现象。

其出现的主要是体系粘度增加所引起的，故又称为凝胶效应。

三.实验原理甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合方法可以制得有机玻璃。

聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，其最突出的性能是具有高度的透明性，比重小，故其制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。

同时又具有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，表面光滑，电性能优良。

甲基丙烯酸甲酯在引发剂的作用下，发生本体聚合反应，生成聚甲基丙烯酸甲酯：四．实验仪器与药品甲基丙烯酸甲酯过氧化苯甲酰试管三颈瓶冷凝管恒温水浴机械搅拌器五．实验步骤1.预聚物的制备准确称取0.05g过氧化苯甲酰、50g(60ml)甲基丙烯酸甲酯，混合均匀，投入到100mL、配有冷凝管的磨口三颈瓶中，开启冷却水，采用水浴恒温，开动搅拌，升温至75-80℃进行聚合反应，注意体系粘度和体积的变化，30min后取样，若预聚物具有一定粘度，则移去热源，冷却至50℃左右。

2.聚合物的成型取1.5×15cm试管若干支，分别进行灌注，灌注高度一般为5-7cm，（灌注过多，压力太大，有可能使气泡不易逸出，留在聚合物内。

）然后静置数天，直至试管内物料变得坚硬。

撤除试管，可得到一透明度高、光洁的圆柱形聚甲基丙烯酸甲酯。

六．分析与思考1.自加速效应是怎样产生的？对聚合反应有那些影响？2.制备有机玻璃，各阶段的温度应怎么控制，为什么？醋酸乙烯酯的乳液聚合一．实验目的1.了解乳液聚合的基本原理和特点；2.掌握乳液聚合的试验技术。

第二篇高分子化学实验实验2-1 甲基丙烯酸甲酯本体聚合一、实验目的1.通过实验了解本体聚合的基本原理和特点，并着重了解聚合温度对产品质量的影响。

2.掌握有机玻璃制造的操作技术。

二、实验原理本体聚合又称为块状聚合，它是在没有任何介质的情况下，单体本身在微量引发剂的引发下聚合，或者直接在热、光、辐射线的照射下引发聚合。

本体聚合的优点是: 生产过程比较简单，聚合物不需要后处理，可直接聚合成各种规格的板、棒、管制品，所需的辅助材料少，产品比较纯净。

但是，由于聚合反应是一个链锁反应，反应速度较快，在反应某一阶段出现自动加速现象，反应放热比较集中；又因为体系粘度较大，传热效率很低，所以大量热不易排出，因而易造成局部过热，使产品变黄，出现气泡，而影响产品质量和性能，甚至会引起单体沸腾爆聚，使聚合失败。

因此，本体聚合中严格控制不同阶段的反应温度，及时排出聚合热，乃是聚合成功的关键问题。

当本体聚合至一定阶段后，体系粘度大大增加，这时大分子活性链移动困难，但单体分子的扩散并不受多大的影响，因此，链引发、链增长仍然照样进行，而链终止反应则因为粘度大而受到很大的抑制。

这样，在聚合体系中活性链总浓度就不断增加，结果必然使聚合反应速度加快。

又因为链终止速度减慢，活性链寿命延长，所以产物的相对分子质量也随之增加。

这种反应速度加快，产物相对分子质量增加的现象称为自动加速现象(或称凝胶效应)。

反应后期，单体浓度降低，体系粘度进一步增加，单体和大分子活性链的移动都很困难，因而反应速度减慢，产物的相对分子质量也降低。

由于这种原因，聚合产物的相对分子质量不均一性(相对分子质量分布宽)就更为突出，这是本体聚合本身的特点所造成的。

对于不同的单体来讲，由于其聚合热不同、大分子活性链在聚合体系中的状态(伸展或卷曲)的不同；凝胶效应出现的早晚不同、其程度也不同。

并不是所有单体都能选用本体聚合的实施方法，对于聚合热值过大的单体，由于热量排出更为困难，就不易采用本体聚合，一般选用聚合热适中的单体，以便于生产操作的控制。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验报告
本体聚合实验的目的是通过将某些原料添加到一定量的丙烯酸甲酯中，将其进行热反应来制备高分子单体。

本次实验中使用的原料是甲基丙烯酸甲酯（MMA），本体聚合的温度为80℃，聚合时间为6个小时，反应器为20ml物料容器，旋转速度为200r/min，通气量为500ml/min，操作室环境温度为20-25℃。

本体聚合过程中，首先将甲基丙烯酸甲酯溶于 2-丙醇中，并加入其他原料，即ABS 树脂、有机硅树脂、组份使用量不应超过2％，加热至某一恒定温度（即本体聚合的温度），当反应温度达到稳定状态后，20ml反应瓶内的本体聚合反应开始，此时，静止时间每15分钟视察反应进展，同时视察底部沉淀产物；聚合反应结束后，终止反应，放置4小时进行沉淀，采用离心机200r/min离心处理，滤除残留溶剂中的有机物；然后，取出产物，在烘箱中烘烤，温度50℃，封存待用。

本文在本体聚合实验中，使用的是以甲基丙烯酸甲酯为主的溶剂，其他原料的使用量不超过2％。

本体聚合反应瓶装混合液体温度调至80℃，极易受到温度波动，建议施工时及时注意温度控制；进行本体聚合反应时，建议每15分钟视察反应的进展，以确认是否出现异常情况；聚合反应结束后，冷却并过滤残留溶剂，实验产物经烘箱烘烤后封存至封存处，以期待下次使用。

总之，本体聚合是一种常用的高分子合成方法，可以将多种原料经热反应来合成新的高分子单体、复合物以及重要的有机高分子材料，作为甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验，通过良好的操作技术，可以实现有效的合成高分子单体。

《高聚物生产技术》实验指导书应用化工技术专业精细化工技术专业石油化工技术专业高聚物生产技术专业适用精细化工教研室胡健编实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1.了解本体聚合的原理和特点；2.掌握本体聚合的合成方法及有机玻璃的生产工艺；3.了解聚合温度对产品质量的影响；4.观察聚合过程中体系黏度的变化现象；5.养成严格遵守操作规范的职业意识；6.培养从事化工生产必须的职业素养。

二、实验原理本体聚合是指单体在少量引发剂下或者直接在热、光和辐射作用下进行的聚合反应，因此本体聚合具有产品纯度高、无需后处理等特点。

本体常常用于实验室研究，如聚合动力学的研究和竞聚率的测定等。

工业上多用于制造板材和型材，所用设备也比较简单。

本体聚合的优点是产品纯净，尤其是可以制得透明样品，其缺点是散热困难，易发生凝胶效应，工业上常采用分段聚合的方式。

聚合反应式如下：有机玻璃板就是甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合方法制成。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有优良的光学性能、密度小、机械性能、耐候性好。

在航空、光学仪器，电器工业、日用品方面有着广泛用途。

单体甲基丙烯酸甲酯的本体聚合，按自由基反应，历程如下：链引发链增长链终止MMA是含不饱和双键、结构不对称的分子，易发生聚合反应，其聚合热56.5kJ/mol。

MMA在本体聚合中的突出特点是有“凝胶效应”，即在聚合过程中，当转化率达10%-20%时，聚合速率突然加快。

物料的粘度骤然上升，以致发生局部过热现象。

其原因是由于随着聚合反应的进行，物料的粘度增大，活性增长链移动困难，致使其相互碰撞而产生的链终止反应速率常数下降；相反，单体分子扩散作用不受影响，因此活性链与单体分子结合进行链增长的速率不变，总的结果是聚合总速率增加，以致发生爆发性聚合。

由于本体聚合没有稀释剂存在，聚合热的排散比较困难，“凝胶效应”放出大量反应热，使产品含有气泡影响其光学性能。

因此在生产中要通过严格控制聚合温度来控制聚合反应速率，以保证有机玻璃产品的质量。

实验二--甲基丙烯酸甲酯的本体聚合甲基丙烯酸甲酯（Methyl methacrylate，缩写为MMA）是一种重要的有机化合物，具有优异的物理化学性质，在工业上应用广泛，例如制备高透明度的有机玻璃、聚合物分散剂、涂料和增塑剂等。

MMA的聚合过程中涉及到单体分子之间的化学键的断裂和形成，以及活性自由基的产生、转移和相互作用等复杂的过程，因此MMA的聚合机理和过程研究非常重要。

MMA的聚合通常有两种方法：一种是自由基聚合法，另一种是离子聚合法。

其中，自由基聚合法是目前应用最广泛的方法，本实验即采用自由基聚合法来合成MMA的高分子。

自由基聚合法是指利用引发剂引发单体的的自由基反应，使得单体分子在空气中逐渐聚合形成高分子。

大多数自由基聚合反应都需要一定的引发能量，如光，热，化学活性氧和单质等。

本实验采用的引发剂是过氧化苯甲酰（BPO），反应在70℃的无氧条件下进行。

实验前准备工作1）实验仪器、材料和试剂：宽口烧瓶、温控磁力搅拌器、分液漏斗、滴定管、试管、取样管、pH计、玻璃棒、过滤器、MMA单体、过氧化苯甲酰（BPO）、液态乙苯、硬化剂、苯甲醇、75％的硫酸、双乙酰丙烯酸二甲酯（DMAA）。

2）预先制备的溶液：MMA单体、液态乙苯、苯甲醇、75％的硫酸、硬化剂。

3）实验环境：空气中温度为25℃，相对湿度为50％。

实验步骤1）将宽口烧瓶置于温控磁力搅拌器上，加入过氧化苯甲酰（BPO）0.5g和苯3ml，然后用液态乙苯使刻度线到达250ml。

将烧瓶装载到水浴中，加温至70℃，同时保持搅拌。

2）制备MMA单体溶液：将MMA单体80g放置在分液漏斗中，加入30ml的苯甲醇，用玻璃棒搅拌均匀。

在加入细小的MMA单体量之前，确保储存瓶口密封，以避免氧气的入侵。

逐渐将MMA单体加入烧瓶中，注意单体加入速度要缓慢和均匀，同时加热水浴中的烧瓶，反应液体开始变浓稠。

3）在加入MMA单体以后，反应物的颜色发生变化。

通常，颜色的变化是从无色到淡黄色，说明聚合反应已经开始。

高分子化学实验：甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的了解甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合原理，掌握本体聚合的方法；熟悉有机玻璃的制备及成型方法。

二、基本原理本体聚合是烯类单体在没有介质的情况下，单体本身在引发剂或催化剂等作用下进行的聚合，而自由基聚合可以通过本体聚合实现。

本体聚合的特点是产物纯净，尤其可以得到透明制品，所需设备简单。

甲基丙烯酸甲酯（MMA ）通过本体聚合方法可以制得有机玻璃。

聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，其最突出的性能具有高度的透明性，其比重小，故制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。

同时又具有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。

聚甲基丙烯酸甲酯表面光滑，在一定的弯曲限度内，光线可在其内部传导而不逸出，故外科手术中利用它把光线输送到口腔喉部作照明。

聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良，是很好的绝缘材料。

甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行如下聚合反应：由于甲基丙烯酸甲酯单体比重只有0.94g/cm 3，而聚合物比重为1.17 g/cm 3，故有较大的体积收缩。

三、仪器和试剂主要仪器设备： 试管 四颈瓶 冷凝管 恒温水浴 搅拌器 四、实验步骤称取16ml 甲基丙烯酸甲酯，并用玻璃纸准确称取0.3g （占单体量0.2%）的过氧化苯甲酰，混合放进锥形瓶中，装上回流冷凝管，以水浴加热保持85～90℃。

注意引发剂是否全部分解完全，观察现象，看有无气泡产生。

经15～20min 后，体系稍有粘稠状时，换冷水浴冷却到40℃左右。

将反应物倒入预先洗净烘干的小试管中，密封试管口，移入40～50℃烘箱中放置2～3天。

到固化阶段后，再在115℃士5℃处理1h ，使聚合达到完nCH 2CH 3CCOOCH 3CH 2CH 3CCOOCH 3n全，冷却后脱模。

五、注意事项MMA在本体聚合中的突出特点是有“凝胶效应”，即在聚合过程中，当转化率达到10％～20％时，聚合速率突然加快，物料的粘度骤然上升，以致发生局部过热现象。

实验名称聚甲基丙烯酸甲酯的本体聚合2013级高分子2班覃秋桦 1314171027林夏洁 1314171014一、实验目的1、了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法；2、掌握减压蒸馏的原理及操作过程。

二、实验原理自由基加聚的工艺方法主要有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合，本体聚合由于反应组成少，只是单体或单体加引发剂，所以产物较纯，但散热难控制；溶液聚合过程易控制，散热较快，不过产物中含溶剂（有些污染环境），后处理比较困难；悬浮聚合以水作溶剂，水无污染，散热好，易除去，但要求单体不溶于水，故在应用上受限制；乳液聚合反应机理不同，可以同时提高聚合速度和聚合度，散热好，易操作。

而本实验中，是将甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行自由基聚合反应。

采用本体聚合时，当反应到一定程度，粘度增大，大分子链自由基活性降低，阻碍了链自由基的相互结合，使链终止速率减慢，而小分子单体却依然可以与自由与链结合，链增长速率不会受到影响，从而导致自动加速效应，内部温度急剧上升，又继续加剧反应，如此循环，而粘度又屏蔽热量，使局部温度过高，严重影响聚合物性质，这是我们不想看到的。

本体聚合是指单体在少量引发剂下或者直接在热、光和辐射作用下进行的聚合反应，因此本体聚合具有产品纯度高、无需后处理等特点。

本体常常用于实验室研究，如聚合动力学的研究和竞聚率的测定等。

工业上多用于制造板材和型材，所用设备也比较简单。

本体聚合的优点是产品纯净，尤其是可以制得透明样品，其缺点是散热困难，易发生凝胶效应，工业上常采用分段聚合的方式。

甲基丙烯酸甲酯本体聚合制备有机玻璃常常采用分段聚合方式，先在聚合釜内进行预聚合，后将聚合物浇注到制品型模内，再开始缓慢后聚合成型。

预聚合有几个好处，一是缩短聚合反应的诱导期并使“凝胶效应”提前到来，以便在灌模前移出较多的聚合热，以利于保证产品质量；二是可以减少聚合时的体积收缩，因MMA由单体变成聚合体体积要缩小20％-22％，通过预聚合可使收缩率小于12%，另外浆液粘度大，可减少灌模的渗透损失。

实验十甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1.了解甲基丙烯酸甲酯本体聚合的原理和特点；2.掌握本体聚合的操作方法；3.掌握甲基丙烯酸甲酯的制备。

二、实验原理本体聚合是指单体本身在不加溶剂及其他分散介质的情况下，由微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。

由于聚合体系中的其他添加物少(除引发剂外，有时会加入少量必要的链转移剂、颜料、增塑剂、防老剂等)，因而所得聚合产物纯度高，特别适合于制备一些对透明性和电性能要求高的产品。

本体聚合的体系组成和反应设备是最简单的，但聚合反应却是最难控制的，这是由于本体聚合不加分散介质，聚合反应到一定阶段后，体系黏度大，易产生自动加速现象，聚合反应热也难以导出，因而反应温度难控制，易局部过热，导致反应不均匀，使产物分子量分布变宽。

这在一定程度上限制了本体聚合在工业上的应用。

为克服以卜缺点，常采用分阶段聚合法，即工业上常称的预聚合和后聚合。

三、主要仪器与试剂（1）仪器锥形瓶(50mL，1个)，恒温水浴（1套），试管夹（1个），试管（2支）。

（2）试剂甲基丙烯酸甲酯(MMA，20mL)，过氧化二苯甲酰(BPO，0.035g)。

四、流程图、实验步骤及现象（1）流程图取出有机玻璃棒观察（2）实验步骤与现象（3）注意事项1.胶塞必须用聚四氟乙烯膜或铝箔包,裹，以防止在聚合反应过程中MMA蒸气将胶塞中的添加物(如防老剂等)溶出，影响聚合反应；塞子只需轻轻盖上，不要塞紧，以防因温度升高时，塞子爆冲。

2.浇灌时，可预先在试管中放人干花等装饰物，这样在聚合完后可把产品做成小饰物，但加入的装饰物一定要干燥以防产生气泡。

五、讨论甲基丙烯酸甲酯的本体聚合要先进行预聚合制成具有一定黏度的预聚物的原因：1.在聚合过程中会产生大量的热，先生成一个预聚合，从而有助于聚合过程中的散热，防止暴聚现象。

2.甲基丙烯酸甲酯的密度小于聚合物的密度，在聚合过程中出现较为明显的体积收缩，预聚合避免或减小体积收缩。

高分子化学实验报告实验二:甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的：1) 、了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法；2) 、掌握减压蒸馏的原理及操作过程.二、实验原理：甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行自由基聚合反应.自由基加聚的工艺方法主要有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。

本体聚合由于反应组成少，只是单体或单体加引发剂,所以产物较纯，但散热难控制;溶液聚合过程易控制，散热较快,不过产物中含溶剂（有些污染环境），后处理比较困难；悬浮聚合以水作溶剂，水无污染，散热好，易除去,但要求单体不溶于水，故在应用上受限制；乳液聚合反应机理不同,可以同时提高聚合速度聚合度，散热好，易操作。

甲基丙烯酸甲酯在BPo引发下自由基聚合：CDOCH,自由基聚合属连锁反应，一般有三个基元反应：链引发，链增长，链终止（有时还会出现链转移）反应。

链引发：R∙ +MM→ RM—链增长:RM∙ +M→ RMM +M→ RMMMM+M链终止: M∙+ —M∙→死'聚合物RC比Y—C(X)CH j -------- <Ci 上⅛i本实验采用本体聚合，当反应到一定程度时粘度增大，大分子链自由基活性降低,阻碍了链自由基的相互结合，使链终止速率减慢，而小分子单体却依然可以自由与链结合，链增长速率不会受到影响，从而导致自动加速效应，内部温度急剧上升,又继续加剧反应, 如此循环，而粘度又屏蔽热量，使局部温度过高，严重影响聚合物的性质, 这是我们不想看到的。

时∣⅛∕mιnra 1•蚩合反战的变化规仅图1、为聚合反应的变化规律, 图中曲线表明：聚合反应开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系无粘度变化。

在转化率超过20 %以后，聚合速率显著增加，出现自动加速效应.而转化率达到80 ％以后，聚合速率显著减小. 最后几乎停止聚合，需要升高温度才能使聚合反应完全。

为避免出现自动加速效应，可通过冷却降温与控制粘度的方法，在预聚时控制粘度，并控制温度在80～90 C时（引发剂的半衰期适当）,以适应在较低温度下聚合。

实验三、甲基丙烯酸甲酯本体聚合一、实验目的1.通过实验了解本体聚合的基本原理和特点。

2.掌握有机玻璃制造的操作技术。

二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃，是重要的合成材料之一。

本实验是用过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，甲基丙烯酸甲酯进行自由基聚合。

本体聚合的具体过程是：1、引发剂分解2、链引发3、链增长4、链终止A．偶合终止B．歧化终止其中，甲基丙烯酸甲酯在60℃以上时聚合，以歧化终止为主。

本体聚合由于反应组成少，只是单体或单体加引发剂，所以产物较纯，但散热难控制，在工业化生产中较少采用。

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，长链自由基有一定程度的卷曲，自动加速效应更加明显。

随着粘度增加，散热困难，会发生“爆聚”。

因此，本体聚合要求严格控制不同反应阶段的温度，随时排除反应热是很有必要的。

由上图可见，在本体聚合反应开始前通常有一段诱导期，聚合速度为零，体系无粘度变化，然后反应逐步进行。

当转化率超过20%之后，聚合速度显著加快，称为自动加速效应，此时若控制不当，体系易发生爆聚产生大量气泡而使产品性能变坏。

而转化率达80%之后，聚合速率显著减小，最后几乎停止聚合反应，需升高温度才能使之完02040608010012014016020406080100i n v e r t i n g r a t i o (%)t(min)全聚合。

三、实验仪器和试剂试管圆底烧瓶水浴锅温度计模子甲基丙烯酸甲酯过氧化二苯甲酰（BPO）四、实验流程五、注意事项1 在预聚过程中需要严格控制温度以及预聚物粘度。

2 溶解BPO时不宜剧烈摇晃。

六、实验步骤、现象及分析得到两份无色透明的有机玻璃，但表面有一层乳白色的小点，处于模具顶部的边缘部分并非坚硬的玻璃状，橡胶质感较强，其中一块加有树叶的还有气泡（如下图）因为顶部边缘与氧气接触较多，氧在低温时的阻聚作用，使聚合反应停留在弹性状态造成的。

《高分子化学与高分子物理》课程实验报告姓名学号成绩日期同组姓名指导教师实验二：聚甲基丙烯酸甲酯的合成与性能的测定一、实验目的1、掌握有机玻璃的制造工艺特点并了解其性能。

2、掌握测定本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯的特性粘数的方法并计算平均分子量的方法。

3、通过测定聚合物温度-形变曲线，了解线性非结晶性聚合物不同的力学状态。

4、掌握温度-形变曲线的测定方法、各区的划分及玻璃化转变温度T g的求取。

5、掌握聚合物拉伸应力-应变曲线的测定方法以及不同类型的聚合物其拉伸行为的特点。

二、仪器量筒，烧杯，玻棒，布氏漏斗，抽滤瓶，滴管，真空干燥器，真空泵，恒温水浴，电炉，三口烧瓶，球形冷凝管，温度计，搅拌器，变压器，电子天平，小试管，瓶盖三、药品过氧化苯甲酰，三氯甲烷，甲醇，甲基丙烯酸甲酯（MMA），过氧化苯甲酰（BPO）四、实验原理1、引发剂的精制原理自由基聚合的引发剂有如下几种类型：（1）偶氮类引发剂。

常用的有偶氮二异丁腈（AIBN，用于40~65℃聚合）和偶氮二异庚腈，后者半衰期较短。

（2）有机过氧化物。

最常用的是过氧化苯甲酰（BPO，用于60~80℃聚合），还有过氧化二异丙苯，过氧化二特丁基和过氧化二碳酸二异丙酯。

以上两种引发剂为油溶性，适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。

（3）无机过氧化物。

如过硫酸钾（KPS）和过硫酸铵，这类引发剂溶于水，适用于乳液聚合和水溶液聚合。

（4）氧化-还原引发剂。

活化能低，可以在较低的温度（0~50℃）引发聚合反应。

水溶性的有氧化剂过硫酸盐、过氧化氢以及还原剂Fe2+、NaHSO3、Na2S2O3和草酸、油溶性的氧化剂有氢过氧化物、过氧化二烷基；还原剂有叔胺、硫醇等。

自由基聚合对溶液没有过高的要求，但BPO 本身纯度不高，长期保存又易分解，因此在聚合前应予精制。

BPO 提纯常采用重结晶法。

由于过氧化苯甲酰易爆炸，不能加热，通常是用三氯甲烷作溶剂，以甲醇作为沉淀剂进行精制。

2、甲基丙烯酸甲酯自由基聚合原理甲基丙烯酸甲酯单体发生自由基聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯的反应式为本体聚合法是生成聚甲基丙烯酸甲酯最重要的方法。

化学化工学院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。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及成型一、实验目的1、了解本体聚合的原理。

2、熟悉型材有机玻璃的制备方法。

二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯具有优良的光学性能、密度小、机械性能好、耐候性好。

在航空、光学仪器、电器工业、日用品等方面又有广泛的用途。

为保证光学性能，聚甲基丙烯酸甲酯多采用本体聚合法合成。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是按自由基聚合反应历程进行的，其活性中心为自由基。

反应包括链引发、链增长和链终止，当体系中含有链转移剂时，还可发生链转移发应。

本体聚合是不加其他介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光作用下进行的聚合，又称块状聚合。

本体聚合具有合成工序简单，可直接形成制品且产物纯度高的优点。

本体聚合的不足是随聚合的进行，转化率提高，体系黏度增大，聚合热难以散出，同时长链自由基末端被包裹，扩散困难，自由基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增大而出现自动加速现象，短时间内产生更多的热量，从而引起相对分子质量分布不均，影响产品性能，更为严重的则引起爆聚。

因此甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一般采用三段法聚合，而且反应速率的测定只能在低转化率下完成。

三、主要试剂和仪器1.主要试剂名称试剂规格用量单体甲基丙烯酸甲酯精制30g引发剂偶氮二异丁腈AR 0.02g2、主要仪器100mL三口瓶，冷凝管，试管，恒温水浴，0～100℃温度计，玻璃板（两块），橡皮条。

四、实验步骤预聚体的制备1、取0.02g偶氮二异丁腈、30g甲基丙烯酸甲酯混合均匀，投入到100mL装有冷凝管、温度计和毛细管的磨口三口瓶中，搅拌、通冷凝水。

2、水浴加热，升温至75～80℃，反应20min后取样。

注意观察聚合体系的黏度，当体系具有一定黏度（预聚物转化率约7%～10%）时，则停止加热，并将聚合液冷却至50℃左右。

有机玻璃薄棒的成型1、将试管洗净、烘干，把预聚体加入至试管的2/3，把试管放入试管架中，在60～65℃水浴中恒温反应2h。

2、将试管架放入烘箱中，升温至95～100℃保持1h，即得到一根透明光洁的有机玻璃棒。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及聚合速率的定性观测实验报告姓名：吉武良院系：化院20系学号：PB13206270摘要：本实验进行甲基丙烯酸甲酯（MMA）的本体聚合，在聚合过程中采用二步法避免体积收缩和利于散热。

定性观测了温度、气氛、引发剂用量、阻聚剂对甲基丙烯酸甲酯聚合速率的影响。

关键词：本体聚合自由基聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA) 聚合速率一、引言聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，简称PMMA，英文Acrylic），又称做压克力或有机玻璃，它的铸板聚合物的数均分子量一般为2.2×104，相对密度为1.19～1.20，折射率为1.482～1.521，吸湿度在0.5%以下，玻璃化温度为105℃。

具有高透明度，低价格，易于机械加工等优点，是平常经常使用的玻璃替代材料，是目前最优良的高分子透明材料。

[1]有机玻璃板材通常采用本体聚合方法制取，聚合物能够溶解于单体中，可以得到分子量高和质量纯净的产品。

反应方程式如下：H2C CH3COOCH3*H2C*nCH3COOCH3本体聚合（bulk polymerization；mass polymerization ）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、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。

[2]由于反应体系中只有单体、引发剂和聚合物，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。

自动加速效应是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，而单体分子的扩散受到的影响不大，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，结果使得聚合反应速度增加，聚合物分子量变大。

更高的聚合速度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”式地加速进行而失去控制。

因而，自由基本体聚合中控制聚合速率使聚合反应平稳进行使获取无瑕疵型材的关键。

在本文中对于MMA的聚合中，由于MMA聚合时热效应明显，如果热量不能及时散去，会出现“爆聚”使反应失去控制。

材料制备与合成甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及成型开放性实验姓名：____________________________________________学号：____________________________________________专业：____________________材料化学________________院系：________________ 化学与化工系_______________指导教师：_________________________________________起止日期：20**年**月**日至20**年**月**日甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及成型摘要：有机玻璃通常采用甲基丙烯酸甲酯（MMA本体聚合方法制备。

本实验以甲基丙烯酸甲酯（MMA为单体，过氧化二苯甲酰（BPO为引发剂，邻苯二甲酸二丁酯（DPB为脱模剂，手工成型制备有机玻璃。

通过实验了解聚合原理和特点，利用透光率仪测定所制产品的透明度，讨论合成过程对透光率的影响；并分析成型过程中影响产品质量的诸多因素。

关键字：有机玻璃；甲基丙烯酸甲酯；本体聚合；成型；透光率、/. —前言甲基丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料, 主要作为聚合单体用于生产其聚合物和共聚物,还可通过酯交换用于生产甲基丙烯酸高碳酯。

其聚合物为透明性极佳的塑胶材料,故常被称为有机玻璃, 且具有极好的耐候性等优良特性, 广泛用于汽车、容器、建筑、设备部件、家用电器材料、卫生洁具等方面, 特别是近年来应用在光学级有机玻璃、防射线有机玻璃、光导纤维、光盘等高新技术领域。

同时, 甲基丙烯酸甲酯作为高性能建筑涂料的改性剂使用, 也有很大的利用空间。

除此之外，还可用于聚氯乙烯改性抗冲助剂ACR和MBS腈纶第二单体、医药功能材料等。

[1]聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA是高透明无定形热塑性塑料，是制备有机玻璃的重要材料。

有机玻璃与普通硅玻璃相比，具有突出的优点：它在塑料中透光性最佳（透光率大于92%），有良好的耐候性、耐酸碱性和尺寸稳定性，密度不到普通玻璃的一半，抗脆裂性却超过普通玻璃几倍，易于加工成型。