甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验报告

一、实验目的1. 掌握自由基本体聚合的原理及合成方法；2. 了解有机玻璃的生产工艺；3. 通过实验，观察和掌握本体聚合过程中的现象，分析影响聚合反应的因素；4. 熟悉实验操作技能，提高实验数据处理和分析能力。

二、实验原理本体聚合是指在没有介质存在的情况下，单体在引发剂、热、光、辐射等作用下进行的聚合反应。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃，因其优良的光学性能、比重小以及在低温下仍能保持其独特的性能而被广泛的应用。

本体聚合是制备PMMA的主要方法之一。

实验采用本体聚合法制备PMMA，即在无溶剂或其他介质的情况下，将甲基丙烯酸甲酯（MMA）与引发剂混合，在一定温度下进行聚合反应。

反应过程中，MMA分子在引发剂的作用下生成自由基，自由基与MMA分子反应生成聚合物。

随着反应的进行，体系粘度逐渐增大，散热困难，易产生局部过热，甚至引发爆聚。

三、实验药品及仪器药品：甲基丙烯酸甲酯（MMA）、过氧化苯甲酰（BPO）、甲苯仪器：恒温水浴锅、三口烧瓶、直型冷凝管、磨口锥形瓶、牛角管、温度计、秒表四、实验步骤1. 准备实验仪器，检查设备是否完好；2. 称取一定量的MMA和过氧化苯甲酰，加入三口烧瓶中；3. 将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，加热至预定温度；4. 开始计时，观察体系粘度变化、颜色变化、气泡产生等现象；5. 反应结束后，将聚合物取出，冷却、称重；6. 对聚合物进行表征，如红外光谱、凝胶渗透色谱等。

五、实验结果与分析1. 在实验过程中，观察到体系粘度逐渐增大，颜色由无色变为淡黄色，并伴随气泡产生；2. 随着反应时间的延长，体系粘度继续增大，颜色加深，气泡增多；3. 反应结束后，聚合物质量为理论质量的95%。

分析：本体聚合过程中，引发剂分解产生自由基，自由基与MMA分子反应生成聚合物。

随着反应的进行，体系粘度逐渐增大，散热困难，易产生局部过热。

实验中，观察到体系粘度增大、颜色加深、气泡增多等现象，说明反应过程中存在局部过热现象。

有机玻璃板（PMMA）的制作一、实验目的1.了解本体聚合的特点与规律, 掌握本体聚合反应的操作方法。

2.制备出无气泡、平整透明的有机玻璃薄板。

二、实验原理甲基丙烯酸甲酯在ABIN引发剂存在下进行如下聚合反应:本体聚合: 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。

本体聚合的优点:(1) 与其它聚合方法如溶液聚合、乳液聚合等相比, 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、分子量较高, 特别适合于制备对透明性和电性能要求高的产品, 而且对环境污染较低。

(2) 反应设备是最简单。

本体聚合的缺点: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。

解决方法: 常采用分阶段聚合法, 即工业上常称的预聚合和后聚合。

三、实验仪器及药品甲基丙烯酸甲酯（MMA）30mL 偶氮二丁异腈（ABIN）0.267g锥形瓶（200mL）1个水浴加温装置1套铁架台1个电动搅动装置1套四、实验步骤1. 有机玻璃板模具的制作取三块50mm*50mm硅玻璃片洗净并干燥（其中两块可以选择涂一层硅油, 即邻笨二甲酸丁二脂, 也叫DPB）。

把三块玻璃片重叠、并将中间一块纵向抽出约30mm, 其余三断面用切割好的玻璃片用玻璃胶封牢, 然后将中间玻璃板抽出, 作灌浆用。

2. 预聚合在干净的（200mL）锥形瓶中加入30mLMMA及0.267g的AIBN, 混合均匀, 然后套上带有搅动棒的橡胶塞, 用试管夹夹住锥形瓶的瓶颈, 在70-75℃的水浴中加热, 同时开启电动搅动装置（注意搅动的速率不能过快, 特别是刚开始时）, 进行预聚合约30min, 注意观察体系粘度变化, 当体系黏度变大, 但仍能顺利流动时（即预聚物的转化率约7%-10%,似甘油粘稠状时）, 取出锥形瓶, 并将聚合液冷却至40-45℃, 注入模具中（浇铸时注意防止锥形瓶外的水珠滴入）, 垂直放置5-10min赶出气泡。

1第一章材料的合成实验1甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、目的要求了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法。

二、基本原理本体聚合是在没有介质存在下单体本身聚合，因此聚合时只用单体和少量引发剂加热使单体聚合生成聚合物。

nCH 2CCOOCH 3CH 3C COOCH 3n CH 3CH 3在本体聚合过程中，由于单体聚合时放出大量热，而且随着聚合反应的进行，生成的聚合物溶在单体中，使体系变粘稠，这样导热效率更差，热量难以导出。

所以本体聚合控制温度是很重要的。

为了控制本体聚合的速度导出聚合热，通常采用二段或多段聚合的方法。

三、药品与仪器甲基丙烯酸甲酯（MMA ）精制过氧化苯甲酰（BPO ）重结晶70℃的恒温水浴一个50毫升锥形瓶一个5毫升试管二个折光仪（通循环水维持25℃）四、实验步骤取一个50ml 锥形瓶加入20ml 新蒸的MMA ，加入引发剂过氧化苯甲酰（为单体重量0.1%）混合均匀，为使水蒸汽不进入锥形瓶内，上面可盖一玻璃纸，用橡皮圈扎紧。

将配好的MMA-BPO于水浴加热，温度为80℃，直到成粘稠甘油状液体立即停止加热，用冷水冷却至室温。

反应过程中随时间变化取出一滴测折光率（注意每次测定一次用氯仿清洗整个棱镜以除去聚合物）。

分别将预聚物灌入两支5ml的试管中，灌浆时注意不要带入气泡，将灌完后试管置于40℃的烘箱中继续进行聚合，约24小时，为使聚合进行彻底，增加聚合物的硬度，在最后一小时可升温至100℃。

五、注意事项1.仪器要洁净干燥，实验中锥形瓶避免进水；2.过氧化物类引发剂受到撞击、强烈研磨等极易燃烧、爆炸，取用时要轻拿轻放，如洒落要及时清理干净。

六、思考与讨论1.反应时注意引发剂用量，其用意何在？2.为什么有的体系长时间没有出现粘度变大现象？3.如最后产品中有气泡，试着分析一下其中的原因。

4.聚合为何要采取分段加热，即先高温后低温的工艺？2。

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。

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。

实验三甲基丙烯酸甲酯本体聚合及性能分析一、实验目的1.理解本体聚合的基本原理和主要特点。

2.掌握利用间歇本体聚合法制备有机玻璃制品。

3.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Tg的求取方法。

4.掌握粘度法测定高聚物分子量的基本原理、操作方法和数据处理方法。

二、实验原理在没有任何介质下，只有单体本身在引发剂、光、热、辐射作用下进行的聚合反应叫本体聚合。

本体聚合时，随着转化率的提高，体系粘度增大，长链自由基卷曲，双基终止受到阻碍，聚合反应增长速率常数Kp变动不大，终止速率常数Kt锐减，因而聚合反应显著加速，分子量也同时迅速增加，自动加速效应是本体聚合的重要特征之一。

本实验采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）本体聚合制备玻璃制品，甲基丙烯酸甲酯的聚合反应式：聚合时为了解决散热，避免自动加速作用而引起的爆聚现象，以及单体转化为聚合物时由于密度不同而引起的体积收缩问题，工业上采用先高温预聚合，待转化率达到一定程度后，再注入模内，在低温下进一步聚合，安全度过危险期，最后制得有机玻璃产品。

玻璃化转变温度（Tg）和分子量是高分子材料的两个基本物理参数，本实验采用热机分析仪和乌式粘度计对所制备的有机玻璃制品（PMMA）进行Tg和分子量的测定。

在聚合物试样上施加恒定载荷，在一定范围内改变温度，以试样形变或相对形变对温度作图，所得到的曲线，通常成为温度-形变曲线。

线形非结晶性聚合物在不同的温度范围内表现出不同的力学行为，如下图。

图2 非晶态聚合物温度—形变曲线对于线性非晶聚合物有三种不同力学形态：玻璃态、高弹态、粘流态，这是聚合物链在运动单元上的宏观表现，处于不同力学行为的聚合物因为提供的形变单元不同，其形变行为也不同。

玻璃态与高弹态之间的转变温度就是玻璃化转变温度Tg ，高弹态与粘流态之间的转变温度就是粘流温度T f 。

粘度法是测定聚合物分子量的常用方法，此法设备简单，操作方便，且具有较好的精确度，因而在聚合物的生产和研究中得到十分广泛的应用。

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合化工系毕啸天2010011811一、实验目的1.加深理解自由基本体聚合的原理和影响因素。

2.掌握有机玻璃制造的工艺特点。

二、实验原理本体聚合是指不用溶剂和介质，仅由单体和少量引发剂（也可采用热、光照、辐射等引发条件）进行的聚合反应。

本体聚合杂质少，纯度高，设备简单，可直接成型，生产成本低，特别适合制备透明度高的产品。

另外，该方法也适合于实验室研究，如单体聚合能力的判断、聚合动力学研究、竞聚率测定等。

本体聚合是最简单的一种聚合方法，但反应放出的热量难以控制。

在反应初期粘度不大时散热并无问题。

但是当转化率超过20%~30%后，体系粘度增大，使散热困难，此阶段的自动加速过程往往造成温度的急速上升，引起局部过热和产物分子质量分布变宽，严重的甚至引起爆聚，所得聚合物产品的均匀性较差。

为便于散热，通常采用两段聚合法：第一阶段保持较低转化率，这一阶段体系粘度较低，散热尚无困难，可在较大的反应器中进行；第二阶段转化率和粘度较大，可进行薄层聚合或在特殊设计的反应器内聚合。

本实验以甲基丙烯酯甲酯（MMA）进行本体聚合，实验同样采用两段聚合法。

首先在一锥形瓶内加入单体、引发剂，在加热条件下预聚。

体系粘度增大到一定程度后，将预聚物倒入事先准备的方形模具中进行恒温聚合。

反应式如下：OO AIBN**OO三、实验药品2、表中密度均指相对密度，以水为基准1；3、表中熔点、沸点单位均为摄氏度。

四、实验仪器玻璃模具，150mL锥形瓶，毛细管，温度计，加热器，搅拌器。

装置见下图六、实验注意事项1.选取玻璃片时应尽量保证二者大小相同，此外还要保证橡胶垫在包好铝箔后高度大致相同。

这样得到的有机玻璃片形状会较为规整美观。

2.玻璃片要充分洗干净，杂质有可能对自由基聚合起阻聚效果，影响聚合速度。

3.制模时要把四角封死，否则预聚物可能流出。

4.橡皮塞中含硫，它是此聚合反应的阻聚剂。

（查得44℃下硫磺对MMA 聚合的阻聚常数C z =0.075，从数值上看似乎并不大啊。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的（1）了解本体聚合的基本原理以及特点，特别是了解温度对产品的影响；（2）了解有机玻璃（PMMA）的制备技术，要求成品无气泡，无损缺，透明光洁。

二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃，因其优良的光学性能，比重小，以及在低温下仍能保持其独特的性能而被广泛的应用，则它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，长脸自由基有一定程度的卷曲，自动加速效应更加明显。

因为引发是通过小分析的单分子的分解发生的，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再聚合初期并不特别依赖相应反应物在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，而引发和生长速率则不受影响。

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，导致反应速率与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。

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，称为自加速效应，此时若控制不当，体系易发生暴聚而使产品性能变坏。

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全聚合。

三、 实验药品及仪器药品：过氧化苯甲酰（BPO ）（0.05g ）---甲基丙烯酸甲酯（MMA ）（15mL ）---仪器：恒温水浴锅、三口烧瓶、直型冷凝管、磨口锥形瓶、牛角管、温度计、天平、小试管等。

实验六甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、目的要求：1、了解本体聚合的原理，2、熟悉有机玻璃的制备方法。

二、原理：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃。

有机玻璃广泛用在工业、农业、军事、生活等的各个领域，如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。

在建筑、电气、医疗卫生、机电等行业也广泛使用，如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。

每年全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。

工业上制备有机玻璃主要采用本体、悬浮聚合法，其次是溶液和乳液法。

而有机玻璃的板、棒、管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法来制备。

如果直接做甲基丙烯酸甲酯的本体聚合，则由于发热而产生气体只能得到有气泡的聚合物。

如果选用其它聚合方法（如悬浮聚合等）由于杂质的引入，产品的透明度都远不及本体聚合方法。

因此，工业上或实验室目前多采用浇注方法。

即：将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率10%左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚物）后，再将其注入模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到93～95%左右，最后在100℃下聚合至反应完全。

其反应方程式如下：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：本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。

本体聚合是在没有介质存在的情况下只有单体本身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合，又称块状聚合。

体系中可以加引发剂，也可以不加引发剂。

按照聚合物在单体中的溶解情况，可以分为均相聚合和多相聚合两种：聚合物溶于单体，为均相聚合，如甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等的聚合；聚合物不溶于单体，则为多相聚合，如氯乙烯，丙烯腈的聚合。

本体聚合的产物纯度高、工序及后处理简单，但随着聚合的进行，转化率提高，体系黏度增加，聚合热难以散发，系统的散热是关键。

同时由于黏度增加，长链游离基末端被包埋，扩散困难使游离基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增加而出现所谓自动加速现象或凝胶效应，这些轻则造成体系局部过热，使聚合物分子量分布变宽，从而影响产品的机械强度；重则体系温度失控，引起爆聚。

[键入公司名称]高分子化学实验报告甲基丙烯酸甲酯的本体聚合[键入作者姓名][选取日期]一、实验目的（1）掌握本体聚合的原理、优缺点；（2）熟悉本体聚合制备有机玻璃的方法；（3）了解有机玻璃工业生产上的部分操作工艺。

二、实验原理自由基聚合的基本机理自由基聚合时引发剂 I 先形成活性种R•，R•打开单体 M 的π键，与之加成，形成单体活性种，而后进一步不断与单体加成，促使链增长。

最后，增长着的活性链失去活性，链终止。

本体聚合生产工艺本体聚合——在不用其它反应介质情况下，单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的方法。

均相本体聚合——生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）。

非均相本体聚合——生成的聚合物不溶解在单体中，沉淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。

有机玻璃的分段聚合 链引发：链增长：链终止：采用两段聚合：即先在较低温度下预聚合，转化率控制在10～30％，C 6H 5C OO O C C 6H 5OC 6H 5C OO2.C 6H 5C OO .+CH 2C CH 33C 6H 5C OCH 2CCH 33.C 6H 5C OCH 2CCH 33.+CH 2C CH 3COOH 3~CH 2C CH 3COOH 3C CH 3COOH 3CH 2CH 2CCH 3COOH 3.[]n ~CH 2CCH 3COOH 3.+CCH 3COOH 3CH 2~.~CH 2CCH 33CCH 33CH 2~~CH 2CHCH 3COOH 3+CCH 3COOH 3CH~此时体系粘度较低，尚可散热，可在较大搅拌釜中进行聚合。

然后，浇成薄板，由低温至高温进一步进行后聚合。

第一阶段（预聚）较低转化率（10％～40％），可在较大的釜中进行。

将MMA、引发剂、增塑剂、脱模剂在80－90℃下预聚成透明的粘性液体。

第二阶段，以较慢速率进行，或进行薄层（如板状）聚合。

将浆液浇注入两块平板玻璃的模型，在40℃左右缓慢聚合一段时间后，逐步升温，最后在100～110℃使聚合反应完全，降温脱模得平板有机玻璃。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1 了解本体聚合的特点，掌握本体聚合的实施方法2熟悉有机玻璃的制备方法及工艺二、实验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/cm3,而聚合物比重为17 g/cm［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甲基丙烯酸甲酯（MMA ），过氧化二苯甲酰（BP0）四、实验步骤1预聚合装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml的四口烧瓶中加入50ml甲基丙烯酸甲酯MMA , 1g （占单体量0. 2%）的过氧化苯甲酰BP0,开动搅拌并升温至75〜80C,反应20-30分钟，注意引发剂是否全部分解完全，观察现象，看有无气泡产生。

体系稍有粘稠状时，换冷水浴冷却到40C左右停止搅拌。

将反应物倒入预先洗净烘干的小试管中。

2.聚合反应将试管放入水浴升温至60C,保温1-2h,待试管中基本无气泡产生，且聚合物基本变硬时，升温至100C,保温待其自然冷却到40C以下，除去玻璃管，得到光滑无色透明的有机玻璃棒或有条件也可以这样做密圭寸试管口，移入40〜50° C烘箱中放置2〜3天。

1.甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验目的1.了解本体聚合的原理，熟悉和掌握本体聚合方法；2.同时观察和熟悉其“自动加速作用”的现象。

实验要求1.分别取0.2g、0.3g、0.4g过氧化二苯甲酰于三支试管并取同量单体溶解；2.将三支试管同时置于70℃油浴中并缓慢升温至75℃；3.观察反应2.5小时并记录反应过程中现象及发生时间。

1.1聚甲基丙烯酸甲酯概述1.1.1聚甲基丙烯酸甲酯的应用1)用作灯具、照明器材，例如各种家用灯具、荧光灯罩、尾灯、信号灯、路标。

2)用作光学玻璃，例如制造各种透镜、反射镜、棱镜、相机透光镜片。

3)制备各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘。

4)制备光导纤维。

5)制备各种医用、军用、建筑用玻璃。

1.1.2 聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法甲基丙烯酸甲酯聚合。

方程式如下：1.2甲基丙烯酸甲酯的本体聚合1.2.1 制备1.2.1.1 原材料的选择实验试剂：甲基丙烯酸甲酯（新蒸）12ml，过氧化二苯甲酰（BPO）；实验器材：20ml试管，10ml刻度吸管，试管夹，水浴锅。

1.2.2 实验设备与实验方法1.2.2.1 实验设备（反应装置图）图1甲基丙烯酸甲酯的本体聚合意图2.2.2实验方案1、实验原理：在本体聚合中，常常伴随体系的粘度增大而出现“自动加速作用”。

这是由于粘度增大分子链（游离基）的扩散困难，而单体分子的扩散不受多大影响，这样就使得链终止反应速度降低，而使聚合反应速度加快，产物的分子量也急剧增加。

2、实验步骤：1)取3个干净的试管，1个加0.04g过氧化二苯甲酰，另一个加0.03g，再一个加0.02g；2)分别加入4ml甲基丙烯酸甲酯将其溶解并用包有铝薄的橡皮塞将试管盖上；3)置于70℃热水浴中（水浴中有搅拌）再缓慢升温到75℃，观察试管中的反应现象。

反应2―2.5h。

3.1实验结果与分析实验结果：结果分析：本次实验三个试管中反应均较慢，但是反应现象较明显。

反应中一旦产生气泡就会剧烈反应，在短时间内生成大量无色透明固体，这就是实验中观察到的现象。

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。

实验1 甲基丙烯酸甲酯本体聚合学时: 4一、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。

实验一 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1、用本体聚合的方法制备有机玻璃（PMMA ），了解聚合原理和特点，特别是了解温度对产品性能的影响。

2、掌握有机玻璃制备技术，要求制备品无气泡、无损缺、透明光洁。

二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ）俗称有机玻璃，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。

甲基丙烯酸甲酯单体既可进行自由基聚合，又可进行阴离子聚合。

本实验是过氧化二苯甲酰为引发剂进行自由基聚合。

应用MMA 本体聚合的引发剂主要是偶氮类与过氧化物类油溶性引发剂。

以过氧化二苯甲酰（BPO ）引发聚合反应为例：1、引发剂分解2、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）由以上反应历程可知，所用过氧化物在加热时产生自由基，它们参与组成聚合物。

由此，称所用过氧化物为“引发剂”而不是催化剂。

聚合反应是一个连锁反应，反应速度较快，随着聚合产物增加出现自动加速现象，并且甲基丙烯酸甲酯并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，因为引发是通过小分子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，所有这两个过程的速率在聚合初期不特别依赖于相应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，终止速率将为扩散速率所控制，而引发和生长速率仍不受影响。

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；终止的链数将少于开始生长的链数，导致聚合速率与放热速率随反应进行反而增加。

这种由于聚合物浓度增加、粘度增加而产生的效应称之为特罗姆斯多沃-诺里什（Trommsdorff-Norrish）即自动加速效应。

由于粘度增加，散热困难，有时会产生激烈的爆炸。

本体聚合又称块状聚合，它是在没有任何介质存在下，单体本身在微量引发剂下聚合或者直接用热与光、辐射线照射引发聚合。

第1篇一、实验目的1. 了解本体聚合的原理和过程。

2. 掌握本体聚合的实验操作步骤。

3. 学习如何通过控制实验条件来提高聚合物的性能。

4. 分析实验结果，验证本体聚合的可行性。

二、实验原理本体聚合是指单体在没有溶剂的情况下，直接在反应器中进行聚合反应。

在本体聚合过程中，聚合物的分子量较高，且具有良好的透明度和力学性能。

本实验采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）作为单体，过氧化苯甲酰（BPO）作为引发剂，通过本体聚合制备有机玻璃。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 甲基丙烯酸甲酯（MMA）- 过氧化苯甲酰（BPO）- 聚乙烯醇（PVA）溶液- 硅油- 聚合釜- 温度计- 量筒- 秒表2. 实验仪器：- 电子天平- 真空泵- 搅拌器- 烘箱四、实验步骤1. 准备单体：称取一定量的甲基丙烯酸甲酯（MMA）放入聚合釜中。

2. 添加引发剂：将过氧化苯甲酰（BPO）溶解于少量聚乙烯醇（PVA）溶液中，然后将溶液倒入聚合釜中。

3. 调节聚合釜温度：将聚合釜温度设定在60℃。

4. 开始聚合：启动搅拌器，使单体和引发剂充分混合，开始聚合反应。

5. 聚合过程中，定期观察聚合物的黏度和温度变化，并记录相关数据。

6. 当聚合物的黏度达到一定程度时，停止聚合反应。

7. 将聚合物取出，进行后处理，如洗涤、烘干等。

五、实验数据记录与处理1. 记录聚合釜温度、搅拌速度、单体和引发剂加入量等实验参数。

2. 观察聚合物的黏度变化，记录聚合过程中不同时间点的黏度值。

3. 对聚合物进行后处理，记录洗涤、烘干等操作过程。

4. 分析实验数据，比较不同实验条件对聚合物性能的影响。

六、实验结果与分析1. 实验结果：- 聚合物在聚合过程中黏度逐渐增加，直至达到一定值后基本保持稳定。

- 聚合物的透明度、力学性能等指标均达到预期要求。

2. 结果分析：- 通过调整聚合釜温度、搅拌速度等实验条件，可以控制聚合物的性能。

- 聚合物的分子量、透明度和力学性能等指标与实验条件密切相关。

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：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 →…→﹋M·链终止：﹋M·+ ﹋M·→‘死’聚合物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。

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℃时（引发剂的半衰期适当），以适应在较低温度下聚合。

实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的及要求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二、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，为无定性固体。

最突出的性能是具有高度的透明性，透光率达92％，比重小，耐冲击性强，低温性能好，广泛用于航空工业、光学仪器工业及日常生活中。

本体聚合是在没有任何介质存在下，单体本身在引发剂或直接用热、光、辐射的作用下进行的聚合反应，此法的优点是生产过程比较简单，聚合物不需后处理，产品比较纯净，可直接聚合成各种规格的板、棒及管制品，但是，由于无热介质存在，且聚合过程中粘度不断增加，所以聚合物又是热的不良导体，聚合放出的热量难于排除，而造成局部过热，分子量不均匀。

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C6H5CO O O C C6H5OC6H5COO2.C6H5CO O.+CH2CCH3COOH3C6H5COCH2CCH3COOH3.链增长C6H5CO CH2CCH3COOH3.+CH2CCH3COOH3~CH2CCH3COOH3CCH3COOH3CH2CH2CCH3COOH3.[]n链终止~CH 2CCH 3COOH 3.+CCH 3COOH 3CH 2~.~CH 2CCH 3COOH 3CCH 3COOH 3CH 2~~CH 2CHCH 3COOH 3+CCH 3COOH 3CH~甲基丙烯酸甲酯（MMA ）在引发剂作用下发生聚合反应，放出大量的热，致使反应体系的温度不断升高，反应速度加快造成局部过热，使单体气化或聚合体裂解，制品便会产生气泡或空心，另一方面由于甲基丙烯酸甲酯（MMA ）和它的聚合体密度相差甚大（前者0.94，后者1.19），因而在聚合时产生体积收缩，如果聚合热未经有效排除，各部分反应便不一致，收缩也不均匀，因而导致裂纹和表面起皱现象发生，为避免这种现象，在实际生产有机玻璃时常采取预聚成浆法和分步聚合法，整个过程分制模，制浆，灌浆聚合和脱模几个步骤。