通过化学反应制有机玻璃单体论文
2022-10-22
问：有机玻璃的制备，实验报告
- 答：本体聚合——有机玻璃的制造
1. 实验目的
了解本体聚合的特点，掌握本体聚合的实施方法，并观察整个聚合过程中体系粘度的变化过程。
2. 实验原理
本体聚合是不加其它介质，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。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，体系粘度增加，聚合热难以散发，系统的散热是关键。同时由于粘度增加，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。为克服这一缺点，现一般采用两段聚合：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。
本实验是以甲基丙烯酯甲酯（MMA）进行本体聚合，生产有机玻璃平板。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，具有高度透明性，比重小，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。以
MMA 进行本体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比重不同而引起的体积收缩问题，工业上采用高温预聚合，预聚至约
10% 转化率的粘稠浆液，然后浇模，分段升温聚合，在低温下进一步聚合，安全渡过危险期，最后脱模制得有机玻璃平板。
问：以丙酮为原料合成有机玻璃的单体
- 答：根据题目信息及工艺流程中各物质间的转化关系及反应条件可知，合成有机玻璃的过程为：
，
（1）由上述合成路线图可知，A为
，C为CH 2 =C（CH 3 ）COOH，
故答案为：
；CH 2 =C（CH 3 ）COOH；
（2）由上述合成路线图可知，B→C的化学方程式为
，
故答案为：
；
（3）C和乙醇发生酯化反应生成D，D的结构简式为CH 2 =C（CH 3 ）COOCH 3 ，D发生加聚反应生成E，E的结构简式为
，
故答案为：取代反应（或酯化反应）、加聚反应．
问：有机玻璃如何制备的？具体步骤是什么
- 答：有机玻璃全名叫聚甲基丙烯酸甲酯，是采用甲基丙烯酸甲酯作为单体，加入一定量引发剂后的自由基聚合反应。工业上是采取分步聚合的方法，因为聚合后总体体积会收缩减小。具体步骤是将单体和引发剂分别称量后混合，然后使用水浴加热，不断搅拌，看到体系粘度增大后倒入模具中，再放入烘箱里完成最终聚合步骤
