Proceso detallado de preparación de vidrio orgánico

Categoría: Ciencia e Ingeniería gt; Tecnología y Ciencia de la Ingeniería

Análisis:

Pomerización en masa-fabricación de vidrio orgánico

1. Propósito del experimento

Comprender las características de la polimerización en masa, dominar el método de implementación de la polimerización en masa y observar el cambio de viscosidad del sistema durante todo el proceso de polimerización.

2. Principio experimental

La polimerización en masa es una polimerización en la que solo el monómero en sí se polimeriza bajo la acción del iniciador o la luz o el calor sin añadir otros medios. También se llama bloque. polimerización. El producto de la polimerización en masa tiene alta pureza y procedimientos y posprocesamiento simples. Sin embargo, a medida que avanza la polimerización, la tasa de conversión aumenta, la viscosidad del sistema aumenta y el calor de la polimerización es difícil de disipar. El sistema es clave. Al mismo tiempo, debido al aumento de la viscosidad, los extremos de los radicales libres de cadena larga están incrustados y las dificultades de difusión reducen en gran medida la tasa de terminación de doble radical de los radicales libres, lo que resulta en un fuerte aumento en la tasa de polimerización y la llamada auto. -fenómeno de aceleración o efecto gel. Estos pueden causar un sobrecalentamiento local del sistema. Ampliará la distribución del peso molecular del polímero, afectando así la resistencia mecánica del producto. En casos severos, la temperatura del sistema estará fuera de control. explosión. Para superar este inconveniente, generalmente se utiliza la polimerización en dos etapas: la primera etapa mantiene una tasa de conversión baja, la viscosidad del sistema es baja en esta etapa y no hay dificultad en la disipación del calor, y se puede llevar a cabo en un reactor más grande; la tasa de conversión de la segunda etapa. Debido a su alta viscosidad, se puede polimerizar en capas delgadas o en reactores especialmente diseñados.

Este experimento utiliza la polimerización en masa de metacrilato de metilo (MMA) para producir placas planas de plexiglás. Debido a la presencia de enormes grupos laterales, el polimetacrilato de metilo (PMMA) es un sólido amorfo con alta transparencia, gravedad específica pequeña, cierta resistencia al impacto y buenas propiedades a bajas temperaturas. Es un material ideal para la industria de la aviación y la industria de fabricación de instrumentos ópticos. .materias primas importantes. Para resolver el problema de la disipación de calor y evitar el fenómeno de explosión causado por la aceleración automática cuando se usa MMA para la polimerización en masa, así como el problema de contracción del volumen causado por la diferente gravedad específica cuando los monómeros se convierten en polímeros, se utiliza la prepolimerización a alta temperatura. en la industria, y la prepolimerización se prepolimeriza hasta aproximadamente La suspensión viscosa con una tasa de conversión de 10 luego se vierte en un molde, se calienta y se polimeriza en etapas, se polimeriza aún más a bajas temperaturas, se pasa de manera segura por el período peligroso y finalmente se desmolda para producir una placa plana de plexiglás.

3. Instrumentos experimentales y medicamentos

1) Instrumentos:

Matraz Erlenmeyer

50ml

1 pieza

Vaso de precipitados

1000ml

1 pieza

Horno eléctrico

1KW

1 pieza

Transformador

1KV

1 pieza

Termómetro

100 ℃

1

Probeta graduada

50, 100ml

1 unidad

Tubo de ensayo

10mm×70mm

1 pieza

Vaso de precipitado

400 ml

1 pieza

Molde de vidrio

100mm ×100mm

2 piezas

Tira de goma

3mm×15mm×80mm

3 piezas

Celofán por separado , papel de calco, pegamento, pinzas para tubos de ensayo, varias varillas de vidrio

2) Fármacos:

Metacrilato de metilo (MMA)

Recién destilado

30 ml, BP = 100,5 ℃

Peróxido de dibenzoilo (BPO)

Recristalización

0,05 g

Ftalato de dibutilo (DBP )

Grado analítico (CP)

2ml

4. Pasos experimentales

1) Fabricación de moldes

Lave y seque dos placas de vidrio ordinarias de determinadas especificaciones. Envuelve la tira de goma con celofán transparente para que no quede expuesta. Coloque las tiras de goma envueltas en tres lados entre las dos placas de vidrio, selle los tres lados de las placas de vidrio con papel de calco humedecido en pegamento y deje un lado a un lado para la lechada. El molde preparado se coloca en un horno y se seca a 50°C.

2) Prepolimerización

En el matraz Erlenmeyer lavado y seco, agregue 30 ml de MMA, 0,05 g de BPO y 2 ml de DBP. Después de que el BPO se haya disuelto por completo, coloque el matraz Erlenmeyer en el. Baño de agua, caliéntelo gradualmente a 90 ~ 92 ℃ y manténgalo caliente (nota: durante el proceso de polimerización, debe agitar constantemente con una varilla de vidrio para disipar el calor de manera uniforme y detectar la viscosidad de la suspensión). La suspensión se vuelve como glicerol, sacar inmediatamente el matraz Erlenmeyer. Enfriar a unos 40°C en un vaso lleno de agua fría, verter inmediatamente la suspensión prepolimerizada en el molde y tomar otro trozo de papel de calco para sellar el último lado del molde. moho.

3) Polimerización a baja temperatura, polimerización a alta temperatura

Coloque el molde lleno de lechada en un horno a 50 ° C para la polimerización a baja temperatura cuando se vuelva suave y transparente. sólido, elevar la temperatura a 100°C y continuar la polimerización durante 2 horas, dejar que se complete la reacción y luego enfriar a temperatura ambiente.

4) Desmoldar

Sacar el molde, remojarlo en agua un rato, luego abrir la placa de vidrio para obtener una placa plana de plexiglás.

5) Polimerización explosiva

Puedes tomar una parte de la suspensión prepolimerizada y verterla en un pequeño tubo de ensayo para hacer una varilla de plexiglás. También puedes tomar una parte del prepolimerizado. suspensión y verterlo en un tubo de ensayo y aún mantenerlo a 90 ° C calentando la polimerización y observando el fenómeno de explosión causado por la aceleración automática.