約翰遜,P.

[拼音]:jujiajibingxisuanjiazhi

[英文]:polymethyl methacrylate

簡稱PMMA。由甲基丙烯酸甲酯 (MMA)聚合而製得的熱塑性樹脂,多為無定形聚合物,分子量常高達 100萬。主要品種是由本體聚合製得的無色固體,是最優秀的有機透明材料,透光率>92%,密度1.19g/cm3,可著色,俗稱有機玻璃,廣泛用於製造光學儀器、照明燈具、廣告招牌。PMMA品種很多,若經定向拉伸,可提高耐衝擊性能,是高速戰鬥機座艙罩和風擋玻璃的極好材料(見彩圖);

若由懸浮聚合製得的PMMA,主要用作擠壓制品、假牙;由乳液聚合製得的膠乳可製造皮革塗飾劑(見皮革用化學品)或處理織物(見染整助劑),也可做塗料;由溶液聚合製得的樹脂溶液也用於塗料。無論哪種方法制得的PMMA都具有較強的抗鹼力、耐老化性和較高的強度,透光度在各種塑料中是最佳的。其表面不耐磨蝕的缺點。已可採用對錶面加敷塗層或表面交聯處理加以解決。20世紀80年代以來,美國和日本等正在開發將PMMA用於光資訊科技的錄影磁光碟和光導纖維。1984年美國有機玻璃板材、模塑料和擠出製品的市場銷售量達 147kt,日本產量為135kt。

沿革

1927年德國羅姆- 哈斯公司的化學家在玻璃板間將丙烯酸酯加熱聚合,生成粘性橡膠狀夾層,可用作安全玻璃。當用同法澆鑄聚合甲基丙烯酸甲酯時,得到了效能很好的有機玻璃板,即聚甲基丙烯酸甲酯。它是丙烯酸系樹脂中最重要的品種。1931年羅姆-哈斯公司在美國的一個工廠開始生產,隨後美國、英國等也相繼生產。1936年英國卜內門化學工業公司開發了懸浮聚合法。中國從50年代中期開始生產PMMA,1985年產量約15kt以上。

生產方法

工業上主要有三種工藝:

(1)澆鑄本體聚合該法應用廣泛。將單體和引發劑混合後加熱預聚,製得的漿液澆鑄(見澆鑄)在一定厚度的無機玻璃模型內,在確定風速的迴圈空氣烘房內,於40℃左右聚合至膠狀。再於95~110℃高溫聚合,最後降至室溫脫模即得產品。混料時加入新增劑、共聚單體或交聯劑,可改進某些效能。澆鑄成型時需嚴格控制聚合速度,如引發劑用量、聚合溫度和烘房風速,並及時排出釋放的聚合熱使聚合均勻。聚合熱為54kJ/mol,當轉化率達15%~20%時出現自動加速。生產的有機玻璃越厚,單位面積釋放的熱量越大,如不及時排散熱量、嚴格控制溫度,就會造成聚合不均勻,甚至爆聚。

有機玻璃的品種有透明、彩色、乳白、鏡面、波紋、閃光等板材(見彩圖),尺寸可達3.0×3.6m2。

(2)乳液聚合單體在水中進行乳液聚合,經濟、安全、工藝簡便,操作粘度低,乳液固含量為30%~50%。關鍵是選用合適的乳化劑,常用乳化劑為非離子型。引發劑使用水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨等。該法在中國和世界上發展迅速。

(3)懸浮聚合單體分散在水介質中,於攪拌下加熱聚合,製得直徑0.1~1.0mm珠狀體模塑粉,經擠出造粒為模塑料,供注射成型和擠出加工用。珠體直徑和工藝穩定取決於分散劑種類、用量和攪拌速度。工業產品均為 MMA和少量苯乙烯或丙烯酸甲酯及其乙酯或丁酯的共聚物,目的為改善其加工效能。60年代後,開始用這種模塑料通過擠出機連續擠出有機玻璃板,可以降低成本、節省大量平板矽玻璃,目前發展很快。