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?聚甲基丙烯酸甲酯的合成

反應(yīng)在壓力釜中進(jìn)行,溫度控制在80-120℃,2h后反應(yīng)即可基本完成。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌、脫水、干燥,得到透明堅(jiān)硬的微小圓珠狀粒料,粒料可直接用于成型,可根據(jù)需要制成各種模塑料后食用。懸浮聚合工藝控制較容易,聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量較低,可進(jìn)行注塑加工、擠出等成型加工。但聚合過程中加入的分散劑等易殘留于產(chǎn)品中,因而其純度不如本體法樹脂。
 
丙酮氰醇法是甲基丙烯酸甲酯傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方法,技術(shù)成熟,單體收率高,目前仍是甲基丙烯酸甲酯的重要生產(chǎn)方法。丙酮氰醇法用丙酮作原料,反應(yīng)中丙酮首先和氫氰酸加成生成丙酮氰醇,后者和甲醇共熱,同時(shí)進(jìn)行脫水、水解、酯化反應(yīng),即生成甲基丙烯酸甲酯。生產(chǎn)中產(chǎn)生的含氰污水和酯化殘夜會(huì)造成環(huán)境污染,必須采取曝氣或焚燒法加以處理。
 
本體聚合產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量較高,可達(dá)10萬左右,且雜質(zhì)少,具有高度透明性。通常,本體聚合反應(yīng)器也就是模具,反應(yīng)結(jié)束后,可獲得與模具形狀相同的產(chǎn)品,主要有板、棒、管等。甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合是以水為介質(zhì),以過氧化二苯甲酰為引發(fā)劑,分散劑有滑石粉、碳酸鎂、聚乙烯醇等。
 
異丁烯氧化法由于丙酮氰醇法中的氫氰酸有毒,隨著石油工業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)了多元化的合成方法,異丁烯氧化法生成甲基丙烯酸甲酯是其中重要的一種。異丁烯氧化法合成甲基丙烯酸甲酯有三步化學(xué)反應(yīng):首先是異丁烯被四氧化而氮個(gè)硝酸液氧化,生成2-甲基-硝基丙酸,隨后水解成a-羥基異丁酸,最后經(jīng)脫水、酯化生成甲基丙烯酸甲酯。
 
異丁烯來源于石油尾氣,價(jià)廉易得,不適用劇毒的氰化氫,生成成本比丙酮氰醇法低,工藝簡(jiǎn)單,操作方便。此外,PMMA加工時(shí)的邊角料和廢棄制品通過熱裂解可回收甲基丙烯酸甲酯單體。按自由基聚合機(jī)理,甲基丙烯酸甲酯可進(jìn)行本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。通過不同的聚合方法,得到不同性能和用途的聚合物。通常采用本體法和懸浮法生產(chǎn)PMMA樹脂,溶液聚合和乳液聚合僅限于生產(chǎn)涂料和黏結(jié)劑等。
 
甲基丙烯酸甲酯在常溫下是無色透明的液體,有一定毒性,沸點(diǎn)100-101℃,揮發(fā)性很強(qiáng),較濃蒸汽對(duì)人體感官有強(qiáng)烈刺激作用。在常溫常壓下,在空氣中的體積分?jǐn)?shù)達(dá)2.12%-12.5%時(shí),遇火花極易發(fā)生爆炸,因而在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中應(yīng)加以注意。甲基丙烯酸甲酯的合成方法較多,其中丙酮氰醇法和異丁烯氧化法為常用的工業(yè)生產(chǎn)方法。
 
由于本體聚合散熱困難,反應(yīng)過程中有明顯的自動(dòng)加速現(xiàn)象,因而在工業(yè)生產(chǎn)中常采用三段式聚合:預(yù)聚合、聚合和高溫處理。首先在單體中加入定量的引發(fā)劑、增塑劑、脫模劑等在普通反應(yīng)釜中進(jìn)行預(yù)聚合,反應(yīng)溫度控制在90-95℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到約10%后,澆注到事先制好的注塑加工廠模具內(nèi)于40-50℃下聚合相當(dāng)時(shí)間,當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)90%-95%后,再升高溫度,于100-120℃下進(jìn)行高溫處理,使單體反應(yīng)完全。
 
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