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1、第四章第四章聚甲基丙烯酸甲酯塑料聚甲基丙烯酸甲酯塑料聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称俗称有机玻璃，具有质硬、不易碎裂、高有机玻璃，具有质硬、不易碎裂、高度透明、耐侯性好、易于染色和成型度透明、耐侯性好、易于染色和成型等特点，成为应用广泛的透明塑料材等特点，成为应用广泛的透明塑料材料。料。第一节聚甲基丙烯酸甲酯的合成第一节聚甲基丙烯酸甲酯的合成1、本体聚合、本体聚合本体聚合散热困难，反应过程中本体聚合散热困难，反应过程中有明显的自动加速现象，在工业生产有明显的自动加速现象，在工业生产中常采用三段式聚合：中常采用三段式聚合：预聚合预聚合聚合聚合高温处理高温处理CH2CCH3COO
2、CH3特点：特点： （1 1）相对分子质量较高，可达）相对分子质量较高，可达1010万万 左右；左右； （2 2）杂质少，具有高度透明性；）杂质少，具有高度透明性； （3 3）本体聚合反应与成型同时进行：）本体聚合反应与成型同时进行： 即：即： 本体聚合反应器也就是模本体聚合反应器也就是模 具，反应具，反应结束后，可获得与模具形状相同的产品，结束后，可获得与模具形状相同的产品，主要有板、捧、管等。主要有板、捧、管等。2、悬浮聚合悬浮聚合 悬浮聚合工浮聚合工艺控制控制较容易，聚合物容易，聚合物的相的相对分子分子质量量较低，可低，可进行注塑、行注塑、挤出等成型加工。但聚合出等成型加工。但聚合过程中
3、加入的分程中加入的分散散剂等易残留于等易残留于产品中，因而其品中，因而其纯度不度不如本体法如本体法树脂。脂。 悬浮聚合产物主要用于生产复杂的悬浮聚合产物主要用于生产复杂的有机玻璃制品。有机玻璃制品。CH2CHOCH3OCCH3()n第二节第二节聚甲基丙烯酸甲酯的结构和聚甲基丙烯酸甲酯的结构和性能性能一、聚甲基丙烯酸甲酯的结构一、聚甲基丙烯酸甲酯的结构分子结构为：分子结构为：结构式中有错误吗？结构式中有错误吗？1 11 1、非晶性非晶性 PMMA PMMA大分子链上的甲基和甲酯基破坏了分大分子链上的甲基和甲酯基破坏了分子链的空间规整性，因而机玻璃难以结晶，是子链的空间规整性，因而机玻璃难以结晶，
4、是一种典型的非晶、一种典型的非晶、透明透明聚合物。聚合物。 2 2、具有、具有一定的刚性一定的刚性大分子链上不对称取代基妨碍了大分子的大分子链上不对称取代基妨碍了大分子的内旋转，因而具有一定的刚性，致使其内旋转，因而具有一定的刚性，致使其TgTg比比PEPE高得多。较高的高得多。较高的TgTg和无定形结构使和无定形结构使PMMAPMMA在室温在室温条件下具有条件下具有一定的刚性。一定的刚性。3、大分子结构中没有叔氢原子、大分子结构中没有叔氢原子具有较好的耐候性，即耐老化性能。具有较好的耐候性，即耐老化性能。二、二、PMMA的性能特征的性能特征1、物理性能物理性能（1）PMMAPMMA高度透明高
5、度透明. . (2) (2)无毒无味，无毒无味，密度约为密度约为1.18,1.18,在在水中下沉水中下沉；（3 3）易燃，火焰呈浅兰色，下端易燃，火焰呈浅兰色，下端为白色。燃烧时起泡、融熔滴落，为白色。燃烧时起泡、融熔滴落，并伴有腐烂水果、蔬菜的气味。并伴有腐烂水果、蔬菜的气味。2、光学性能、光学性能PMMA是质地均匀的无定型热塑性塑是质地均匀的无定型热塑性塑料，匀质，有均一的透光率达料，匀质，有均一的透光率达92%，比无，比无机硅酸盐玻璃还高，其透明性是常用塑料机硅酸盐玻璃还高，其透明性是常用塑料中最好的。中最好的。这也是其俗称这也是其俗称“有机玻璃有机玻璃”的由来。的由来。3、力学性能、力
6、学性能PMMAPMMA具有较高的刚性具有较高的刚性, ,但稍逊于无机但稍逊于无机玻璃；玻璃；冲击强度是无机玻璃的冲击强度是无机玻璃的7 71818倍，韧倍，韧性不仅大大高于无机玻璃而且高于性不仅大大高于无机玻璃而且高于PSPS，但比但比ABSABS树脂低得多；树脂低得多；硬度不足，表面磨毛后对透明性有硬度不足，表面磨毛后对透明性有一定影响。一定影响。哪么有机玻璃与无机玻璃比有什么优点？哪么有机玻璃与无机玻璃比有什么优点？（1 1）比无机玻璃更透明；）比无机玻璃更透明；（2 2）比无机玻璃的韧性大大提高，）比无机玻璃的韧性大大提高， 不易脆裂；不易脆裂；（3 3）比无机玻璃更易成型，可容易）比无
7、机玻璃更易成型，可容易 地成型出更复杂的各类制品。地成型出更复杂的各类制品。4、PMMA的的热性能热性能 PMMA PMMA的的TgTg为为105105，维卡软化点，维卡软化点100100102102，脆化温度在，脆化温度在6060以下。以下。通常，通常，PMMAPMMA可在可在60606565范围内长范围内长期使用，短时使用温度不宜超过期使用，短时使用温度不宜超过105105。5、耐候性、耐候性与其它树脂相比，与其它树脂相比，PMMA具有优良具有优良的耐候性。在室外大气条件下经过的耐候性。在室外大气条件下经过4年的年的老化试验，它的拉伸强度和透光率仅稍老化试验，它的拉伸强度和透光率仅稍有下降
8、，重量基本保持不变，外观色泽有下降，重量基本保持不变，外观色泽泛黄，但无裂纹、翘曲、起泡等现象。泛黄，但无裂纹、翘曲、起泡等现象。为什么？为什么？一、浇铸成型一、浇铸成型浇铸成型是指在不加压或稍加压的浇铸成型是指在不加压或稍加压的情况下，将单体原料注入模内并使其成情况下，将单体原料注入模内并使其成为制品或型材的方法。为制品或型材的方法。产品有透明、半透明或不透明的各产品有透明、半透明或不透明的各种颜色及珠光的扳、棒、管等。该种种颜色及珠光的扳、棒、管等。该种PMMA性能较好，是有机玻璃的主要品性能较好，是有机玻璃的主要品种。种。第三节、第三节、PMMA的成型加工与应用的成型加工与应用其工艺流程
9、为：其工艺流程为：浇铸成型就是聚合过程，浇铸成型就是聚合过程，由小分子变成大分子的过程。由小分子变成大分子的过程。二、模塑料成型二、模塑料成型指挤出、注塑成型等。1、模塑料成型的物料特性、模塑料成型的物料特性 PMMAPMMA易于吸湿，成型加工前必须易于吸湿，成型加工前必须进行干燥，使水分含量降低到进行干燥，使水分含量降低到0.02%0.02%以以下。干燥时，可采用循环鼓风干燥或下。干燥时，可采用循环鼓风干燥或远红外线干燥等方法，干燥温度远红外线干燥等方法，干燥温度80809595，干燥时间视料层厚度而定，一，干燥时间视料层厚度而定，一般般4 41010h h。 PMMAPMMA的成型加工温度
10、范围较窄，一般为的成型加工温度范围较窄，一般为180180250250，温度超过，温度超过260260易引起材料分易引起材料分解，因而成型加工中必需严格控制温度。解，因而成型加工中必需严格控制温度。 在成型加工温度下在成型加工温度下PMMAPMMA的熔体黏度较的熔体黏度较高，对温度的敏感性大。除采用较高的成型高，对温度的敏感性大。除采用较高的成型压力外，要求严格控制成型加工温度，温度压力外，要求严格控制成型加工温度，温度波动时难以得到尺寸精度较高的制品。波动时难以得到尺寸精度较高的制品。 PMMAPMMA大分子链具有一定刚性，为减小制大分子链具有一定刚性，为减小制品内应力，成型模具温度一般不低
11、于品内应力，成型模具温度一般不低于4040，对力学性能和尺寸精度要求较高的制品可进对力学性能和尺寸精度要求较高的制品可进行热处理。行热处理。2、模塑料成型方法、模塑料成型方法适宜于注塑、挤出成型制造各类适宜于注塑、挤出成型制造各类透明制品或配件。透明制品或配件。通过拉伸成型通过拉伸成型、热成型、机加工、热成型、机加工等等二次成型加工方法二次成型加工方法，PMMA也可制也可制造各类透明制品或配件。造各类透明制品或配件。三、三、聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯二次成型加工二次成型加工四、四、聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯的应用的应用PMMA具有优良的耐候性、光学透具有优良的耐候性、光学透明性及力
12、学性能，在航空、交通、建明性及力学性能，在航空、交通、建筑、仪表、采光、照明、光学等领域筑、仪表、采光、照明、光学等领域作为无机硅玻璃的替代品应用极为广作为无机硅玻璃的替代品应用极为广泛，下表给出了在这些方面的具体用泛，下表给出了在这些方面的具体用途。途。应用领域用途举例航空交通仪表建筑采光照明光学飞机座舱盖、风挡、机舱、舷窗、宇航器械汽车、船舶的防弹玻璃及窗玻璃、汽车及摩托车的挡风玻璃、路标仪表零件、指示灯罩、表面覆盖板、仪表盘色有机玻璃浴缸、洗脸盆等高级卫生洁具、大理石太阳能集热器的外罩、林业温室、水族海底隧道室内外照明器具、汽车尾灯、交通信号灯罩光学镜片（如眼镜、放大镜、各种透镜）、激光
13、防护镜、光导纤维、电视屏幕俗称：压克力俗称：压克力亚克力亚克力（ACRYLIC）第五章第五章聚氨酯塑料及其弹性体聚氨酯塑料及其弹性体聚氨酯（聚氨酯（PUR）是主链结构中含有是主链结构中含有基团的一类高分子化合物的统称。基团的一类高分子化合物的统称。第一节第一节 聚氨酯的基本原料聚氨酯的基本原料 主要有：异氰酸酯、多元醇、催化主要有：异氰酸酯、多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、交联剂等。剂、泡沫稳定剂、发泡剂、交联剂等。一、异氰酸酯一、异氰酸酯 异异氰氰酸酸酯酯是是PURPUR的的主主要要原原料料之之一一，其其分分子子结结构构中中均均含含有有异异氰氰酸酸酯酯（NCONCO）基基团团。生生产产P
14、URPUR用用的的最最多多的的是是甲甲苯苯二二异异氰氰酸酸酯酯（TDITDI）、二二苯苯基基甲甲烷烷二二异异氰氰酸酸酯酯（MDIMDI）和和多多亚亚甲甲基基多多苯苯基基异异氰氰酸酯（酸酯（PAPIPAPI）。）。二、多元醇二、多元醇 制备制备PURPUR的多元醇一般为分子内含的多元醇一般为分子内含有两个以上羟基的有机化合物，常见的有两个以上羟基的有机化合物，常见的有聚酯多元醇和聚醚多元醇。有聚酯多元醇和聚醚多元醇。（1 1）聚）聚醚多元醇多元醇 黏黏度度低低、可可在在常常温温下下混混合合、制制得得的的PURPUR弹弹性性大大、成成本本低低的的优优点点，特特别别适适用用于软质于软质PURPUR泡
15、沫塑料制品。泡沫塑料制品。（2 2）聚）聚酯多元醇多元醇 使使用用聚聚酯酯多多元元醇醇制制得得的的PURPUR制制品品具具有有力力学学强强度度高高，绝绝缘缘、耐耐油油、耐耐热热、尺尺寸寸稳稳定定性性好好等等优优点点，但但由由于于其其自自身身黏黏度度大大，与与其其它它组组分分互互混混性性差差，施施工工较较困困难难，加加上上原原料料成成本本高高，因因而而用用途途不不如如聚聚醚醚多多元元醇广泛。醇广泛。三、添加剂三、添加剂 为了调节为了调节PURPUR树脂合成反应及产品树脂合成反应及产品性能，在反应过程中需要加入各种助剂，性能，在反应过程中需要加入各种助剂，如催化剂、如催化剂、发泡泡剂、稳定剂、交联
16、剂、稳定剂、交联剂、杀虫剂、着色剂、杀虫剂、着色剂、阻燃阻燃剂、抗静、抗静电剂和和填料填料等，以满足各类制品使用性能的要等，以满足各类制品使用性能的要求。求。利用上述原料可得到利用上述原料可得到PUR树脂，由此树脂，由此可制成：可制成：泡沫塑料泡沫塑料革制品革制品PUR性能范围宽，用途涉及各行各性能范围宽，用途涉及各行各业，在高分子材料工业中占有相当重要业，在高分子材料工业中占有相当重要的地位。在塑料工业中主要用作泡沫塑的地位。在塑料工业中主要用作泡沫塑料。料。弹性体、涂料、胶黏剂、纤维等。弹性体、涂料、胶黏剂、纤维等。第二节第二节泡沫塑料泡沫塑料作为塑料作为塑料PUR主要用于泡沫塑料，主要用
17、于泡沫塑料，分为软质聚氨酯泡沫塑料分为软质聚氨酯泡沫塑料和硬质泡沫塑和硬质泡沫塑料。料。软质软质PUR泡沫塑料具有高回弹性，泡沫塑料具有高回弹性，吸音效果好，透气性和透湿性优良，广吸音效果好，透气性和透湿性优良，广泛应用于家具、座椅、织物复合及隔音泛应用于家具、座椅、织物复合及隔音材料等方面；材料等方面；硬质泡沫塑料主要用作绝热材料。硬质泡沫塑料主要用作绝热材料。第三节第三节聚氨酯革制品聚氨酯革制品70年年代代初初，PUR革革制制品品问问世世。PUR革革制制品品性性能能更更为为优优异异，其其材材料料性性能能、外外观观、手手感感等等更更接接近近天天然然皮皮革革，具具有有质质地地柔柔软软、美美观观
18、、耐耐磨磨、耐耐寒寒、透透气气、耐耐老老化化等等特特点。点。人造革：人造革：人造革是以经纬交织的纺织布为人造革是以经纬交织的纺织布为基材，表面涂覆树脂和助剂配混料的基材，表面涂覆树脂和助剂配混料的塑料制品；塑料制品；合成革：合成革：合成革是以无纺布为基材，经合成革是以无纺布为基材，经浸渍涂覆由树脂和助剂配混料而制浸渍涂覆由树脂和助剂配混料而制成的塑料制品。成的塑料制品。1、人造革与合成革、人造革与合成革二者的主要区别在于基材不同：二者的主要区别在于基材不同：而合成革采用的是具有藕状断面而合成革采用的是具有藕状断面结构的空芯纤维制成的无纺布作基材，结构的空芯纤维制成的无纺布作基材，再经浸渍涂覆及一系列后处理过程使再经浸渍涂覆及一系列后处理过程使其结构和性能更接近天然皮革。其结构和性能更接近天然皮革。人造革基材一般采用纺织布，涂人造革基材一般采用纺织布，涂覆后不具备天然皮革的基本结构；覆后不具备天然皮革的基本结构；PUR离型纸法人造革工艺流程离型纸法人造革工艺流程示意示意图图2、聚氨酯革制品、聚氨酯革制品的一般生产教程的一般生产教程生产方法主要是涂覆法，仅一举例：生产方法主要是涂覆法，仅一举例：
