有机玻璃的共混改性精.ppt

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1、有机玻璃的共混改性有机玻璃的共混改性第1页，本讲稿共17页目录有机玻璃的介绍有机玻璃的介绍有机玻璃的改性有机玻璃的改性共聚增韧的介绍共聚增韧的介绍第2页，本讲稿共17页有机玻璃的介绍welcome to use these PowerPoint templates,New Content design,10 years experience聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃学名聚甲基丙稀酸甲酯有机玻璃学名聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)，有部分人称为压克力。有极好的透光性能，可透过，有部分人称为压克力。有极好的透光性能，可透过92以上的太阳光，紫外线达以上的太阳光，紫外线达73.5%；机械强

2、度较高，有一定的耐热耐寒性，耐腐蚀，绝缘；机械强度较高，有一定的耐热耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质地较脆，易溶于有机溶剂，表面硬度不够，容易擦毛，性能良好，尺寸稳定，易于成型，质地较脆，易溶于有机溶剂，表面硬度不够，容易擦毛，可作要求有一定强度的透明结构件，如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片，装饰礼品等等。可作要求有一定强度的透明结构件，如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片，装饰礼品等等。在里面加入一些添加剂可以对其性能有所提高，如耐热、耐摩擦等。目前该材料广泛的应用在里面加入一些添加剂可以对其性能有所提高，如耐热、耐摩擦等。目前该材料广泛的应用于广告灯箱，铭牌等方面的制作。于

3、广告灯箱，铭牌等方面的制作。第3页，本讲稿共17页有机玻璃的一些应用有机玻璃半球罩有机玻璃半球罩有机玻璃椅子有机玻璃椅子第4页，本讲稿共17页有有机机玻玻璃璃桌桌子子有机玻璃装饰品有机玻璃装饰品第5页，本讲稿共17页有机玻璃的优缺点优点优点质地较轻，透光率较高，有一定的耐热性、抗寒性和耐气候性，质地较轻，透光率较高，有一定的耐热性、抗寒性和耐气候性，耐腐蚀性、绝缘性能良好，在一般情况下成型容易。耐腐蚀性、绝缘性能良好，在一般情况下成型容易。缺点缺点质地较脆，易老化，表面硬度不高，易溶于低酮、酯类及苯类质地较脆，易老化，表面硬度不高，易溶于低酮、酯类及苯类等有机溶剂中。等有机溶剂中。因其质脆，抗

4、冲强度低。应用于某些场合是，需要对其进行增因其质脆，抗冲强度低。应用于某些场合是，需要对其进行增韧等改性以满足工程需要。韧等改性以满足工程需要。第6页，本讲稿共17页有机玻璃的改性1.共聚、交联增韧共聚、交联增韧2.掺入第二相粒子共混增韧掺入第二相粒子共混增韧3.采用互穿聚合物网络结构采用互穿聚合物网络结构4.采用双轴定向拉伸及多层复合工艺采用双轴定向拉伸及多层复合工艺5.纤维增强增韧纤维增强增韧传统的有机玻璃改性方法有：第7页，本讲稿共17页共聚增韧的介绍由甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体自聚得到的单体自聚得到的PMMA，其冲击强度有着明显的不足。这是因为，其冲击强度有着明显的不

5、足。这是因为单一单体聚合得到的高聚物，其性能往往不尽如单一单体聚合得到的高聚物，其性能往往不尽如人意，所以可采用改变聚合单体结构或与其他单体共人意，所以可采用改变聚合单体结构或与其他单体共聚的方法来提高其性能。接下来以丙烯酸、聚的方法来提高其性能。接下来以丙烯酸、丙烯酸丙烯酸丁酯、丁酯、甲基丙烯酸甲酯三元共聚为例加以说明。甲基丙烯酸甲酯三元共聚为例加以说明。第8页，本讲稿共17页丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯三元共聚(例子)实实验采用本体聚合验采用本体聚合,以偶氮二异丁腈为引发剂以偶氮二异丁腈为引发剂,在一定温度下引发聚合反应在一定温度下引发聚合反应,反应分为预聚合、反应分为预聚合、聚合和

6、高温处理三个阶段。预聚合阶段将甲基聚合和高温处理三个阶段。预聚合阶段将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和偶氮二异丁腈装入三颈瓶中丙烯酸丁酯和偶氮二异丁腈装入三颈瓶中,待组分充分互溶后待组分充分互溶后,放入放入 70 水浴中引发聚合水浴中引发聚合,当体系有一定粘度当体系有一定粘度(转化率转化率10%-20%),将其倒入平板模具中在将其倒入平板模具中在 50 温度下聚合三天温度下聚合三天,这时转化率达这时转化率达到到 90%左右左右,然后将试样于然后将试样于 70 高温热处理三小时高温热处理三小时,以进一步提高转化以进一步提高转化率率.最后冷却最后冷却,脱模脱模,即制得规定厚

7、度的试样即制得规定厚度的试样,将其加工成标准样条后平稳将其加工成标准样条后平稳地放置于盛有水的容器中地放置于盛有水的容器中,于于 60-90 恒恒 温。温。合成工艺与试样制备合成工艺与试样制备第9页，本讲稿共17页结果与讨论实验采用在固定甲基丙烯酸甲酯的量的情况下实验采用在固定甲基丙烯酸甲酯的量的情况下,分别改变丙烯酸丁酯和丙烯酸的量分别改变丙烯酸丁酯和丙烯酸的量,以以研究这两个组分对研究这两个组分对 PMMA 的性能影响的性能影响,每组试样均采用三个样条取平均值每组试样均采用三个样条取平均值,经实验测得经实验测得的结果如下的结果如下:第10页，本讲稿共17页表 2丙烯酸含量对试样性能的影响第

8、11页，本讲稿共17页各组分对材料的冲击强度的影响图图 1 的结果表明的结果表明,改性聚甲基丙烯酸甲酯的无缺口冲击强度都随丙烯酸和丙烯酸丁酯的增加而增加。改性聚甲基丙烯酸甲酯的无缺口冲击强度都随丙烯酸和丙烯酸丁酯的增加而增加。随丙烯酸丁酯的加入随丙烯酸丁酯的加入,冲击强度快速上升冲击强度快速上升,随后趋于平缓随后趋于平缓,超过超过 30 份后份后,又快速上升又快速上升;对于丙烯酸的加对于丙烯酸的加入入,冲击强度开始也快速上升冲击强度开始也快速上升,超过超过 10 份后份后,随丙烯酸的加入而趋于平缓。对比两者的增韧效果随丙烯酸的加入而趋于平缓。对比两者的增韧效果,在在加入组份小于加入组份小于10

9、 份时份时,两者基本相同两者基本相同,超过超过 10份后份后,丙烯酸丁酯的增韧效果要比丙烯酸明显。丙烯酸丁酯的增韧效果要比丙烯酸明显。在浇铸成型中含量都为在浇铸成型中含量都为 40/150 时时,丙烯酸丁酯增韧为丙烯酸丁酯增韧为 121%,丙烯酸增韧为丙烯酸增韧为 88.6%.第12页，本讲稿共17页从分子结构上分析从分子结构上分析(图图 2),丙烯酸丁酯增韧的原因主要是丙烯酸丁酯增韧的原因主要是 丙烯酸丁酯丙烯酸丁酯(B)中的丁酯基和甲中的丁酯基和甲基丙烯酸甲酯中的甲酯基基丙烯酸甲酯中的甲酯基(a)虽都属于极性基团虽都属于极性基团,但丁酯基的极性要小于甲酯基的极性但丁酯基的极性要小于甲酯基的

10、极性,所以侧基间的相互作用减小所以侧基间的相互作用减小,单键的内旋转变得容易单键的内旋转变得容易,链的柔顺性较好链的柔顺性较好;甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯(a)中的甲基属于非极性基团中的甲基属于非极性基团,对链的影响主要考虑其侧基体积的大小和对称性对链的影响主要考虑其侧基体积的大小和对称性,而丙烯酸丁而丙烯酸丁酯酯(b)中不含甲基中不含甲基,所以减小了侧基体积所以减小了侧基体积,从而减小了空间位阻从而减小了空间位阻,链的旋转变得容易链的旋转变得容易,链的链的柔顺性增加。丙烯酸增韧主要是柔顺性增加。丙烯酸增韧主要是:MMA(a)羰基上的氧原子可以和羰基上的氧原子可以和 AA(c)羟基上的氢原羟

11、基上的氢原子形成氢键子形成氢键,由于氢键的键能较大由于氢键的键能较大,键之间的作用力也较大键之间的作用力也较大,从而提高从而提高 PMMA 的冲击强度的冲击强度,但但从图从图 1 上可以看出上可以看出,丙烯酸的增韧效果要劣于丙烯酸丁酯。丙烯酸的增韧效果要劣于丙烯酸丁酯。第13页，本讲稿共17页各组分对透光率的影响大多数的非均相的共混高聚物不再有其组分均聚物的光学性能大多数的非均相的共混高聚物不再有其组分均聚物的光学性能,这是由于两相这是由于两相的密度和折射率不同的密度和折射率不同,光线在两相界面处发生折射和反射的结果光线在两相界面处发生折射和反射的结果,要制得透要制得透明高聚物明高聚物,则两相

12、折光指数差必须小于则两相折光指数差必须小于 0.002,在上述做得丙烯酸丁在上述做得丙烯酸丁酯、酯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯共聚物不存在上述情况丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯共聚物不存在上述情况,因为共聚的聚因为共聚的聚合物体系均匀合物体系均匀,不存在两相折光指数差异不存在两相折光指数差异,所以透明性较好。从本实验的所以透明性较好。从本实验的结果图结果图 4 可以看出可以看出,在固定在固定 MMA 和和AA 的量和在固的量和在固MMA 和和 BA 时时,透透光率都能保持一较好数值光率都能保持一较好数值,所有组分的透光率都在所有组分的透光率都在 80%以上。以上。第14页，本讲稿共17页 结论结论(1)在

13、固定甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸的量的情况下在固定甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸的量的情况下,随丙随丙烯酸丁酯的增加烯酸丁酯的增加,冲击强度逐渐增加冲击强度逐渐增加,维卡软化点逐渐降维卡软化点逐渐降低低,透光率优良。透光率优良。(2)在固定甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的量的情况下在固定甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的量的情况下,随丙烯酸随丙烯酸的增加的增加,冲击强度逐渐提高冲击强度逐渐提高,维卡软化点逐渐降低维卡软化点逐渐降低,透光率较透光率较好。好。第15页，本讲稿共17页 (3)丙烯酸丁酯的增韧效果较丙稀酸好丙烯酸丁酯的增韧效果较丙稀酸好,而在对耐热性的而在对耐热性的影响方面影响方面,丙烯酸较丙烯酸丁酯好。丙烯酸较丙烯酸丁酯好。(4)在实验组份为在实验组份为 MMA80%、AA10%、BA10%时改性有机玻时改性有机玻璃的综合性能较好璃的综合性能较好,冲击强度为冲击强度为 17.83 KJ.m-1,维卡软化点维卡软化点为为101.7,透光率为透光率为 88.3%.第16页，本讲稿共17页Thank you!第17页，本讲稿共17页