懸浮聚合制備亞克力粉料分散體系研究

孟海濤

[摘要]溶有引發(fā)劑的甲基丙烯酸甲酯以液滴狀懸浮于水中進行自由基懸浮聚合。水為連續(xù)相，單體為分散相。聚合在每個小液滴內(nèi)進行，反應(yīng)機理與本體聚合相同，可看作小珠本體聚合。根據(jù)聚合物在單體中的溶解性有均相、非均相聚合之分。懸浮聚合的關(guān)鍵是分散體系，考察了分散體系影響顆粒大小與顆粒規(guī)整度，顆粒的規(guī)整度對亞克力的加工有較大影響。

[關(guān)鍵詞]分散體系 自由基聚合 本體聚合

懸浮聚合法的典型生產(chǎn)工藝過程是將單體、水、引發(fā)劑、分散劑等加入反應(yīng)釜中，加熱，并采取適當(dāng)?shù)氖侄问怪３衷谝欢囟认逻M行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后回收未反應(yīng)單體，離心脫水、干燥得產(chǎn)品。其懸浮聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯模塑料。聚甲基丙烯酸甲酯能溶于自身單體、氯仿、乙酸、乙酸乙酯、丙酮等有機溶劑。由于它能溶于自身單體中，它的本體聚合物非常透明。它的鑄板聚合物的數(shù)均分子量一般為2.2×10，相對密度為1.19～1.20，折射率為1.482～1.521，吸濕度在0.5%以下，玻璃化溫度為105℃。

目前懸浮聚合方法主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯——PVC、聚苯乙烯——PS，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA等。而PMMA的懸浮生產(chǎn)工藝較多，生產(chǎn)出的顆粒大小與規(guī)整度對下游的加工影響很大。

一、實驗步驟

按比例將引發(fā)劑溶于甲基丙烯酸甲酯中代用，將分散劑溶于水中，加熱，攪拌均勻后備用。在一定溫度下將溶有引發(fā)劑的單體加入上述備用溶液中。控制攪拌速率，升溫，待顆粒硬化后升溫，反應(yīng)一段時間即可出料，得規(guī)整性小珠粒，即為亞克力粉料，可做有機玻璃、亞克力工藝品。

二、實驗儀器與試劑

1.電加熱套（3Kw，可調(diào)）

2.攪拌裝置

3.三口燒瓶（1000ml）

4.回流冷凝管

5.電子秤（1/10000）

6.抽濾裝置

7.甲基丙烯酸甲酯（MMA），工業(yè)級

8.BPO

9.分散劑

三、實驗結(jié)果討論

1.明膠。明膠一般用于苯乙烯懸浮聚合，所得顆粒較大，在甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合中用量為單體得0.5-1.5%。控制攪拌速率。

所得顆粒有粘連，顆粒較粗。

2.聚甲基丙烯酸鈉。甲基丙烯酸鈉一般用于PE或PVC的加氯生產(chǎn)，在甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合過程中用量為單體的0.5-1.5%。控制攪拌速率。

所得顆粒較粗，規(guī)整性不好。

3.聚乙烯醇。聚乙烯醇一般用于苯乙烯的懸浮聚合，由于其牌號較多，篩選需要謹慎。

所得顆粒較細，規(guī)整性尚可。

4.固體顆粒。固體顆粒一般不直接使用，而是與有機分散劑配合使用。

所得顆粒較大，洗脫比較困難，對后期加工有影響。

5.復(fù)配分散劑。

所得顆粒規(guī)整，顆粒較細。

綜上所述，單一分散劑用于甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合效果不佳，而選用復(fù)配分散劑效果較好，成品顆粒度規(guī)整，顆粒小，符合亞克力加工要求。因此在甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合過程中，選擇分散劑是關(guān)鍵因素，攪拌對顆粒大小也有較大影響。