高分子化学实验：甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
一、实验目的
了解甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合原理，掌握本体聚合的方法；熟悉有机玻璃的制
备及成型方法。
二、基本原理
本体聚合是烯类单体在没有介质的情况下，单体本身在引发剂或催化剂等作用下进
行的聚合，而自由基聚合可以通过本体聚合实现。本体聚合的特点是产物纯净，尤其可
以得到透明制品，所需设备简单。甲基丙烯酸甲酯（MMA）通过本体聚合方法可以制得有机玻璃。聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，其最突出的性
能具有高度的透明性，其比重小，故制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。同时又具有
一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。聚
甲基丙烯酸甲酯表面光滑，在一定的弯曲限度内，光线可在其内部传导而不逸出，故外
科手术中利用它把光线输送到口腔喉部作照明。聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良，是很
好的绝缘材料。
甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行如下聚合反应：
CH3
CH3

CH2
CCOOCH3
CH2C

COOCH3由于甲基丙烯酸甲酯单体比重只有094gcm3，而聚合物比重为117gcm3，故有较
大的体积收缩。
三、仪器和试剂
主要仪器设备：试管四颈瓶冷凝管恒温水浴搅拌器
四、实验步骤
称取16ml甲基丙烯酸甲酯，并用玻璃纸准确称取03g（占单体量02）的过氧化苯甲酰，混合放进锥形瓶中，装上回流冷凝管，以水浴加热保持85～90℃。注意引发剂是否全部分解完全，观察现象，看有无气泡产生。经15～20mi
后，体系稍有粘稠状时，换冷水浴冷却到40℃左右。将反应物倒入预先洗净烘干的小试管中，密封试管口，移入40～50℃烘箱中放置2～3天。到固化阶段后，再在115℃士5℃处理1h，使聚合达到完
f全，冷却后脱模。五、注意事项
MMA在本体聚合中的突出特点是有“凝胶效应”，即在聚合过程中，当转化率达到10％～20％时，聚合速率突然加快，物料的粘度骤然上升，以致发生局部过热现象。其原因是由于随着聚合反应的进行，物料的粘度增大，活性增长链移动困难，致使其相互碰撞而产生的链终止下降；相反，单体分子扩散作用不受影响，因此活性链与单体分子结合进行链增长的速率不变，总的结果是聚合总速率增加，以致发生爆发性聚合，即“爆聚”现象。六、讨论与思考1．MMA的本体聚合“凝胶效应”的产生原因？有何特点？制造有机玻璃的步骤有哪些？2．本体聚合工艺中的关键是什么？采用什么措施来解决这些问题？
f高分子物理实验：粘度法测r