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聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate ) 簡稱 PMMA，俗名壓克力。由甲基丙烯酸甲酯MMA)聚合而製得的熱塑性樹脂﹐多為無定形聚合物﹐分子量常高達 100萬。主要品種是由本體聚合製得的無色固體﹐是最優秀的有機透明材料﹐透光率 > 92％﹐密度 1.19g/cm3﹐可著色﹐俗稱有機玻璃﹐廣泛用於製造光學儀器﹑照明燈具﹑廣告招牌。PMMA 品種很多﹐若經定向拉伸﹐可提高耐衝擊性能﹐是高速戰鬥機座艙罩和風擋玻璃的極好材料 (見上圖 各種有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)片、板材)。


若由懸浮聚合製得的PMMA﹐主要用作擠壓製品﹑假牙﹔由乳液聚合製得的膠乳可製造皮革塗飾劑(皮革用化學品)或處理織物(染整助劑)﹐也可做塗料﹔由溶液聚合製得的樹脂溶液也用於塗料。無論哪種方法製得的 PMMA 都具有較強的抗鹼力﹑耐老化性和較高的強度﹐透光度在各種塑料中是最佳的。其表面不耐磨蝕的缺點。已可採用對表面加敷塗層或表面交聯處理加以解決。20 世紀 80 年代以來﹐美國和日本等正在開發將 PMMA 用於光信息技術的錄影光碟和光導纖維。1984 年美國有機玻璃板材﹑模塑料和擠出製品的市場銷售量達 147kt﹐日本產量為 135kt。

沿革

1927 年德國羅姆-哈斯公司的化學家在玻璃板間將丙烯酸酯加熱聚合﹐生成黏性橡膠狀夾層﹐可用作安全玻璃。當用同法澆鑄聚合甲基丙烯酸甲酯時﹐得到了性能很好的有機玻璃板﹐即聚甲基丙烯酸甲酯。它是丙烯酸系樹脂中最重要的品種。1931 年羅姆－哈斯公司在美國的一個工廠開始生產﹐隨後美國﹑英國等也相繼生產。1936 年英國卜內門化學工業公司開發了懸浮聚合法。中國大陸從 50 年代中期開始生產 PMMA。


生產方法

工業上主要有三種工藝﹕

澆鑄本體聚合
該法應用廣泛。將單體和引發劑混合後加熱預聚﹐製得的漿液澆鑄在一定厚度的無機玻璃模型內﹐在確定風速的循環空氣烘房內﹐於40℃左右聚合至膠狀。再於95～110℃高溫聚合﹐最後降至室溫脫模即得產品。混料時加入添加劑﹑共聚單體或交聯劑﹐可改進某些性能。澆鑄成型時需嚴格控制聚合速度﹐如引發劑用量﹑聚合溫度和烘房風速﹐並及時排出釋放的聚合熱使聚合均勻。聚合熱為 54kJ/mol﹐當轉化率達 15％～20％ 時出現自動加速。生產的有機玻璃越厚﹐單位面積釋放的熱量越大﹐如不及時排散熱量﹑嚴格控制溫度﹐就會造成聚合不均勻﹐甚至爆聚。


有機玻璃的品種有透明﹑彩色﹑乳白﹑鏡面﹑波紋﹑閃光等板材(見上圖有機玻璃特種製品)﹐尺寸可達3.0.6m。


乳液聚合

單體在水中進行乳液聚合﹐經濟﹑安全﹑工藝簡便﹐操作黏度低﹐乳液固含量為30％～50％。關鍵是選用合適的乳化劑﹐常用乳化劑為非離子型。引發劑使用水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨等。該法在中國和世界上發展迅速。

懸浮聚合

單體分散在水介質中﹐於攪拌下加熱聚合﹐製得直徑0.1～1.0mm 珠狀體模塑粉﹐經擠出造粒為模塑料﹐供注射成型和擠出加工用。珠體直徑和工藝穩定取決於分散劑種類﹑用量和攪拌速度。工業產品均為 MMA 和少量苯乙烯或丙烯酸甲酯及其乙酯或丁酯的共聚物﹐目的為改善其加工性能。60年代後﹐開始用這種模塑料通過擠出機連續擠出有機玻璃板﹐可以降低成本﹑節省大量平板硅(矽)玻璃﹐目前發展很快。

http://www.pidc.org.tw/C1/TechKnowledge/TechDocLib/2003/2003IKE11-0/%E5%A1%91%E8%86%A0%E7%89%A9%E8%AA%9E%EF%BC%9A%E8%81%9A%E7%94%B2%E5%9F%BA%E4%B8%99%E7%83%AF%E9%85%B8%E7%94%B2%E9%85%AF%EF%BC%88PMMA%EF%BC%8C%E5%A3%93%E5%85%8B%E5%8A%9B%EF%BC%89.aspx