窄分子量分布PMMA的連續(xù)化制備.pdf

1、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一種具有高透過(guò)率的光學(xué)材料，廣泛用于照明器材、光導(dǎo)纖維等領(lǐng)域。對(duì)PMMA的光學(xué)性能而言，分子量分布是非常重要的參數(shù)，分子量分布指數(shù)越小，光在PMMA中的傳輸損耗越少。因此，研究窄分子量分布的PMMA連續(xù)化生產(chǎn)有著重要的意義。
　　針對(duì)窄分子量分布PMMA的研究分為兩大部分:Ⅰ.動(dòng)力學(xué)研究。Ⅱ.連續(xù)化制備方法研究。首先獲取甲基丙烯酸甲酯(MMA)自由基聚合動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，建立凝膠效應(yīng)模型，并利用模型確定多段

2、管式聚合工藝條件;然后針對(duì)管式連續(xù)反應(yīng)進(jìn)行AIBN引發(fā)體系和DTBP引發(fā)體系的聚合工藝研究。論文取得了以下研究結(jié)果:
　　1.基于三段擴(kuò)散理論建立凝膠效應(yīng)模型，模型較現(xiàn)有指數(shù)模型、Soong擴(kuò)散模型和Weickert模型使用范圍廣，能用于含有鏈轉(zhuǎn)移劑聚合體系模擬。kt=1/1kt0-kt,RD0+1/324620×exp(13562.4/T)[M0.66 w(Mw/Mn)-0.1122·X]5.3+4.5kpCmkp=1/1/kp

3、0-kPD0+1/1.31×109[exp(20X)-1]f=f0/1+0.05.exp(6X)
　　2.在AIBN引發(fā)體系中，管式反應(yīng)器單體轉(zhuǎn)化率的極限約為35％，在低轉(zhuǎn)化率進(jìn)行本體聚合反應(yīng)時(shí)，停留時(shí)間對(duì)PMMA分子量的影響小，PMMA產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。采用管式反應(yīng)器-雙螺桿擠出裝置能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化制備PMMA顆粒，成品PMMA分子量分布窄（Mw/Mn=1.79）。利用凝膠效應(yīng)模型分析AIBN體系自由基聚合過(guò)程，建立多段管式反應(yīng)工藝模

4、型，確定生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品(Mw=82000，Mw/Mn=2.00)的工藝條件。分析得到當(dāng)R-1段轉(zhuǎn)化率高于或低于35.2％時(shí)均會(huì)造成PMMA分子量分布變寬。
　　3.在DTBP引發(fā)體系中進(jìn)行高溫本體自由基聚合，鏈轉(zhuǎn)移劑濃度是制備不同分子量PMMA的控制參數(shù)，而反應(yīng)溫度對(duì)PMMA分子量的影響較小，溫度越高對(duì)分子量的影響程度越低。利凝膠效應(yīng)模型對(duì)目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行模擬得到高溫聚合條件，引發(fā)劑使用量?jī)H為AIBN體系的1/5，有效提高PMMA產(chǎn)品的