聚甲基丙烯酸甲酯的制备及应用

背景及概述^[1][2]

聚甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯经加聚反应而生成的高分子化合物，简称为PMMA，俗称为有机玻璃。由单体聚合而成的无色透明的固体，俗称有机玻璃。密度1.18g/cm³，质轻不易碎，透光好，对酸碱较稳定。易溶于丙酮、乙酸乙酯、氯仿等。主要用于航空玻璃、光学玻璃和照明工具、着色后也可制装饰品和生活用品、由悬浮法聚合而成的树脂，可作牙科材料；由乳液法聚合而成的乳胶，用于制皮革制品、涂料及处理纺织品；由溶液聚合而成的树脂溶液用于涂料工业。

制备^[2]

工业上主要有三种工艺：

①浇铸本体聚合　该法应用广泛。将单体和引发剂混合后加热预聚，制得的浆液浇铸（见浇铸）在一定厚度的无机玻璃模型内，在确定风速的循环空气烘房内，于40℃左右聚合至胶状。再于95～110℃高温聚合，最后降至室温脱模即得产品。混料时加入添加剂、共聚单体或交联剂，可改进某些性能。浇铸成型时需严格控制聚合速度，如引发剂用量、聚合温度和烘房风速，并及时排出释放的聚合热使聚合均匀。聚合热为54kJ/mol，当转化率达15％～20％时出现自动加速。生产的有机玻璃越厚，单位面积释放的热量越大，如不及时排散热量、严格控制温度，就会造成聚合不均匀，甚至爆聚。有机玻璃的品种有透明、彩色、乳白、镜面、波纹、闪光等板材，尺寸可达3.0×3.6m²。

②乳液聚合　单体在水中进行乳液聚合，经济、安全、工艺简便，操作粘度低，乳液固含量为30％～50％。关键是选用合适的乳化剂，常用乳化剂为非离子型。引发剂使用水溶性过硫酸钾或过硫酸铵等。该法在中国和世界上发展迅速。

③悬浮聚合　单体分散在水介质中，于搅拌下加热聚合，制得直径0.1～1.0mm珠状体模塑粉，经挤出造粒为模塑料，供注射成型和挤出加工用。珠体直径和工艺稳定取决于分散剂种类、用量和搅拌速度。工业产品均为 MMA和少量苯乙烯或丙烯酸甲酯及其乙酯或丁酯的共聚物，目的为改善其加工性能。60年代后，开始用这种模塑料通过挤出机连续挤出有机玻璃板，可以降低成本、节省大量平板硅玻璃，目前发展很快。

应用^[2]

聚甲基丙烯酸甲酯广泛用于窗玻璃、光学仪器、照明、医用药材、装饰品等。由悬浮聚合而得的树脂主要用于制造压塑粉和牙托粉、造牙粉。由乳液聚合得的胶乳主要用作制皮革或处理织物，涂料。由溶液聚合而得树脂溶液用于涂料业。PMMA超微粒子是国外近几年发展起来的新技术。选用包括 PMMA在内的两种以上粉状物质(粒径几个至几百微米)，通过复合技术制成微型胶囊，可延长医药、农药和香料的保存期，亦可用在复合有机，无机和金属粉状物质方面。

有机发光材料由于材料来源广泛，价格低廉，具有优异的光电性能，以及可以柔 性、大面积制备等突出特点，在显示和照明等领域受到了人们持续和重点的关注和研究。要实现全彩色显示和白光照明，蓝光必不可少。和绿光、红光材料相比起来，蓝光材料的研究一直处于相对落后的状态，是目前制约有机电致发光走向商业化应用的重要影响因素之一。香豆素是母环结构为苯并a-吡喃酮的化合物的总称，实质上是一类肉桂酸内酯。香豆素类化合物除了具有抗病毒等多种生理活性外，还具有优异的光学特性，是一类优异 的激光染料、荧光材料和非线性光学材料等。

由于其具有优异的光电性能，香豆素类化合物近年来还逐渐被应用于有机电致发光等领域。目前对香豆素类化合物的发光性能研究主要 集中在溶液状态，然而，有机电致发光的实际应用状态是固态或者薄膜状态，因此，研究香豆素类化合物固态或薄膜状态的制备方法及其发光性能具有重要意义。虽然目前已有薄膜状态制备的相关介绍，但现有的薄膜制备普遍存在成膜均匀性差，成型后不同程度的会改变发光波长，所以基于这样的薄膜进行发光性能研究将对研究结果产生影响。针对现有技术存在的上述不足，CN201410622391.0提供一种制备简单，易于操作和控制、且成膜均匀、对发光波长改变小的以聚甲基丙烯酸甲酯为基质的香豆素薄膜的制备方法。

主要参考资料

[1] 中学教师实用化学辞典

[2] 中国大百科全书（化工卷）

[3]CN201410622391.0 一种以聚甲基丙烯酸甲酯为基质的香豆素薄膜的制备方法