Получение листов методом полимеризации в форме

Этим методом получают л истовые материалы из метилметакрилата (М МЛ), а также смесей различных мономеров, полимеризующихся в блоке.

В промышленности применяется процесс получения листового полимера в плоских формах, в которые заливают либо мономер, либо раствор полиметилметакрилата (ПММА) в метилметакрилате (сироп). Получаемый листовой материал отличается высокой прозрачностью и твердостью. Для окрашивания листового материала вводят красители, а для снижения жесткости — пластификаторы (5−15% от массы полимера). Технологический процесс получения листов ПММА (органического стекла) из ММ, А включает следующие операции: приготовление сиропа, изготовление форм из силикатного стекла, полимеризацию сиропа в формах (рис. 2.25). Формы изготавливают в соответствии с заданными размерами листов органического стекла, которые в России определены ГОСТ 10 667–90, ГОСТ 17 622–72 и ГОСТ 9784– —75. Размеры часового органического стекла определены ГОСТ 14 138–78.

В аппарат-растворитель 1 загружают ММА, крошки отходов органического стекла, инициатор (перекись бензоила) и краситель. Крошку получают путем измельчения Таблица 2.11. Возможные дефекты каландрированных листов и пленок и способы их устранения.

Рис. 2.25. Технологическая схема производства листовых материалов (органическое стекло) полимеризацией в форме: 1 — аппарат-растворитель; 2 — дробилка; 3 — термошкаф; 4 — емкость для хранения дробленой крошки; 5 — мерник для инициатора (перекиси бензоила); 6 — мерник для ММА; 7 — мерник для добавок; 8 — вакуумизатор; 9 — формы; 10 — термокамера обрезков или бракованных листов органического стекла на дробилке, просеивая через сито. Затем крошку термообрабатывают в течение 1−8 ч при 140−150 °С в шкафу 3 до образования продукта необходимой молекулярной массы (при нагревании происходит снижение молекулярной массы ПММЛ за счет частичной термической деструкции).

Ниже приведены нормы загрузки компонентов в аппарат-растворитель при получении прозрачного окрашенного органического стекла, частично пластифицированного дибутилфталатом в массовых частях: ММА 100; крошка ПММА 1−6; дибутилфталат 6—8; стеарин 1−2; перекись бензоила 0,12−0,2; краситель 0,002−0,5.

Матовые стекла ПММА получают добавлением 6−8 частей полистирола.

В аппарате 1 при перемешивании сначала растворяют крошку ПММА в ММА при 45−50 °С в течение 2−3 ч, затем вводят инициатор в виде раствора в пластификаторе, пластификатор и другие компоненты. Полученный сироп после перемешивания в течение 30 минут сливают в вакуумизатор 8 и в течение 2 ч отсасывают воздух. Затем сироп с помощью сжатого азота (во избежание окисления сиропа) продавливают через фильтр и заливают в формы 9, которые после заклейки отверстия для подачи сиропа помещают в последовательно соединенные обогреваемые камеры 10 для полимеризации. В них с помощью вентилятора со скоростью не менее 5 м/с подается горячий воздух, нагреваемый в калориферах. Температуру полимеризации в камерах изменяют в зависимости от толщины получаемого листа, постепенно повышая ее от 25 до 90 °C.

В каждой зоне камеры температура регулируется автоматически. Тележки с формами постепенно передвигаются из одной зоны камеры в другую. Общая продолжительность полимеризации зависит от толщины листа органического стекла и колеблется от 20 до 100 часов. После окончания процесса формы моют теплой водой, протирают 2−3%-ным раствором соляной кислоты, обрабатывают мыльной, а затем чистой водой и повторно используют, а листы органического стекла попадают на разбраковку, обрезку и упаковку. Перед упаковкой листы обертывают липкой бумагой для защиты поверхности от царапин.

При блочной полимеризации вследствие низкой теплопроводности мономера и полимера в мономере трудно контролировать молекулярную массу полимера и отводить теплоту экзотермической реакции. При недостаточном отводе теплоты резко повышается температура реакционной смеси, что приводит к ускорению реакции, образованию полимера с более низкой молекулярной массой и худшими механическими свойствами, а также к возникновению пузырей в готовых листах.

По аналогичной технологии можно получать л истовые материалы из следующих акриловых и метакриловых мономеров: акрилонитрила, метакрилонитрила и амил-, бутил-, изобутил-, пропил-, октили этил метакрилатов.