[发明专利]甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法。

背景技术

本体聚合（bulk polymerization/mass polymerization）是单体或低分子原料在不加溶剂及其它分散剂的条件下，依靠引发剂分解或经过光、热、辐射等的作用而进行的聚合反应。有时为了产物的应用性能，体系中也可加入少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等，但这些助剂不是本体聚合的必须组份。

对于甲基丙烯酸甲酯（Methyl Methacrylate，MMA）的本体聚合来说，一般由单体和引发剂如偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰等构成聚合体系，通过两步或多步法工艺聚合得到产品。由于引发剂的使用，在聚合所得产品中不可避免的存留有引发剂残基。

而在塑料光纤的制造中，目前制造塑料光纤的主要芯材料就是聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate，PMMA）即甲基丙烯酸甲酯聚合后的产物，其中，塑料光纤的衰减（损耗）性能是塑料光纤最重要的性能参数，直接影响到其无中继使用距离。在光纤材料种类（如聚甲基丙烯酸甲酯）一定的情况下，引发剂残基的引入是造成衰减（损耗）性能下降的重要原因之一，而现有技术进行甲基丙烯酸甲酯本体聚合的过程中，会不可避免地引入引发剂残基，从而使得以甲基丙烯酸甲酯作为芯材的塑料光纤的衰减性能较差。

发明内容

本发明提供了一种甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法，不会引入引发剂残基。

为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法，该方法包括：

对甲基丙烯酸甲酯单体与聚甲基丙烯酸甲酯的混合物进行电子束辐照；

将辐照后的所述混合物在预设温度下保温反应预设时间。

优选地，所述辐照之前，该方法进一步包括：

对所述甲基丙烯酸甲酯单体进行提纯。

优选地，所述将辐照后的所述混合物在预设温度下保温反应预设时间，包括：

从初始保温反应温度开始，逐步提高保温反应温度，直到最终保温反应温度；

在每个保温反应温度下，保温反应预设时间。

优选地，所述对所述甲基丙烯酸甲酯单体进行提纯，包括：

使用氢氧化钠或氢氧化钾溶液清洗甲基丙烯酸甲酯单体；

将清洗后的所述甲基丙烯酸甲酯单体用去离子水洗至中性；

使用无水硫酸钠对所述洗至中性的甲基丙烯酸甲酯单体进行脱水处理：

对所述脱水处理后的甲基丙烯酸甲酯单体进行减压蒸馏。

优选地，所述减压蒸馏包括：

进行两次减压蒸馏，每次减压蒸馏分三段收集，仅保留中段馏分。

优选地，所述甲基丙烯酸甲酯单体与聚甲基丙烯酸甲酯的混合物中，聚甲基丙烯酸甲酯占甲基丙烯酸甲酯单体质量份数的3%~20%。

优选地，所述电子束辐照，包括：

电子束强度为0.2~1.5mA。

优选地，所述电子束辐照，包括：

辐照剂量为5~50kGy。

优选地，所述电子束辐照，包括：

辐照时间为2秒~10分钟。

优选地，所述从初始保温反应温度为65℃；所述最终保温反应温度为110℃。

由上述技术方案可见，本发明的这种甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法，利用电子束辐照的能量引发MMA的本体聚合，从而进一步通过一定时间一定温度的保温制造出成品PMMA。采用本发明的甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法，得到的PMMA，由于不需要添加引发剂，因此不含引发剂残基，PMMA纯度很高，在塑料光纤等对材料纯度要求较高的领域有广泛应用。

另外，与传统方法所得PMMA产品相比，本发明实施例所得PMMA产品具有较窄的分子量多分散性系数（见图3），因而本发明所得PMMA产品分子规整度有所提高；并且通过差式扫描量热仪分析可知，本发明所得PMMA产品的耐热性也有所提高。

附图说明

图1为本发明实施例一的甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法流程图。

图2为本发明实施例二的甲基丙烯酸甲酯的本体聚合方法流程图。

图3为现有方法得到的PMMA样品与本发明实施例得到的PMMA样品的凝胶渗透色谱（GPC）分析曲线对比图。

图4为现有方法得到的PMMA样品与本发明实施例得到的PMMA样品的差式扫描量热仪分析（DSC）曲线对比图。

具体实施方式