Метиловый эфир метакриловой кислоты





Метиловый эфир метакриловой кислоты


Метиловый эфир метакриловой кислоты представляет собой при комнатной температуре бесцветную жидкость с резким запахом, легко улетучивающуюся, темп, кипения 100,3°С Мономер легко воспламеняется. При нагревании в присутствии катализатора (перекись водорода или бензоила) превращается в твердую стекловидную массу.

Метиловый эфир метакриловой кислоты, состоящий из простых молекул (названиe «мономер» происходит от греческого слова «Monos» — один, единственный) при нагревании под давлением подвергается процессу полимеризации, который состоит в химическом соединении между собой многих простых молекул метилового эфира в сложные молекулы, то есть полиметилметакрилат, сокращенно «полимер».

Полимер, является производным мономера, получается в результате реакции полимеризации и носит химическое название полиметилметакрилата (может получаться или методом эмульсионной полимеризации или методом дробления из твердого полиметилметакрилата). Полиметилметакрилат представляет собой твердое вещество при комнатной температуре. Удельный вес его приблизительно равен 1,18 — 1,20.

Получение акрилового порошка. Для этого в промышленности используют мрьсионный метод. Сущность метода заключается в полимеризации предвари-ташо эмульгированного мономера. Процесс полимеризации происходит в специальном аппарате, основу которого составляет объемный резервуар-полимеризатор с йпалкой внутри.

В резервуар наливают в отношении 2:1 воду и мономер. К смеси добавляют ,3% от количества мономера перекись бензоила (катализатор) и крахмал (эмульгатор). Массу нагревают до 84°С при постоянном размешивании мешалкой. Крахмал способствует эмульгированию мономера, который полимеризуясь образует правильной формы, но разные по диаметру, шарики. Размер шариков зависит от условий, при которых происходит полимеризация: температурного режима, скорости вращения мешалки и т.д.

Полученный полимер прозрачен и бесцветен. Центрифугированием порошок отделяют от массы, затем высушивают и просеивают на сите.

•Для зуботехнических целей используется как бесцветный, так и окрашенный непрозрачный порошок. Чтобы получить его для базисов съемных протезов и искусственных зубов, бесцветный порошок полиметилметакрилата окрашивают и за-утняют.

Для окраски полимера используют как органические, так и неорганические кра-сители.

В качестве замутнителя используют окись цинка (1,2-1,5%) или двуокись титана (0,35-0,5%). Окраска и замутнение полимерного порошка проводится в шаровых мельницах, при вращении которых на поверхности шариков адсорбируются краси-тели и замутиитель.

При получении полимерного порошка для базисов к смеси вода + мономер до-оавляют дибутилфталат в количестве 5% от массы мономера для придания пластмассе эластичности. Полученный гранулированный порошок содержит некоторое количество перекиси бензоила (0,2-1,2%), которое может быть разным в зависимости от назначения порошка. Порошки, идущие для изготовления са-мотвердеющих пластмасс, содержат большее количество инициатора, чем базисные, применяемые для горячей полимеризации.

Эмульсионный порошок разделяют на фракции в зависимости от величины гра-нул. Просеивание ведется на ситах с числом отверстий в 1 см от 1020 до 10000.

Порошок используют для получения пластмассового теста (полимер + мономер), из которого формуются различные зуботехнические конструкции. Чтобы процесс набухания полимерных шариков в мономере проходил одновременно и равномерно, желательно использовать порошки с одинаковой степенью дисперсности.

В химическом отношении полиметилметакрилат вполне устойчив: на него не жазывают влияния ни крепкая щелочь, ни разбавленные минеральные кислоты, ни холодная или горячая вода. Его химическая устойчивость обусловливается тем, что он не содержит двойных связей, являющихся точками приложения для действия различных химических реагентов. Механической обработке (шлифовке, полировке и пр.) он поддается очень легко. Одним из свойств полимера является то, что при кон-такте с мономером он вызывает присоединение частиц мономера к более крупным частицам полимера. Причем этот процесс продолжается до тех пор, пока весь моно-иер не перейдет в форму полимера. Отсюда понятно, что процесс отвердевания ак-рилатов состоит только из полимеризации мономера; в готовом же протезе частицы первоначального полимера получают как бы оправу из полимеризованного мономе-ра. На качество готового изделия влияет глубина полимеризации мономера. Быстро-та полимеризации зависит от температуры, наличия катализатора и от соотношения Ьономера с полимером. Из всего обилия соединений органической химии понятием «пластмассы» (высокомолекулярные соединения) определяется класс веществ, мо-лекулярная масса которых 5.00-10 000. Пластмассы содержат в своем составе поли-мер, который в период формирования изделий находится в вязкотекучем или высо-юэластическом состоянии, а при эксплуатации изделия (например, протеза) — в стеклообразном или кристаллическом состоянии. Независимо от особенностей хи-мического построения для пластмасс характерна способность в процессе их перера-ботки один или несколько раз переходить в пластическое состояние. Такая обрати-мость возможна под воздействием тепла или химических агентов и является отличи-тельной чертой термопластичных высокомолекулярных веществ от термореактивных пластмасс, которые в результате химических реакций необратимо утрачивают способность переходить в состояние пластичности. В зависимости от поведения вы-сокомолекулярных соединений под действием тепла их разделяют на три группы: 1) термопластичные; 2) термореактивные; 3) термостабильные.

Термопластичные (обратимые) высокомолекулярные соединения при нагревании постепенно приобретают возрастающую с повышением температуры пластичность, часто переходящую в вязкотекучее состояние, а при охлаждении вновь воз-вращаются в твердое упругое состояние. Это свойство не утрачивается и при много-кратном повторении процессов нагревания и охлаждения. К ним относятся полиме-тилметакрилат, полистирол, капрон, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, фторопласт, поликарбонат и др.

Термореактивные (необратимые) полимеры имеют сравнительно невысокую относительную молекулярную массу и при нагревании до критической температуры (150-170°С), а в некоторых случаях и без нагрева они теряют способность вторично размягчаться, при этом некоторые компоненты претерпевают химическое изменение

я разрушаются. К этому виду пластмасс относятся бакелит, аминопласты, фено-пласты и др.

Термостабильные высокомолекулярные соединения при нагревании не пере-ходят в пластичное состояние и сравнительно мало изменяются по физическим свойствам вплоть до температуры их термического разрушения.

По характеру деформаций, возникающих при механическом воздействии на вы-сокомолекулярные соединения, последние можно разделить на твердые и пластич-

е. Построение макромолекул возможно двумя путями: полимеризацией и поли-рнденсацией.

Полимеризация — реакция взаимного соединения мономерных соединений. В процессе полимеризации путем последовательного присоединения многих молекул мономера происходит образование полимера, но при этом не происходит отщепления или выделения каких—либо атомов или молекул.

В результате реакции образуется высокомолекулярное соединение, отличающееся от исходного лишь величиной молекулы. Механизм реакции полимеризации заключается в активации некоторых молекул мономера под действием света или ка-тализатора и в последующем присоединении к уже активизированным молекулам других молекул с образованием длинных цепей. Присоединение продолжается до тех пор, пока энергия первоначально активизированной молекулы не рассеется. Ре-акция полимеризации имеет цепной, характер и складывается из трех основных ста-

L

1. Активация молекул мономера — индукционный период, когда происходит раз

рыв двойных связей, предшествующий соединению молекул мономера. Образование полимера крайне незначительно. Продолжительность индукционного периода ЙВИСИТ от химической природы мономера, количества катализатора и температуры.

2. Рост цепи — главная фаза реакции, во время которой происходит образование

основного количества полимера. После того как в реакционной массе возникли активные центры, обладающие высокой реакционной способностью, зависящей отвнутримолекулярных колебаний или наличия свободных.химических валентностей,

Вачинается процесс роста цепи. Каждый активный центр обладает способностью

очень быстро присоединять другие молекулы. Весь процесс протекает при помощи свободных радикалов, возникающих на концах растущей цепи полимера. При этом кт присоединения имеет место при каждом столкновении, а это сопровождается освобождением большого количества энергии, каждый раз регенерирующей свободi валентности. Этот период протекает по типу экзотермической реакции, то есть с выделением значительного количества тепла.

3. Обрыв цепи: образование макромолекулы завершается моментом прекраще-[ ее роста, что происходит по разным причинам. Поэтому в соответствии с воз-иствием отдельных факторов полимеризация заканчивается образованием поли-эв одинакового строения, но с различной длины молекулярной цепью или, как ринято говорить, полимер представляет собой смесь полимергомологов. Если в на-I чале реакции имелось много активных центров (много тепла, большое количество катализатора), то возникают более короткие цепи, и образуется низкомолекулярный полимер. Небольшое количество первоначальной энергии ведет к образованию не-большого количества активных центров и соответственно, к образованию высоко-лекулярного полимера. Чем большую степень полимеризации удалось получить (т.е., чем длиннее макромолекула), тем более высокими свойствами будет обладать | полимер.