Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

химия высокомолекулярных соединений и всего, что так или иначе удалось полимеризовать
whatever got polymerized - comes here. Professionals only!
kengur
Сообщения: 4
Зарегистрирован: Чт ноя 24, 2022 4:41 am

Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение kengur » Чт ноя 24, 2022 5:18 am

Здравствуйте уважаемые химики!

Я хотел бы освоить методику изготовления тонких клиньев (оптических окошек сложной формы) из пмма. У пмма подходящий показатель преломления в нужном диапазоне (n=1.48; l=1.3 um). Моя проблема в том, что химию я не знаю совершенно. А проблема в изготовлении на данный момент - пузыри и сложность отделения изделия от стеклянной кюветы.

Имею:

1. Methyl methacrylate (CAS Number: 80-62-6) от sigmaaldrich
2. Azobisisobutyronitrile (CAS Number:78-67-1) от sigmaaldrich
3. магнитную мешалку с подогревом , банки склянки, вакуумную камеру для дегазации, муфельную печку

Что делаю: добавляю на глаз 5% инициатор в ММА. Грею при 80 градусах до начала полимерезации ( определяю на глаз по вязкости и скорости вращения магнитной битки). Заливаю вязкую субстанцию в форму ( напечатанную на 3д принтере ), зажатую между двумя предметными микроскопными стеклами. Держу в в печи при 80 градусах.

3dprinted+part.png
pmma+_+2.png
Что не получается: крупные изделия от стекла отделяются более менее нормально, а мелкие - ломаются. На глаз пузырей не видно, но под ОКТ установкой, для которой я и делаю окошко, видны пузыри, размером 10 - 20 мкм.

pmma_bubbles.JPG

Вопрос: Не могли бы вы, уважаемые химики, помочь мне решить эту проблему. Указать инструкцию, сколько класть, как и сколько греть, когда и как дегазировать, когда и как заливать в форму ( греть ее или не греть предварительно ). И как решить проблему отделения детали от формы. Я надеялся, что изготовить оптическое окошко относительно будет относительно несложно, но если это не так, и изготовить "на коленке" не реально, пожалуйса сообщите. Заранее большое спасибо.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 4770
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение antabu » Чт ноя 24, 2022 6:07 am

А нельзя сделать на станке из готового ПММА?
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

kengur
Сообщения: 4
Зарегистрирован: Чт ноя 24, 2022 4:41 am

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение kengur » Чт ноя 24, 2022 8:33 am

antabu писал(а):
Чт ноя 24, 2022 6:07 am
А нельзя сделать на станке из готового ПММА?
Вероятно можно. Нарезать на станке кружки нужного диаметра и отдать полировщикам. Но станок и полировка - долго и дорого. И это зависимость от обстоятельств мастеров. У меня нет ни резака, ни полировального станка. Если меняется размер, сейчас делаю прототип, он будет меняться постоянно - все придется начинать заново.

Zabolot
Сообщения: 145
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2012 7:45 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Zabolot » Чт ноя 24, 2022 10:04 am

1. ПММА усаживается при полимеризации.
2. Дегазируйте мономер перед использованием. Избегайте влаги
3. Если есть возможность, проводите в инертной атмосфере (азот, аргон)
4. Полимеризацию в блоке я бы проводил так: сначала залил смесь в форму (с избытком), потом поставить на ночку. "Доводку" можно делать с утра подогревом. Реакция должна разогнаться сама. Некоторые варианты смесей можно ставить в холодильник.
5. Много инициатора кладете, должно хватать 1-2%

kengur
Сообщения: 4
Зарегистрирован: Чт ноя 24, 2022 4:41 am

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение kengur » Пт ноя 25, 2022 5:20 am

Zabolot писал(а):
Чт ноя 24, 2022 10:04 am
1. ПММА усаживается при полимеризации.
2. Дегазируйте мономер перед использованием. Избегайте влаги
3. Если есть возможность, проводите в инертной атмосфере (азот, аргон)
4. Полимеризацию в блоке я бы проводил так: сначала залил смесь в форму (с избытком), потом поставить на ночку. "Доводку" можно делать с утра подогревом. Реакция должна разогнаться сама. Некоторые варианты смесей можно ставить в холодильник.
5. Много инициатора кладете, должно хватать 1-2%
Спасибо Вам большое за ответ и советы!

1. Усадка - совершенно верно - я это заметил, и буду замешивать больше "теста".
2.1 Дегазировать мономер . Если я Вас правильно понял, мономер - это содержимое первой банки ( ММА )?
После смешивания ММА и инициатора я ставил раствор в камеру - никакой видимой дегазации не происходит ( пузыри не выходят ) . По сравнению , например, с началом полимеризации - там газ ( водород? ) выходит очень бурно. И это проблема - выходящие пузыри в вакуумной камере активно пенят поверхность раствора. Видимо, реакция идет с выделением тепла , и тонкая пленка , образованная пузырями наверху, немедленно полимеризуется.
pmma_poly.jpg
2.2 Избегать влаги. Банку с раствором я грею через воду ( баня ) в другой банке - разумеется вода активно испаряется, и это плохо. Вы не могли бы посоветовать иной способ равномерного нагрева?
3. Такое мне не доступно. Но, спасибо за совет, буду искать возможность.
4. В каком виде посоветуете заливать смесь ? Просто перемешанный и дегазированный раствор (хотя повторюсь, выхода газа не видно) или уже вязкий раствор, в котором уже пошел процесс? Пожалуйста, чуть подробнее про холодильник и "некоторые" растворы. Я не знаю химию, мне вот прям не стесняясь для профанов, если найдете время.
5. На банке написано 12% , я так понял , что сам инициатор ( обычно в виде порошка ) растворен в ацитоне. Поэтому я наливаю 5% в расчете, что самого инициатора останется 0.5% , когда ацитон испарится. Описание моих банок есть на сайте производителя, я не стал приводить ссылки, чтобы не сочли рекламой.. Пожалуйста, сообщите, если делаю ерунду, и как нужно правильно. Спасибо.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Евгений Орлов
Сообщения: 377
Зарегистрирован: Сб июл 09, 2022 6:59 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Евгений Орлов » Пт ноя 25, 2022 2:04 pm

Полимеризовать ММА без пузырей не так и сложно.
На 10 грамм ММА потребуется 0.035-0.04 грамма перекиси бензоила. Просто смешать и при перемешивании растворить полностью, твердых частиц не должно остаться. Очень позитивно скажется добавление пластификатора, например, диоктилфталата или дибутилфталата в количестве 3-5 грамм на 10 грамм ММА, это уменьшает риск получить очень быструю реакцию с перегревом и всё теми же пузырями, кроме того, полимер получится не таким хрупким и даст существенно меньшую усадку.
После смешивания и всех компонентов вы получите подвижную жидкость, которая отливается в сложные формы без пузырей. После заливки в форму её надо нагреть до температуры 68-72 С и выдержать под нагревом около 2-3 часов. В зависимости от формы время выдержки под нагревом может уменьшится или увеличится, эксперимент вам в помощь. Реакция полимеризации может пройти и сама без нагрева, но раз от раза это лотерея, слишком плохо предсказуемо.
ММА сам по себе хороший растворитель полимеров, мало того, он ещё образует множество сополимеров, так что если форма для полимеризации пластиковая, то её придется защищать от действия мономера чем-то нерастворимым с температурой плавления выше +75 С, например фторопластовым лаком. Или совсем тоненькой растёртой почти до нулевой толщины пленкой ПМС-400.
Полностью соглесен с коллегой - никакой воды, даже её паров - замучаетесь разбираться с пузырями.

Polychemist
Сообщения: 9292
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Polychemist » Пт ноя 25, 2022 4:36 pm

Из "не химии": посмотрите на температуру кипения ацетона и представьте себе, что будет при нагреве до 80, да даже до 60С. Пузыри неизбежны.
Из "химии": Ваш инициатор при разложении даёт азот, одно из его названий - порофор... Хотя 0.5% может и нормально. На мой взгляд, 80С - перебор, нормально 60С, при 80 существенная часть инициатора уходит "в трубу", т.е. в пузыри.
Советы: найдите сухой инициатор, тут есть москвичи, у которых есть доступ. Лучше действительно перекись бензоила, хотя может и хороший чистый AIBN пойдёт. Инициаторы хранятся от силы полгода, они распадаются, это как радиоактивные элементы. Перед работой AIBN надо кристаллизовать из этанола, это легко, если что - расскажем. ММА стабилизирован ингибитором полимеризации, поэтому мономер лучше очистить перегонкой. При работе с грязным надо больше греть, больше давать инициатора, что не полезно для качества.

Polychemist
Сообщения: 9292
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Polychemist » Пт ноя 25, 2022 4:44 pm

И вообще едем в полимеры.

Zabolot
Сообщения: 145
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2012 7:45 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Zabolot » Сб ноя 26, 2022 1:02 pm

И вдогонку еще пару моментов:
1. Сладкая парочка Перекись бензоила+ N,N-диметилтолуидин могут сделать полимеризацию проще и быстрее, нагрева не понадобится - само всё разгонится. Перекись бензоила обычно продается с добавкой воды (ок. 25%) для безопасности. Влажная перекись срабатывает так же хорошо, но в контексте пузырей я это дело не проверял.
2. В большинстве рецептов, что я видел, 10-20% составляет порошок ПММА, который работает ка наполнитель, загуститель и помощник полимеризации (диффузионный фактор!). Возможно, есть смысл растворить ПММА в большей части мономера (70% к примеру), дегазировать и затем тщательно, но не спеша смешать с предварительно подготовленной частью 30% мономера с инициатором. С AIBN я не работал, на системе Перекись бензоила+ N,N-диметилтолуидин рабоатет нормально.
3. Дегазацию можно провести, просто откачивая воздух из емкости с полимером. Достаточно неглубокого вакуума (50 мм рт ст) и около 1-2 ч. экспозиции. Мне хватало. Кипеть-бурлеть не обязательно, главное, чтобы контакт с поверхностью был.
4. Есть коммерческий продукт technovit9100 - набор для гистологии. Там все исходники расфасованы, есть инструкция (протокол). Так там они, понимаете ли, смесь в холодильнике полимеризуют, сказка прямо. При желании можно собрать свой аналогичный набор из доступных реагентов. Вложенный pdf - для знакомства.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Zabolot
Сообщения: 145
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2012 7:45 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Zabolot » Сб ноя 26, 2022 1:09 pm

5. Силиконовые формы всегда работали как надо, другое дело, что требований к поверхности у меня никогда не было. Полностью согласен с коллегой Евгением Орловым по части использования ПМС-400 или похожей силиконовой дисперсии. Тонкий слой дисперсии можно получить, если предварительно растворить силиконовое масло, например в гексане, нанести и высушить. Если же с силиконом не выйдет, тогда уж только разве что тефлон. Дорого, но круто

Аватара пользователя
Евгений Орлов
Сообщения: 377
Зарегистрирован: Сб июл 09, 2022 6:59 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Евгений Орлов » Сб ноя 26, 2022 4:55 pm

Вот же неприятность - про отсутствие паров воды написал, а про сушку перекиси бензоила нет. Хорошо, что уважаемый Zabolot напомнил!
Действительно, перекись бензоила продаётся минимум с 25% содержанием воды. Перед применением её вполне можно сушить, только аккуратно, без нагрева, в вакууме около единиц-десятков Паскалей при комнатной температуре высыхает часа за 3 полностью. Сушить за раз можно достаточно большие количества, 500-1000 мг в пластиковой пробирке совершенно безопасны. Без опыта обращения большие количества сушить не надо.
Если не сушить, то из 0.04 г продажной перекиси бензоила выделяется 0.01 грамм воды, в виде жидкости это совсем не много и полностью растворится в 10 мл мономера. А в виде паров это (0.01[г]/18[г/моль])*22.4[литров/моль]*1000 = 12.4 мл, т.е. больше объёма самого мономера - так что или не перегревайте или сушите. И если не сушите, то желательно перегнать мономер для избавления от ингибитора полимеризации. По личным наблюдениям совершенно сухая перекись бензоила прекрасно справляется с заводским неперегнанным ММА, ингибитор полимеризации не тормозит процесс, но даже следовые количества воды существенно меняют кинетику реакции.
И получить абсолютно однородный ПММА можно радиационной полимеризацией. Если в институте есть гамма-стерилизатор или хотя бы достаточно мощный контрольный источник, то просто перегоняете ММА, добавляете пластификатор по вкусу и "вжаривате" совсем немного - от сотых долей Грея реакция уже запускается и протекает самостоятельно. После полимеризации желательно ещё несколько часов часов прогреть уже готовое изделие при 60-70 С. Получится совершенно однородный пластик оптического качества.

Zabolot
Сообщения: 145
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2012 7:45 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Zabolot » Пн ноя 28, 2022 9:08 am

Евгений Орлов писал(а):
Сб ноя 26, 2022 4:55 pm
И получить абсолютно однородный ПММА можно радиационной полимеризацией.
Коллега Евгений, нет ли у вас данных, можно ли провернуть радиационную стерилизацию с помощью электронного ускорителя?
У меня опыт несколько противоречивый. С одной стороны, пишут, что да, работает. И полимеры зашиваются-перешиваются, особенно в растворах.
А я, к примеру, сам видел емкости с цианоакрилатом (а он активнее ММА), которые облучали десятком килоГрей (дабы стерилизнуть), и ничего.
Другое дело, что гамма проникает глубоко, а электрон - максимум на несколько см..

Аватара пользователя
Евгений Орлов
Сообщения: 377
Зарегистрирован: Сб июл 09, 2022 6:59 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Евгений Орлов » Пн ноя 28, 2022 5:41 pm

Zabolot писал(а):
Пн ноя 28, 2022 9:08 am
...можно ли провернуть радиационную стерилизацию с помощью электронного ускорителя?
Есть опыт полимеризации и стерилизации рентгеном, есть опыт полимеризации от альфа-источника, а вот с такой комбинацией...
А цель какая? Какая энергия электронов, вывод потока в вакуумную камеру или прямо из окошка в продукт в потоке? Нужны подробности.
Если электроны достаточно быстрые (за сотню кэВ как минимум), то важно с чем они сталкиваются, т.к. если они тормозятся достаточно резко (в металл, например), то возникает тормозное излучение, которое практически и есть не слишком жесткое гамма-излучение. При небольших энергиях и слабых замедлителях потока (какая-нибудь органика без тяжелых атомов) электроны бесполезно теряют энергию в веществе, не приводя к заметному радиолизу и другим эффектам. Ну, да, озоном пахнет, бактерии погибают, а химическое действие слабо выражено.

Zabolot
Сообщения: 145
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2012 7:45 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Zabolot » Пн ноя 28, 2022 7:11 pm

Евгений Орлов писал(а):
Пн ноя 28, 2022 5:41 pm
При небольших энергиях и слабых замедлителях потока (какая-нибудь органика без тяжелых атомов) электроны бесполезно теряют энергию в веществе, не приводя к заметному радиолизу и другим эффектам. Ну, да, озоном пахнет, бактерии погибают, а химическое действие слабо выражено.
Да, имелся в виду ускоритель электронов типа ИЛУ 6 (других источников под рукой нет). На нем можно неплохо "отрабатывать" водные растворы полимеров (кросс-сшивка) и даже в твердом виде что-то можно предпринять. А вот "чистая" органика, пожалуй, мимо пролетает, в силу описанных причин (слабого радиолиза). Ну да ладно, горевать не чем, "классическая" полимеризация себя пока не изжила.

Как там дела у топикстартера, кстати?

kengur
Сообщения: 4
Зарегистрирован: Чт ноя 24, 2022 4:41 am

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение kengur » Ср ноя 30, 2022 3:35 am

Zabolot писал(а):
Пн ноя 28, 2022 7:11 pm
Как там дела у топикстартера, кстати?
Господа! Чувствую себя героем классического анектода про туриста и словарь. "Спросить-то ты спросишь, но тебе же ответят!"

Так вот, во-первых, огромная признательность за сверх-оперативные и несомненно очень толковые консультации. Большое спасибо! В свою очередь силюсь осознать, что именно мне было предложено и понять, каким путем пойти.

Ниже в подробностях расписал мои трудности, сводящиеся к тому, что либо не знаю, что именно купить, либо как сделать. Понимаю, что рискую вызвать раздражение, но если коротко, вы не могли мы подсказать какие именно докупить химикаты и посуду, чтобы выполнить ваши указания? Потому что поиск по сайту выдает кучу результатов, и я не знаю, что выбрать.

Думаю над:

1. Чем заменить воду в качестве средства равномерного нагрева?

2. Если пойти путем облучения ( закинул удочки на предмет наличия источников, жду ответа ), то этап "просто перегоняете ММА" - для меня представляет загадку. Перегонять мне приходилось разве что жигуль от ворот, чтобы сосед смог выехать. Поэтому я в известном затруднении. Опять же Polychemist рекомендует и перегонку ММА, и кристаллизацию AIBN, а я, увы, ничего этого не умею. Выясняю, есть ли кто-то в ближайшем окружении, кто смог бы это сделать. Однако, если вы найдете в себе силы и время на относительно подробный инструктаж, я буду страшно признателен, раздобуду посуду и приспособы и попробую сделать это самостоятельно.

3. Пластификатры. Например, Евгений Орлов рекомендовал добавление диоктилфталата или дибутилфталата. Повышение прочности - очень ценное обстоятельство в моем случае. Хотелось бы испробовать. Так получилось, что мне доступна продукция указанного выше производителя, список большой, что выбрать не знаю, вот, например:

диоктилфталат - dioctyl phthalate
dioctyl phthalate2.png
дибутилфталат - dibutyl phthalate
dibutyl phthalate.png
4. Про technovit9100 - Спасибо большое за информацию, интересно! но этот набор мне не доступен. Хотелось бы по возможности сделать из того что есть или докупить что-либо с сайта. Химикаты свежие - только открыли. Храним в холодильнике как положено.


5. ПМС-400 , пожалуйста , подскажите аналог из списка на сайте.

Форма из ABS пластика не выжила. А из фотополимера - норм.

forms.jpg

6. Перекись бензоила+ N,N-диметилтолуидин - опять же, подскажите, как их там найти?

Спасибо вам большое за терпение.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Zabolot
Сообщения: 145
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2012 7:45 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Zabolot » Ср ноя 30, 2022 6:45 am

kengur, простите нас, ученых-моченых, увлеклись))

Давайте пробовать пока из тех возможностей, что у вас имеются.
1. Надо избавиться от ацетона в AIBN. Попробуйте аккуратно высушить AIBN из ацетонового раствора - вылить раствор на чистую сухую стеклянную чашечку или тарелочку и слегка подогреть на водяной бане, аккуратно испаряя растворитель. Поскольку химпосуды у вас нет, используем бытовой инвентарь. Баня собирается так: в кастрюльку наливаем воду (на половину объема), на кастрюльку кладем тарелку с испаряемым содержимым (по диаметру тарелка должна быть больше кастрюли), греем на плите. Способ наркоманский, но рабочий. Аккуратно выпариваем растворитель. Кристаллы AIBN соберите с посуды и храните в холодильнике в темном стекле (или фольгой замотайте). Попробуйте пока на ограниченном объеме, выпарите около 50 мл. На первое время хватит. Все работы под тягой, в перчатках! Беречься нужно.
Инициатора потом добавляйте 0,5% в ММА, до полного растворения. Потом яснее будет, больше его нужно или меньше
2. Замените воду для нагрева на машинное масло.
3. При наличии вакуумного насоса - дегазировать ММА перед использованием (описано выше), иногда бывает полезно
4. Предпочтительнее сначала залить ММА с растворенным инициатором в формы (с избытком, как мера против усадки), а потом уже греть/разгонять полимеризацию, например, в суховоздушном термостате или под воздушным термофеном не более 80 оС. Если льете вязкие растворы в формы, пузыри/пустоты почти неизбежны.
5. В автомагазинах продают силиконовую смазку-аэрозоль (стоит 300-500 руб). Ее можно наносить на стенки формы, очень удобно.

Попробуйте пока эти советы исполнить. Перегонять ММА полезно, но муторно и вонюче весьма даже для бывалых. Можно и без этого обойтись.

Пластификатор - это хорошая вещь. Диоктилфталат или дибутилфаталат подойдут. Много где продаются, например дибутилфталат в мелкой фасовке можно было раньше здесь найти https://ru-smola.com/%D0%94%D0%91%D0%A4-1-%D0%BA%D0%B3
Пластификатора обычно добавляют 2-7%, редко больше. Надо только за мутностью потом следить - может повыситься, или цветность "заиграть".

Vladimir113
Сообщения: 2
Зарегистрирован: Пн мар 08, 2021 5:55 am

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Vladimir113 » Ср ноя 30, 2022 5:06 pm

А готовую акриловую смолу купить не пробовали?
Или вы хотите обязательно всё с нуля делать. Так сказать мучаться, так по полной программе...))
Есть 2 решения вашей проблемы
1. Купить готовую прозрачную 2-х компонентную акриловую смолу
Например здесь https://vdpromo.ru/materials/acrylic-resin Да, дорого, но зато проблем Ноль!
2. "Сварить" смолу самому, но это сложнее, хотя и не особо... ММА смешиваете с порошковым ПММА (не весь подходит, но можно подобрать)
Ну и отвердитель. Можно, как вариант фотоинициатор 819-й добавить в количестве 0.1%. Отверждайте лампой УФ с 365 нм пиком
Есть правда ещё один способ
3. Лить из полиуретановой смолы. Но вам будет нужен алифатический изиционат и полиол. Но зато нет проблем с пожелтением. Кристально прозрачные линзы.
Хотя вряд ли вы сейчас найдёте алифатику в России...

Аватара пользователя
Евгений Орлов
Сообщения: 377
Зарегистрирован: Сб июл 09, 2022 6:59 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Евгений Орлов » Ср ноя 30, 2022 8:17 pm

kengur писал(а):
Ср ноя 30, 2022 3:35 am
...Господа! Чувствую себя героем классического анектода про туриста и словарь. "Спросить-то ты спросишь, но тебе же ответят!"
И таки да! Сам напросился!
kengur писал(а):
Ср ноя 30, 2022 3:35 am
...1. Чем заменить воду в качестве средства равномерного нагрева?
Глицерин, пропиленгликоль - до 100 С практически не испаряются и условно не токсичны. Впитывают воду из воздуха со страшной скоростью.
Силиконовое масло ПМС-50 - до 180...210 С работает по несколько месяцев и более, не токсично, очень слабенько испаряется.
Но лучше сухожар достаточного объёма.
kengur писал(а):
Ср ноя 30, 2022 3:35 am
... то этап "просто перегоняете ММА" - для меня представляет загадку... Опять же Polychemist рекомендует и перегонку ММА, и кристаллизацию AIBN, а я, увы, ничего этого не умею...
Никаких загадок. В данном вопросе я полностью солидарен с Polychemist-ом. Если вы претендуете на получение пластика оптического качества, то всё что в этот пластик будет входить придётся хорошо очистить от примесей.
Перегонка ММА для начинающего - не самая простая задача. Вы наверняка уже поняли, что сколько-нибудь существенный нагрев ММА приводит к полимеризации. Следовательно, для перегонки вам потребуется снизить температуру этой самой перегонки. Самый простой путь - перегонять в вакууме водоструйного насоса. При хорошем напоре и достаточно холодной воде в кране он может обеспечить остаточное давление менее 4-3 кПа, что даст температуру перегонки около 40-45С, если повезёт, то даже ниже. Из водоструйника, конечно, летят пары воды в перегоняемую жидкость, но их количество из личного опыта решающего вклада для ММА не вносит - нет необходимости ставить дополнительную ловушку.
Потребуется минимальный комплект посуды для вакуумной перегонки с прямым холодильником (его потом отмывать легко), водоструйный насос, магнитная мешалка с нагревом и фторопластовым якорем, очки, перчатки, подключение к канализации и водопроводу, два штатива, очень желательно все это вытворять в вытяжном шкафу. Или напросится в гости к тому, кто имеет всё необходимое.
И перегонять мономеры на 100% нельзя, придётся оставить в колбе около 10% отходов, если начнётся полимеризация, то потеряется ещё и больше. На этот случай надо иметь под рукой растворитель, который справится как с мономером, так и с полимером. Самое простое и дешевое - 1,2-дихлорэтан. Токсичен, работать под вытяжкой! И не забывайте, что перегонку мономеров делают исключительно с перемешиванием, иначе из-за локального перегрева отдельных слоёв жидкости вы получите стеклянного "козла" на половину колбы. Замучаетесь потом его растворять.
А вот применять порообразователь в качестве инициатора полимеризации - идея странная. Да ещё и в таких страшных количествах, да ещё и на глаз. Все реактивы отвешиваются только на весах с дискретностью не хуже 0.01 грамма, иначе забудьте навсегда о повторяемости свойств пластика. Есть за 1000 рублей почти в любом химическом магазине.
И таки да, послушайте Zabolot-а, вакуумирование (дегазация) перед использованием мономера в полимерных делах ещё никого не подводило.
Если совсем не понятно - пишите.
kengur писал(а):
Ср ноя 30, 2022 3:35 am
...рекомендовал добавление диоктилфталата или дибутилфталата. Повышение прочности - очень ценное обстоятельство в моем случае.
Это из личной практики. Дибутилфталат (ДБФ) - один из самых дешевых и легкодоставаемых пластификаторов, но он имеет недостаток - сравнительно легко мигрирует в пластике, из-за чего коэффициент преломления может "плыть" со временем. Диоктилфталат - существенно лучше. ДОТФ, ДИНФ, ДБС с оргстеклом относительно плохо совместимы, ДОА я не пробовал, а вот ДОФ можно смело лить до 25-30 %, хотя столько и не понадобится. ДОФ существенно уменьшает усадку и увеличивает эластичность ПММА. Оргстекло совсем без пластификатора - слишком хрупкое, не так недалеко от стекла обычного. Так что экспериментально определите сколько вам его в рецептуре надо.
Видел тут: https://pyrohobby.ru/catalogue/dioktilf ... ator_1093/
kengur писал(а):
Ср ноя 30, 2022 3:35 am
... ПМС-400 , пожалуйста , подскажите аналог из списка на сайте.
Силиконовое масло марки ПМС-400 (чем больше цифра, тем больше вязкость), для натирания формы вам подойдет любое до ПМС-10000, даже более вязкое имеет некоторые преимущества. Но тут лучше экспериментально разобраться, возможно лучше будет работать раствор в гексане менее вязкого масла. Есть в продаже много где, найти не сложно.
kengur писал(а):
Ср ноя 30, 2022 3:35 am
6. Перекись бензоила+ N,N-диметилтолуидин - опять же, подскажите, как их там найти?
N,N-диметилтолуидином не подскажу, а перекись бензоила продают от килограмма по безналу тут:
https://vitahim.ru/catalog/syre_dlya_lk ... icheskaya/
Или грамм 20 могу и так прислать СДЭКом вместе с пластиковой пробиркой, если вы оплатите доставку.

Polychemist
Сообщения: 9292
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Polychemist » Сб дек 03, 2022 4:55 pm

Ой. ММА гнать в вакууме, на магнитной мешалке? Зачем??? в 80-х отлично гнался при 100С на плитке с кипелками... Проблема одна (как пишут в книжках) - при 100С может зацепиться немного гидрохинона, если он был в качестве ингибитора полимеризации. Поэтому перед перегонкой моют щелочью, кислотой, сушат и пляшут с бубном. Я так не делал, просто перегонял. Полимеризовался бодро, хотя, конечно, я кинетику не снимал. Вообще, пишут, что ММА гонят из полимера: https://diy.wikireading.ru/1628.

kengur, я Вас немного не понимаю. Вы хотите вроде как делать не бусы для народа, а нечто достаточно технологичное, и должны понимать, что надо делать правильно. Сомневаюсь, что Вы сможете обойтись без очистки (перегонки) ММА. Использование без очистки -> необходимость большего количества инициатора (привет пузырь!) и как правильно заметили - вероятные оптические проблемы, которые будут появляться не сразу, а внезапно, по мере окисления ингибитора. И инициатор должен быть чистый. Самому, даже с нашей помощью, без живого консультанта Вам не справиться. Но у Вас в профиле написан московский политех. Там же должны быть химики-полимерщики! И у них в практикуме очень вероятно есть чистый ММА и чистый инициатор. Ну или помогут перегнать, за деньги или некое количество мономера. Не теряйте время на кустарщину в не своей области.

Аватара пользователя
Евгений Орлов
Сообщения: 377
Зарегистрирован: Сб июл 09, 2022 6:59 pm

Re: Оптическое окошко (клин) из ПММА (PMMA) : пузыри, отделение

Сообщение Евгений Орлов » Сб дек 03, 2022 8:43 pm

Polychemist писал(а):
Сб дек 03, 2022 4:55 pm
Ой. ММА гнать в вакууме, на магнитной мешалке? Зачем??? в 80-х отлично гнался при 100С на плитке с кипелками...
Я не был бы столь радикально настроен, в 1880-х даже электроплиток не было, но ничего, химики всё-таки справлялись и химия как наука прекрасно развивалась, многие открытия делались. Но зачем себе отказывать в достижениях цивилизации? Не самую хорошую, но вполне пригодную б/у магнитную мешалку можно купить от 3-7 т.р. А в каком-нибудь институте ещё работающую ММ-3 могут и так отдать, лишь бы просящий ушёл подальше и не возвращался подольше.
Если человек сам перегонять не умеет, то отмыть в двух средах, грамотно высушить и перегнать - точно сложнее. А перегонка под вакуумом - всего одна процедура, шанс серьёзно накосячить чисто статистически меньше, а перегонка под уменьшенным давлением даёт вполне приличный результат в смысле разделения.
Другой вопрос, что тут опыт нужен, но откуда взять этот опыт, если даже не пытаться? Polychemist, наберитесь терпения, если человек серьёзно настроился, то через несколько месяцев сам тут будет советовать какой дефлегматор выбрать и как следовые количества гидрохинона определять. Ну, а если нет, то :dontknow:

Ответить

Вернуться в «полимеры / chemistry of polymers»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость