乳液接枝聚合生产ABS树脂.ppt

乳液接枝本体SAN掺混法生产ABS树脂 韩ABS 树脂是热塑性工程塑料，其中 A 表示丙烯腈（Acrylonitrile），B 表示丁二烯 （Butadiene）,S 表示苯乙烯（Styrene）。ABS 树脂是聚丁二烯与苯乙烯、丙烯腈接枝 共聚物和 SAN 树脂摻混而得到的共混物，因此 ABS 树脂具有复杂的二相结构，橡胶是 分散相，SAN 作为基体树脂是连续相，橡胶以颗粒状分散在基体树脂中形成海岛结构[1]。 树脂相与橡胶相是接枝层，接枝层与树脂基体之间有足够的偶联作用。ABS 树脂兼有聚 苯乙烯的光泽性、电性能、易加工性能、染色性和刚性；聚丁二烯的韧性、低温耐冲击 性能；聚丙烯腈的耐候性、抗拉性和耐化学性。还具有易加工，所加工成品的尺寸稳定， 表面光泽性好，还可进行表面喷涂金属、电镀、焊接等加工。通过对苯乙烯、丁二烯和 丙烯腈三种组分比例进行调整，可生产出通用、中抗冲、高抗冲、耐低温抗冲击、耐热、 阻燃、透明等品种的 ABS，广泛用于汽车、家电、运动器材、建筑及日用品等领域[2]。;; ABS乳液接枝聚合反应机理 在ABS接枝共聚过程中，聚丁二烯链上的双键受到自由基攻击，形成接枝点。此外，聚丁二烯链接含有两个α-H,这些α-H,已受自由基攻击脱氢而产生大分子链自由基，这些大分子链自由基可以和单体（苯乙烯、丙烯晴等）进行接枝反应，形成ABS接枝共聚物，同时伴随游离SAN的生成。 游离SAN形成机理 M代表苯乙烯和丙烯腈 引发：R*+M →RM* 链增长：RM*+（n-1）M →R Mn* 链终止：Mn*+Mm *→Mm+n或Mn+Mm Mm*+PB Mm* →Mm+n或Mn+PB Mm Mn*+R* →Mn R 或Mn+RH Mn*+PB* →PB Mn;二、工艺叙述 1、原料来源 丁二烯、丙烯晴、苯乙烯 2、工艺流程简图;三、工艺条件 a. 丁二烯胶乳制备得配方及工艺条件 丁二烯 100份 聚合温度 90-93℃ 油酸钾皂 1—2份 聚合时间 16小时 过硫酸钾 0.5—1份 转化率 80%~83%， 硫醇 5—15份 b. 制备SAN树脂的配方及工艺条件 苯乙烯/份60—85 丙烯晴/份15—40 溶剂/份5—15 聚合温度/℃110—160 停留时间/h 15 4、工艺流程图; 5、工艺过程介绍 乳液接枝掺合法是在ABS树脂的传统方法--乳液接枝法的基础上发展起来的，它将部分苯乙烯单体和丙烯腈与聚丁二烯胶乳进行乳液接枝共聚，而以另一部分苯乙烯单体和丙烯腈单体进行共聚生成SAN，然后再将两者以不同比例掺合可以得到各种牌号的ABS树脂。这一方法根据SAN共聚工艺不同又可分为乳液接枝乳液SAN掺合、乳液接枝悬浮SAN掺合、乳液接枝本体SAN掺合三种， 目前乳液接枝一乳液SAN 掺混法在发达国家已被淘汰；乳液接枝一悬浮SAN掺混法只适合于中小型生产装置；乳液接枝--本体SAN掺合法是较为先进的一种工艺，它不仅使产品质量明显提高，生产能好下降，而且使废水大大减少，生产成本显著下降。因此现阶段ABS树脂生产的主要方法是：乳液接枝一本体SAN掺混法。 连续本体法是将聚丁二烯橡胶直接溶解于苯乙烯单体和丙烯腈中进行本体聚合，从而制得ABS树脂。但是由于本体法工艺本身的局限性，无法生产橡胶含量在20％以上的ABS产品，其产品的抗冲强度受到限制，另外在橡胶粒径控制上相对较难，亦无法达到乳液接枝本体SAN掺混法能达到的高光泽度，使得产品的范围和性能有一定的局限性，还有待进一步改进。 综合以上情况，我决定选用乳液接枝一本体SAN掺混法。 乳液接枝一本体SAN掺混法的生产过程包括下面几个中间物的合成，掺混和后处理。具体过程如下：;1．丁二烯胶乳的合成： 聚合釜中，反应温度90~93摄氏度，用液氨冷却，丁二烯转化率80%~83%，物料在釜中停留时间约16小时。反应后，胶乳进脱气槽减压脱灰发物，回收的丁二烯经压缩冷凝后循环使用。脱气后的胶乳经陈化3~4天后，送入储槽供ABD接支使用。 为使ABS有足够高的抗冲击强度,要求聚丁二烯胶乳有足够大的粒径,通常需0.3Lm。大粒径聚丁二烯胶乳合成方法有2种,一种是在聚合过程中直接合成大粒径胶乳,称一步法;另一种方法是先合成小粒径胶乳,再将小粒径胶乳附聚成大粒径胶乳,称两步法。一步法由于聚合速度慢,要保证合成的速度及质量,致使过程不好控制。两步法由于反应停留时间短,操作灵活,成为目前研究的重点。 2、制备ABS接支粉料 将丙稀腈，苯乙烯单体和聚丁二烯胶乳加入到反应釜中，共使用4个串联的反应釜，前三个进行接支反应，最后一个是陈化釜，均用不锈钢制成。乳化计为油酸钾皂，引发计为过氧化异丙苯，反应温度为90度，单体的转化率为