工艺评价和研究规划PERP系列报告-ABS树脂.DOC

《工艺评价和研究规划》（PERP）系列报告- ABS树脂 行业发展 由于高企多变的原料成本和全球产能过剩，苯乙烯类塑料生产商近年来遭受着巨大的压力。苯乙烯下游业务的其它负面因素是来自其它聚合物（如聚丙烯和聚氯乙烯）的激烈竞争以及上游利润移向裂解炉和苯装置。在这种情境下，巴斯夫出售了部分苯乙烯类资产，包括在比利时、墨西哥、巴西、韩国和印度的装置。巴斯夫说收到了对其苯乙烯单体、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物和ABS业务的初始出价，谈判已经开始。下游领域的整合已经采取合资的形式，在一个例子中涉及NOVA化工的资产，在另一个例子中涉及Innovene/英力士的资产。 英力士在2007年6月同意从朗盛手上收购Lustran的ABS业务。作为英力士的一部分，ABS业务将受益于向上游与三大原材料（丙烯腈、丁二烯和苯乙烯）一体化。英力士与NOVA形成了聚苯乙烯合资企业。英力士自从BP收购Innovene炼油和石化资产后一直在巩固其全球石化地位。?沙特阿拉伯基础工业公司（SABIC）和巴塞尔将受益于进一步一体化各自的上游苯乙烯和苯的位置。SABIC在2007年5月成功地投标“GE塑料”，大大加强了其在下游工程塑料的存在，不过这只是一个在欧洲生产ABS相对较小的生产商。SABIC从它（原亨茨曼）于2007年1月买下的英国装置以及于2002年从帝斯曼买下的裂解炉在欧洲获得苯。巴塞尔于2007年7月收购Lyondell化工，从而从Lyondell在欧洲的环氧丙烷/苯乙烯单体装置获得大量的苯乙烯单体。 化学原理 ABS聚合物由分散在苯乙烯和丙烯腈共聚物(SAN)热塑料基质中接过枝的颗粒状弹性体构成。在通常是聚丁二烯弹性体上接枝SAN使橡胶和SAN组分相容在一起，使之赋有极好的韧性、良好的尺寸稳性和加工性以及防化学性能。 制作ABS时需要高纯度单体。通过调整SAN组成、分子量、弹性体粒径、形态、微结构和接枝结构可以优化性能平衡。尽管ABS聚合物系统在结构上比较复杂，但其在设计性能满足特定产品要求方面具有独特优势。如果改变基本结构和组成参数，就能达到范围广泛的多样性，其它单体的引入可以提高热挠曲温度，给与透明度或阻燃性。ABS也可以与其它聚合物如聚碳酸酯组成合金，进一步扩大应用范围。 弹性体分子和苯乙烯-丙烯腈聚合物质间的化学联系是通过在聚合弹性体存在下进行苯乙烯和丙烯腈聚合而实现的。如下图所示，接枝使橡胶和SAN共聚物相容在一起。 + Click image to enlarge 为了在应变发生时使内部表面积最大化，从而使能量吸收最大化，需要增加比表面（单位体积的表面积）。如果聚合物中的橡胶含量不变，可以通过分散较小粒径的橡胶来实现，达到增加比表面的目的。然而，极小的粒子显然可以作为应力集中点，导致易碎的行为。所以，0.2微米是典型的用过的最小橡胶粒子的直径。过度的接枝也会造成脆性，因为它提高橡胶粒子的模量，直至看起来像硬的SAN相，再也不能有效地吸收能量。通过提高配方中弹性体含量来提高抗冲击能力，这样会有降低抗拉强度、抗拉模量和弯曲模量的劣势。 工艺技术 第一批商业牌号的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物，最初在1948年出现，只是橡胶与苯乙烯-丙烯腈(SAN)聚合物的简单地机械混合物而已。这些混合物据说使用丁腈橡胶，因为丁腈橡胶比聚丁二烯橡胶与SAN树脂更容易相容。尽管这些早期的ABS聚合物优越于当时市场上的抗冲聚苯乙烯，但是其性能次于接枝共聚物，因为后者有在连续相和弹性相之间有实际上的化学联系。 今天，ABS是由三种单体（丙烯腈、丁二烯和苯乙烯）的乳液、悬浮、整体（或本体）、或乳液/本体混合聚合生产的。调整成分的浓度、丁二烯接枝到苯乙烯-丙烯腈部分的程度，或者增加甲基丙烯酸甲酯或α-甲基苯乙烯等其他单体，可以使材料性能各具不同。ABS聚合物坚韧，耐高温。丁二烯有助于提高韧性和抗低温冲击能力，而丙烯腈改善热稳性和耐化学性。聚合物的苯乙烯部分使组成具有刚性。大部分ABS聚合物有光泽，但是正在开发特定用途的低光泽或不光滑的产品。 大部分热塑性塑料加工工艺都可容易地加工ABS。挤出法用以生产管材和电线管，可同聚氯乙烯（PVC）竞争。挤出片材通常热成型为皮箱、卫生器皿、搬运盘。ABS制成热成型的冰箱内胆正面临来自高抗冲聚苯乙烯和聚丙烯的竞争。注塑法用来生产电话机外壳、水暖配件以及各种其它消费品和工业品。 ABS有专门用于特殊终端用途的各种牌号。增强剂和填充剂，例如玻璃纤维和矿物，可提高聚合物的拉伸强度和刚性。通过使用α-甲基苯乙烯作为第四种单体，可以提高抗热性能。尽管大部分ABS品牌是不透明的，透明牌号可以由α-甲基丙乙烯等单体生产。可电镀牌号主要是为水暖管工业和汽车工业开发的。结构泡沫牌号在商业机械领域找到了用途。阻燃牌号可以通过使用添加剂或通过与P