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第二章、ABS的生产工艺及技术路线选择

ABS树脂是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的。

1947年美国橡胶公司采用共混法工艺实现了ABS树脂的工业法生产；1954

年美国的Borg-Wamer公司采用乳液接枝聚合开发了接枝型ABS树脂并实现了

工业化。

采用乳液接枝法生产的产品的流动性和低温抗冲击性能远优越于共混法的

产品，是真正意义上的ABS树脂。乳液接枝法生产ABS树脂工艺的开发促进了

ABS工业的迅速发展。

20世纪70年代开始，ABS生产工艺技术进入大发展时期，至今先后开发了

乳液接枝-乳液SAN掺混法、乳液接枝-悬浮SAN掺混法、乳液接枝-本体SAN

掺混法、连续本体法、本体悬浮法、乳液悬浮法和乳液本体法等生产工艺。

前四种工艺国内都有引进，其中乳液接枝-本体SAN掺混法以技术最成熟、

产品范围最宽、性能最好、有利于大型化和降低成本而成为目前世界上应用最广

泛的ABS树脂生产工艺，国内近几年引进的大型装置均采用此工艺。而连续本

体法由于其具有工艺流程简单、环保和投资省的优势在近年来也得到逐步发展，

但由于目前工艺上的局限性，其产品范围和性能有局限性，还有待进一步改进，

这也是世界上各大ABS树脂生产厂家的研究开发方向之一。

2.1ABS生产工艺

ABS树脂它由50%以上的苯乙烯和可变化量的丁二烯及丙烯腈所组成。

ABS的生产方法很多，约十一种制备工艺，工业生产方法按技术路线可分

为3类：化学接枝法、化学接枝共混法和物理掺混法。

其中化学接枝法分为3种：乳液接枝法、连续本体接枝聚合法、乳液接枝-

本体聚合法；

化学接枝共混法分为3种：乳液接枝-乳液SAN（丙烯腈-苯乙烯共聚树脂）

掺混法、乳液接枝-悬浮SAN掺混法、乳液接枝-本体SAN掺混法；

物理掺混法是以ABS粉料和SAN粒料为原料，利用挤出机掺混生产ABS

树脂，它仅属于塑料加工范畴，不属于传统ABS生产方法。

目前乳液接枝法、乳液接枝-乳液SAN掺混法在发达国家已被淘汰；乳液接

枝-本体聚合法因需改变本体聚合配方才能生产出不同品种牌号的产品，应用不

普遍；乳液接枝-悬浮SAN掺混法只适合于中小型生产装置。因此现阶段ABS

树脂生产的主要方法是：乳液接枝-本体SAN掺混法和连续本体聚合法。其中乳

液接枝-本体SAN掺混法已成为ABS树脂最主要的生产工艺。

2.1.1乳液接枝-本体SAN掺混法

乳液接枝-本体SAN掺混法是在乳液接枝法的基础上发展起来的，是目前生

产ABS树脂最主要的生产工艺，大体上可分为以下步骤：接枝用主干胶乳的合

成，接枝用主干胶乳与苯乙烯和丙烯睛的接枝共聚，SAN共聚物的合成，接枝

胶乳本身和与SAN的掺混成ABS树脂(见图2.1)。

图2.1乳液接枝-本体SAN掺混法工艺流程简图

2.1.1.1接枝用主干胶乳的合成

ABS接枝用主干胶乳一般要求采用粒径大于0.25um的大粒径的聚丁二烯胶

乳，合成工艺有在聚合过程中由丁二烯单体直接合成大粒径胶乳的一步法和先合

成小粒径胶乳再附聚成大粒子的两步法，两步法由于反应停留时间短、操作灵活

接枝用主干胶乳的合成而成为目前的研究重点。

一步法采用的放大粒径技术有适时补皂法、加入溶剂法、补加单体法、种子

聚合法和聚合后期自聚集法和中和部分皂或降低pH值法等。上述技术的关键是

加入乳化剂、溶剂、单体种子等的数量、时机和补加次数，这是影响胶乳粒径的

稳定性和大小的主要因素。

二步法即附聚法技术有冷冻、压力、机械搅拌、化学、高分子胶乳附聚等方

法。

冷冻法产品纯净、易于工业化、反应时间短，但只能得到中粒度的胶乳，胶

乳冷冻时会析出凝胶，且动力消耗较大；压力法虽较老，但有些公司现仍用得较

好；机械搅拌法是利用高搅拌强度来得到大粒径胶乳；化学法缺点在于附聚后粒

径受限制，温度及时一间的影响大，控制相对难，不易重复；高分子胶乳附聚法

是近年来出现的新型工艺，离子型乳化剂胶乳和a、β-不饱和羧酸共聚胶乳作为

附聚集剂，可有效地缩短附聚时间。

2.1.1.2主干胶乳与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚

在此共聚过程中，聚丁二烯链上的双键以及链节的两个a-H易受自由基攻击

形成接枝点，苯乙