本体法ABS生产工艺研究

炼油与化TREFININGANDCHEMICALINDUSTRY第18卷本体法ABS生产工艺研究赵万臣(大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆163714)摘要：文中针对国内外本体法ABS生产T艺进行研究，讨论了本体法ABS生产T艺的影响因素和技术关键，展望了本体法ABS生产_丁艺的发展方向。关键词：ABS树脂；本体聚合；生产工艺中图分类号：TQ325文献标识码：A文章编号：1671—4962(2007)03—0018—03ABS树脂具有抗冲击性、耐油性、耐低温性、耐化学药品性，机械强度和电气性能优良等优点。其易于加工，加工尺寸稳定性和表面光泽性良好，容易涂装、着色，还可以进行喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，是一种用途极广泛的热塑性工程塑料，广泛应用于机械工业、汽车丁业、电子电器工业、仪器仪表工业、纺织工业和建筑业等品种ll1。迄今为止，ABS树脂的生产‘丁艺有很多种。过去曾采用橡胶与基体树脂共混炼的方法进行生产。随着高分子科学技术的进步，共混法已逐渐被淘汰，目前T业生产中采用的主要工艺技术包括乳液聚合法、本体聚合法以及2者相结合的方法l21。本体法和乳液法各有其优缺点，2种方法的比较见表1表1乳液法和本体法的比较由表1可见，与乳液聚合法相比，本体聚合工艺具有工艺流程短、装置建设费用低、“三废”量少而且能与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、通用级聚苯乙烯(CPPS)、苯乙烯／丙烯睛(SAIV)切换生产的优点。近年来该T艺的研究和开发取得了很大的进步。1本体法ABS树脂生产工艺(1)连续本体法ABS生产工艺连续本体法ABS生产工艺包括溶胶、预聚合、聚合、脱挥和造粒5个步骤：将聚丁二烯橡胶溶解在乙苯和苯乙烯中，按聚合配方量加入苯乙烯和丙烯腈单体，配成原料液，将配好的原料液输入预混反应器中进行预聚合，在聚合过程中，橡胶接枝单体，同时单体共聚，共聚单体不断生成，并从溶液中分离出来，形成分散在橡胶和单体溶液连续相中的不连续相。最终，当足够多的单体聚合后，不连续的共聚物相变成连续相，接枝橡胶形成不连续相分散在连续的共聚物相中，这种现象被称为“相转变”。相转变后，原料进一步聚合使反应转化率达到70％～85％，最后物料经真空脱气、挤条、冷却、切粒制得ABS树脂1。连续本体法ABS生产T艺主要有4个优点，①生产连续化、T艺流程简单，适应性强；②设备少、投资省、操作易；③三废少、污染少、节能、环保；④产品品种切换方便，能兼产HIPS、SAN等产品H1。但由于其工艺上的局限性，无法生产胶含量20％以上的ABS，使得产品的抗冲强度受限制，另外在橡胶粒径控制上难度较大，亦无法达到乳液接枝一本体SAN掺混法所能达到的高光泽度，因此目前连续本体法ABS产品应用范围较窄l51。(2)本体一悬浮法ABS生产T艺维普资讯http://www.cqvip.com2007年第3期赵万臣．本体法ABS生产工艺研究19本体悬浮法ABS生产工艺中橡胶溶解及预聚合与连续本体法ABS的生产工艺相同。预聚合反应后，由本体法转入悬浮法。其工艺过程为：按配方量将含有双键的丁二烯橡胶溶解于苯乙烯和丙烯腈单体中。同时加入聚合调节剂和自由基引发剂，将单体混合物在8O～120℃下进行本体聚合，聚合同时不断搅拌直到聚合转化率达到2O％～5O％时，将去离子水和悬浮剂加入到混合物中使混合物分散，利用自由基催化剂进行悬浮聚合[61。聚合产物经凝聚、过滤、洗涤、脱水和干燥后挤压造粒制得ABS产品。本体一悬浮法ABS生产工艺的优点在于悬浮聚合反应可以大大降低本体聚合达到高转化率时因反应物粘度太大而造成的生产难度。虽然2O世纪7O年代末乳液聚合技术的发展，已使本体一悬浮技术的竞争力下降，但该工艺仍应用于一些较老的装置中生产片材市场所需的ABS树脂I7J。2本体法ABS生产工艺的影响因素和关键技术(1)橡胶种类及用量的影响本体聚合首选橡胶是1，3一丁二烯聚合生成的具有立体定向性的聚丁二烯橡胶。这些橡胶的顺式异构体含量在3O％～98％之间，反式(立体)异构体含量在7％～2O％之间，一般来说，1，4结构的聚丁二烯含量不低于85％，1，2结构的聚丁二烯含量高于l5％。橡胶的门尼粘度在2O～7O，玻璃化转化温度在一5～105℃之间【81。因为这种橡胶不结晶，使最终的ABS产品有较好的低温强度特性。在预聚合工序中，橡胶的分子量和支化度对调节橡胶相体积和粒径极其重要。通常所用的长链支化橡胶的平均相对分子质量为18O000～260000[。由于粘度的原因，本体法ABS生产T艺中橡胶含量一般不超过2O％。(2)橡胶接枝的影响苯乙烯和丙烯腈单体在橡胶上接枝成为接枝橡胶，它是在柔性的橡胶主链上产生刚性的SAN共聚物支链，使分散的橡胶相和连续的SAN相具有较好的相容性，从而使ABS树脂既有较好的刚性又有较好的韧性。因此，单体在