abs塑料生产技术及工艺概论

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1、ABS塑料生产技术及工艺概论摘要本文论述了ABS生产技术，重点阐述了乳液接枝掺混ABS工艺流程，并对此流程中所用设备的结构特点和性能进行了分析。介绍了我国ABS生产工艺、新产品开发和市场态势。关键词：ABS树脂生产工艺市场态势前言ABS是大宗热塑性工程塑料，它是由50%以上的苯乙烯和适量的丁二烯和丙烯腈共聚而成。苯乙烯赋予树脂刚性和易加工性，丙烯腈提供耐化学性和热稳定性，丁二烯提供韧性和抗冲性。ABS树脂的生产方法很多，目前在全世界范围内的工业装置中应用较多的是：乳液接枝掺混法、连续本体法等。乳液接枝掺混法是在ABS树脂的传统生产方法——乳液接枝法的基础上发展起来的

2、，是目前工业上采用的几种ABS生产工艺中最早用于工业生产、技术最成熟、应用最广泛的生产方法。乳液接枝掺混法工艺包括乳液接枝乳液SAN掺混法、乳液接枝悬浮SAN掺混法和乳液接枝本体SAN掺混法三种[1]，经过长期的完善和提高，乳液接枝掺混工艺已日趋完善，生产稳定，产品丰富，性能优良。本文主要对这一方法进行介绍。第1章ABS树脂的生产1.1乳液接枝掺混ABS工艺乳液接枝掺混工艺是目前应用较多的几种ABS生产工艺中最早工业化的工艺技术，它是在乳液接枝工艺的基础上发展起来的，根据SAN共聚工艺的不同又可分为乳液接枝乳液SAN掺混、乳液接枝悬浮SAN掺混、乳液接枝本体SAN掺

3、混三种，目前乳液接枝掺混工艺仍是全世界范围内的生产装置上应用最为广泛的工艺技术，其主要原因是乳液接枝掺混工艺最成熟、产品范围最宽、实用性最强。8在乳液接枝掺混ABS生产工艺中，要首先生成一种高胶含量的弹性体乳胶，然后用这种乳胶与丙烯腈、苯乙烯进行接枝共聚反应生成ABS接枝共聚物。SAN共聚物可以与接枝共聚反应同时进行，但目前更普遍的做法是单独用乳液、悬浮或本体工艺进行制备。最后将ABS接枝共聚物与SAN共聚物以不同的比例进行掺混可以得到多种ABS树脂牌号。三种乳液接枝掺混工艺一般都包括下面几个中间生产步骤：SAN共聚物的制备、丁二烯胶乳的制备、丁二烯胶乳与苯乙烯和丙

4、烯腈的接枝共聚、掺混及后处理。但是由于SAN聚合工艺的不同，三种乳液接枝掺混工艺的成本、能耗、产品质量等均有较大差异。乳液接枝本体SAN掺混工艺因工艺合理、有利于大型化和降低成本、产品多、产品质量好等优点，在近十年来取得了很大的工业化进展，近年来新建的大型ABS树脂生产厂基本上都选用这种工艺。乳液接枝悬浮SAN掺混工艺目前在全世界范围内的生产装置上应用也较多，据认为对于中小型ABS装置乳液接枝悬浮SAN掺混工艺的经济性更好。在乳液接枝掺混ABS树脂的生产中，核心技术是聚丁二烯胶乳的合成和ABS接枝技术，其技术含量高，目前的研究方向是提高乳胶质量、缩短反应时间和增大胶

5、乳粒径。接枝聚合物橡胶颗粒的数量及颗粒结构与大小对ABS的物理性能有较大的影响。较大的橡胶颗粒有利于改善树脂的冲击强度和加工性能，但却导致模塑制品表面光泽下降。另一方面，较小橡胶颗粒的ABS树脂虽然具有较高的表面光泽，但冲击强度却比相同胶量的大粒径颗粒ABS树脂低。为了使ABS树脂既具有高的表面光泽又有高的刚性，橡胶颗粒通常要求具备两种形态（双峰）橡胶颗粒粒径分布，通常0.2～0.65μm范围的颗粒可获得上述两方面性能平衡的树脂。接枝时将大小粒径乳胶按ABS性能要求按比例掺混使用。以通常的乳液聚合制备的聚丁二烯胶乳粒径在0.1μm左右，而胶乳接枝ABS要求的聚丁二烯

6、胶乳一般不少于0.25μm，粒子分散性好，且分布窄。聚丁二烯胶乳在一般聚合过程中实现粒径放大时，粒径每小时增大不足0.01μm，要达到0.3μm，至少需要40h以上，故在缩短胶乳反应时间，增大粒径方面进行了大量的研究工作，概括起来可分为：聚合过程放大（一步法）和聚合后附聚放大（两步法），附聚放大又可分为化学附聚和物理附聚。81.1.1聚合放大此生产工艺为物料投入聚合釜中以后在60℃下聚合，当聚合转化率达到50%时补加25份丁二烯，继续反应到转化率达90%，整个反应过程50h，胶乳平均粒径0.29μm，凝聚物在0.01%以下。也可在丁二烯乳聚时加入了0.5～5份丙烯腈

7、，由于丙烯腈的亲水性较强，能与乳化剂共同形成大量胶束，加速了聚合反应。反应开始时乳化剂用量为0.5～1.5份，较少的乳化剂可减少聚合诱导期。在聚合过程中加入附聚剂藻朊酸钠和硫酸镁可制备高固、多分散、大粒径的聚丁二烯胶乳。1.1.2附聚放大冷冻附聚冷冻附聚法是将低固、小粒径（600～700A）的聚丁二烯胶乳送入冷冻转鼓，在胶乳冻点温度下，利用胶乳中水结冰形成的压力使胶乳附聚形成大粒子。冷冻附聚法产品纯净，易于工业化，反应周期短，但放大粒度有局限性，只能得到中等粒度的胶乳。胶乳冷冻时会析出凝胶，动力消耗较大。机械搅拌附聚提高搅拌强度，也可得到大粒径胶乳。反应在45～