透明型高抗冲MBS的合成工艺与设备化学与材料科学系高分子材料与工程学号：10150109姓名：贺洁蕾指导老师：张少华摘要：介绍了MBS的一般合成方法及制备新技术关键词：MBS、高抗冲、透明型、接枝聚合一前言MBS(Methylmetharylate-Butadiene-StyreneCopolymer)是在粒子设计概念下合成的新型高分子材料,它是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯接枝聚合而成的［１］在亚微观形态上具有典型的核-壳结构,核心是一个直径10～100nm的橡胶相球状核,外部是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的壳层。由于甲基丙烯酸甲酯与PVC的溶度参数相近,它在PVC树脂和橡胶粒子间起到界面黏接剂的作用,在与PVC加工混炼过程中形成均相。而橡胶相则以粒子状态分布于PVC连续介质中,呈现海岛结构,这种特殊结构赋予了制品优异的冲击性能。当PVC中加入5％～10％的MBS树脂时,可使制品的冲击强度提高4～15倍,同时还可改善制品的耐寒性和加工流动性。因此,MBS树脂作为PVC冲击改性剂得到了广泛应用。二MBS的一般合成方法MBS树脂是在粒子设计概念下合成的高分子材料,其合成方法一般采用乳液接枝共聚合法。大致包括以下几步:(1)乳液聚合制胶乳,并调节其粒度；(2)接枝聚合；(3)后处理,包括凝析、洗涤、干燥等。1.丁苯胶乳的制备①主要原料丁二烯：聚合级，齐鲁石化橡胶厂；苯乙烯：聚合级，齐鲁石化塑料厂；水：电导率≤20，齐鲁石化水厂；乳化剂：酸价（190～205）mgKOH/g，皂化值（190～205）mgKOH/g，齐鲁石化研究院宏达所；电解质：质量分数≥99.0%，山东寿光羊口；引发剂：质量分数≥99.0%，淄博化工试剂站。②主要设备压力聚合釜：5L，不锈钢，1.6MPa，威海压力容器厂；压力聚合釜：100L，不锈钢，1.6MPa，威海压力容器厂；压力聚合釜：20m3，不锈钢，1.6MPa，齐鲁公司机械厂。③控制指标及分析方法聚合转化率：≥95%，干固物法；固含量：质量分数为35±1%，干固物法；橡胶粒径：60～100nm，光散射法；乳液粘度：(5～20)Pas，旋转粘度计法；乳液稳定性：≤0.3%。④MBS树脂专用胶乳合成工艺流程简要说明合成MBS专用丁苯胶乳是制备MBS树脂工艺的第一步。首先在压力聚合釜内加入水、乳化剂和聚合必要的其他助剂，然后加入苯乙烯和丁二烯进行反应，当转化率大于95%以上时结束反应，即得到丁苯胶乳。工艺流程见图1。MBS用丁苯胶乳的聚合配方及工艺条件［2］配方及工艺条件Rohm&Hass公司钟渊公司吴羽公司丁二烯/份707575苯乙烯/份302525水/份15076180十二烷基硫酸钠/份5－－十二烷基硫酸钾/份－－5油酸/份－3－氢氧化钾/份－0.040.3氯化钾/份－0.55－过硫酸钾/份0.2－0.3过氧化氢异丙苯/份－0.1－硫酸亚铁/份－0.005－乙二胺四乙酸二钠盐/份－0.02－刁白块/份－0.1－十二烷基硫醇/份0.05－0.5反应温度/e60550聚合时间/h243941.5图1MBS树脂专用丁苯胶乳工艺流程示意图2.接枝聚合接枝聚合［3］的工艺过程为:在聚合釜内按配方加入预先制备好的丁苯胶乳、接枝单体、水、引发剂、乳化剂及其它助剂,在一定温度下进行接枝聚合反应。常见的接枝过程有一步、两步、三步等不同工艺,也可以采用连续添加的方式。然而,当接枝组分一次性加入反应体系中时,所得MBS树脂的抗冲击效果不明显。大多数的公司采用两步接枝法。吴羽公司的专利报道中,先用含苯乙烯(St)55％以上的St和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的混合物(60～90份/100份胶乳,质量份,下同),然后用MMA(10～40份)进行乳液接枝,得到的MBS(5～10份)与PVC(70～95份)的复合物坚韧、透明、耐折叠白化。但日本钟渊公司的专利技术是先用MMA,然后用St接枝［4］。该公司认为,这样制得的MBS要比先加St、后加MMA的要好,对胶乳的稳定性也好。按这种顺序接枝,MMA在其与St混合物总量中应占30％～80％,最好是45％～65％。当MMA含量低于40％时,会发生混浊不透明现象,制品易折叠白化,且抗冲性的改善不明显；若MMA含量高于80％,则制品透明性差,抗冲性也较低。齐鲁石化公司采用的工艺与吴羽公司介绍的接枝过程类似。在两步接枝法中,一般认为最外层接枝MMA时效果更好。这是因为壳层的MMA与PVC溶度参数相近,在PVC粒子和橡胶相之间起到界面粘接剂的作用,从而在加工混炼过程中形成均相,橡胶相则以粒子状态分布于PVC连续相中,...
