高透明抗冲击聚苯乙烯塔式聚合反应中试的研究.pdfVIP

高透明抗冲击聚苯乙烯塔式聚合反应中试研究 舒纪恩李杨赵锦波齐可非霍建强王健周爱霞 (北京燕山石油化工集团有限公司研究院·102500) 聚苯乙烯(PS)是通用塑料的第三大品种。具有良好的流动性、尺寸稳定性和电绝缘性能-其透 明度仅次于有机玻璃(PMMA)．传统的高抗冲聚章乙烯(HIPS)是将聚丁二烯檬胶溶解于苯乙烯单体 中，通过自由基聚合而获得的两褶高分子体系．尽管mPS的冲击强度与Ps相比有较大的提高，但失 去了PS的透明性．90年代中期．燕化研究院开始进行既具有透明性又具有较高冲击性能的聚苯乙烯的 研究，透光率达髓·蛤以上，冲击强度与K树脂相当．并获得专利权．本文在燕化研究院自行设计开发 的、具有自主知识产权的苯乙烯塔式聚合反应中试装置进行了实验研究，为今后的工业化实验提供依据。 1实验方法 聚合装置为塔式反应器．燕化公司研究院岛行设计，并对各信号点引入集数控制系统(DCS)。 2靖果与讨论 2．1量度对聚合速率的髟响 对于苯乙烯引发聚合，首区温度直接影响；}发剂分解速率．首区温度过高，引发剂分解太快，导致 难以控制聚合速率而暴聚；首区温度过低。第一段反应器转化率低．因此，控制适当的首区温度是非常 重要的．图1中显示，酋区温度对反应速率的变化更为敏感。 哇图，≤圈≤ 田I量度对聚合连事的影响 田2链转移女帅珀)对分于量的影响 圈3引发荆用量对分子量的影响 2．2镌转善捌佛劭对分予量酌鬈响 控制产物分子量的另一重要因素是链转移剂，分子量的变化直接关系到产品的物理性能，所以供料 中链转移剂的古量多少影响到产品的性质．一般供料中含有10％一15％的乙苯．从图2中看出，随着 乙苯用量的增大，产物分子量减小． 2．3引发麓用t对分子量∞髟■ 圈3为加入200弹m、400ppm、6001舯引发剂时对聚合产物分子量的影响．结果表明增大引发剂 用量，分子量明显降低．中试试验过程中。可以利用分子量对引发剂的敏感性，调节分子量的大小．以 满足不同的加工需要． 2A体系固古搴壹亿与牯度的关系 图4表明，当固古事大于50％。体系粘度出现加速增大的趋势。对于连续聚合过程，初始阶段的 转化率过大．体系牯度将明显增大．将不利于稳定的连续聚合． 田‘体系嗣舍率变化与粘度的关系 重5}嗍的牯度奠羹憾奉的麦化 2．5liT-IPS流变性能研究 流动与形变是聚合物加工过程最基本的特征，所以，流变学研究对聚合产品的加工有非常重要的意 义．图5可以看出。随着剪切速率的增大，表观粘度逐渐降低，曲线偏离牛顿曲线而向下弯曲，这表明 漉体的行为符合假塑性液体(切力变稀)。 2．6塔式反应嚣中试样品力学性鳇的舅试 在中石化国家分析检测中心采用ASTM标准对塔式反应嚣的中试样品(K树脂含量分别为10％． 15％)的力学性能进行测试．并与K树脂性能进行比较，其结果如表I所示． 性能 10％ 15％ KR_0l 拉伸屈服强度，MPa 283 276 拉伸断裂伸长率．％ 1 9 1 9 12 弯曲强度．MPa 66 679 449 弯曲模量，GPa 286 266 1 52 悬臂粱缺口冲击强度．J／m 21 24 23 透光率(％) 882 886 89 从上袭中可以看出，加入一定比例的KR01后．冲击强度和透光率达到KR01的水平，而且弯曲 模重和弯曲强度明显高于后者． 3．7HT-IPS徽现结构纳观察 田6塔式反应量中试集合实验样品TEM分折 从塔式反应器获得的中试样品透射电镜照片来看．产品中橡胶相粒子尺寸在20-50am之间。微观 粒子的间距在200rim．橡胶粒子同距对材料的胁韧转变也有贡献．粒子阃距更小时t粒子周围的应力 场相互影响，因此提高了基材的剪切屈服。材料表现为韧性．透射电镜照片显示出徽观粒子的问距对增 韧