苯乙烯-丁二烯共聚樹脂合成及性能研究.pdf

1、苯乙烯-丁二烯共聚樹脂是一種高苯乙烯含量的高透明高抗沖擊樹脂。通過對聚合物分子結(jié)構(gòu)設計，使得少量的丁二烯以多嵌段的形式結(jié)合到分子鏈中，起到增韌的作用，賦予苯乙烯-丁二烯樹脂較高的抗沖擊性能和斷裂伸長率，同時聚合物的透光率得到最大程度保存而霧度基本不增加。這類樹脂具備無毒、加工性能優(yōu)異、高光澤、耐沖擊等特點，在兒童玩具、家電行業(yè)、醫(yī)療器械、辦公用品等制作中被廣泛應用。商業(yè)化產(chǎn)品主要以美國、日本、德國等企業(yè)為主，國內(nèi)的研發(fā)工作起步較晚，產(chǎn)品

2、牌號較少，工業(yè)化步伐緩慢，國內(nèi)需求量大部分依賴進口。為了促進丁苯樹脂國產(chǎn)化步伐，豐富牌號，快速占領國內(nèi)市場，本論文對苯乙烯-丁二烯共聚樹脂合成及后處理工藝進行系統(tǒng)的研究，考察了分子結(jié)構(gòu)、偶聯(lián)劑、終止工藝、后處理工藝等因素對產(chǎn)品綜合性能的影響，主要工作如下:
　　 1、丁二烯結(jié)合量決定產(chǎn)品的透光率、霧度及力學性能。綜合考慮光學性能和力學性能，丁二烯質(zhì)量含量以25％左右為宜。
　　 2、采用三次加料、兩次引發(fā)，一步偶聯(lián)的聚合

3、工藝合成星型丁苯樹脂，加料過程可表示為St1+RLi1+RLi2+St2+Bd+X，聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可表示為(S1_S2_-B)m-X-(S2-B)n。其中St1和St2分別為兩次加入的苯乙烯，RLi1和RLi2分別為兩次加入的引發(fā)劑丁基鋰，Bd為丁二烯，X為偶聯(lián)劑。S1和S2分別表示兩次引發(fā)增長的聚苯乙烯均聚鏈，B為苯乙烯均聚鏈上增長的聚丁二烯均聚鏈。這種星型丁苯樹脂抗沖及拉伸斷裂伸長率優(yōu)異，聚合物中苯乙烯全部以嵌段形式存在，其中S2均聚

4、段的數(shù)均分子量決定產(chǎn)品的性能，當S2段數(shù)均分子量在9500左右時，缺口沖擊不斷裂，拉伸斷裂伸長率高達340％以上。
　　 3、采用環(huán)氧大豆油為偶聯(lián)劑，研究了環(huán)氧大豆油的偶聯(lián)機理。研究發(fā)現(xiàn)，偶聯(lián)過程中環(huán)氧大豆油中的酯基首先發(fā)生斷鏈反應，斷鏈后環(huán)氧基團為主要反應官能團，且斷鏈后環(huán)氧基團反應活性高于酯基活性，偶聯(lián)臂數(shù)根據(jù)偶聯(lián)劑加入量介于2-3之間。
　　 4、采用兩步加料一次引發(fā)的聚合技術(shù)，合成線型結(jié)構(gòu)丁苯樹脂，聚合物分子鏈形

5、成一定的無規(guī)共聚過渡段。研究苯乙烯無規(guī)結(jié)構(gòu)含量對性能的影響，結(jié)果表明，苯乙烯無規(guī)結(jié)構(gòu)含量增加，產(chǎn)品硬度降低，抗沖強度及斷裂伸長率增加，對光學性能無明顯影響。
　　 5、終止中和工藝主要影響產(chǎn)品的透光率、霧度、黃色指數(shù)。選用去離子水為終止劑，二氧化碳為中和劑，在90℃條件下，終止10分鐘，中和20分鐘，產(chǎn)品透光率在89％以上，霧度低于5％。
　　 6、后處理研究結(jié)果表明，物料在螺桿內(nèi)160-180℃的高溫下，隨著停留時間的