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ABS制备过程分析 姓名：xxx 班级：xxx 学号：xxx ABS制备过程分析 ABS 树脂是由丙烯腈(A) 、 丁二烯(B) 和苯乙烯(S) 三种单体共聚而成的热塑性聚合 物,它是一个两相体系，连续相为丙烯腈和苯乙烯的共聚物AS树脂，分散相为接枝橡胶和少量未接枝的橡胶，其微观结构聚丁二烯( PB) 橡 胶微粒分散在苯乙烯 2 丙烯腈共聚物(SAN) 树脂连续相中“海岛”型两相结构 ABS树脂有两种类型：共混型和接枝型，接枝型又可以由本体法和乳液法制备目前，工业上主要采用连续乳液法进行接枝共聚合，即将苯乙烯、丙烯腈单体混合后加入聚丁二烯或苯乙烯含量低的丁苯胶乳中进行接枝共聚合苯乙烯、丙烯腈、丁二烯的重量比为(3.5～4): (1.4～1.6):1聚丁二烯的用量可根据用途而变动橡胶量多时,耐冲击性能改善,但加工性能、流动性、光泽等变劣乳液共聚中所用的聚丁二烯胶乳也是用乳液法生产的其聚合温度可为 5℃或50℃左右，转化率在90％～95％以上。

要求橡胶有一定的交联度,若以凝胶含量表示,大致在70％以上接枝单体除苯乙烯、丙烯腈外, 尚可用α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸酯等单体改进ABS树脂的耐热性和透明性等另外，也可用悬浮聚合方法制得 SAN树脂，然后以不同的比例与 ABS接枝树脂掺用，以生产多种型号的ABS树脂接枝共聚合的目的在于改进橡胶粒表面与树脂相的相容性和粘合力这与游离 SAN树脂的多少和接枝在橡胶主链上的 SAN树脂组成有关这两种树脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否则相容性不好，会导致橡胶与树脂界面的龟裂 分散相的生产工艺过程 聚丁二烯乳胶按自由基乳液聚合机理进行其反应式如下： 聚丁二烯乳胶制备：在聚合釜中投入去离子水，乳化剂，交联剂，分子量调节剂，适 量电解质，丁二烯在引发剂存在下，于 50℃到 70℃聚合分散相橡胶胶乳生产条件：单体与水的重量比为 1:06~1:1.2 范围，乳化剂为阴离子 表面活性剂，主要是歧化松香酸或脂肪酸的碱金属盐，C12~C18 正烷基芳基硫酸盐等，用 量为单体量的 1%至 5%， 乳化剂的加入量应使所有乳胶的表面张力<0.065N/m, 保证粒子表 面全部为表面活性剂所覆盖， 乳化剂还用于以后的接枝反应， 引发剂采用过硫酸盐或氧化 -3- -还原引发剂体系， 有机过氧化物或过氧化氢与还原剂组成的氧化-还原引发剂体系可以在 低温下聚合而且改进聚丁二烯的显微结构，反应温度为 5℃~75℃，压力 105Pa 。

控制乳胶粒子粒径的方法是改变单体与水的配比， 分次加入乳化剂， 调整反应温度等， 更为明显的增大粒径的方法是采用种子乳液聚合法和用化学或物理方法使乳胶粒子凝结 的方法 将乳胶小粒子用化学或物理方法使之凝结为大粒子的方法比直接生产大颗粒乳胶 迅速方便 接枝橡胶制备 在 ABS 接枝共聚过程中，聚丁二烯链上的双键受到自由基攻击，形成接枝点此外， 聚丁二烯链节含有两个α-H,这些α-H 易受自由基攻击脱氢而产生大分子链自由基， 这些 大分子链自由基可以和单体（苯乙烯，丙烯腈等）进行接枝反应，形成 ABS 接枝共聚物， 同时伴有游离 SAN 生产 接枝橡胶制备的反应如下 接枝橡胶的生产：将苯乙烯与丙烯腈单体混合物加于上述所得橡胶乳胶中加热使之进行接枝聚合增大单体对聚丁二烯的用量则反应速度提高，接枝链的平均分子量增加，并且游离的SAN共聚物分子量也提高，接枝度提高当颗粒大小和交联密度都为定值时，则接枝度和接枝密度便成为影响ABS产品性能的决定因素，引发剂的种类将影响苯乙烯和丙烯腈两种单体参与共聚合参与接枝反应的比例，以及外部接枝与内部接枝的比例使用溶于单体中的引发剂与水溶性引发剂相比较，水溶性引发剂将减少内部接枝的比例而提高游离的SAN共聚物比例。

树脂基体的生产工艺 ABS的基体树脂以SAN树脂最为重要，作为ABS树脂的连续相，SAN树脂对ABS树脂的强度性能、耐热性能以及加工性能都起重要作用SAN树脂可以通过本体、悬浮、乳液、以及溶液聚合法合成 乳液接枝/本体 SAN 掺混法的生产工艺乳液接枝／本体 SAN 掺混法是指用本体法合成的 SAN 树脂与乳液接枝的 ABS 接枝粉掺 混制造 ABS 树脂的一种方法其工艺流程简图如下 ABS树脂结构与性能的关系影响ABS树脂性能的主要因素有：①单体的组成和配比；②树脂相的组成及结构参数；③橡胶相的组成及结构参数；④橡胶与树脂界面即接枝层的参数； 连续相(树脂基体)特性的影响 分子量及其分布的影响材料在受到外部作用力时，接枝橡胶粒子促进了SAN基体中的局部裂纹和剪切变形裂纹的增长和断裂也与基体树的分子量有着密切关系随分子量增加，或分子量分布变窄，裂纹断裂时间延长连续相决定着ABS的最高使用温度，ABS的热变形温度不会超过连续相的热变形温度连续相的组成，分子量结构也对ABS的耐热性有影响，连续相的分子量大，ABS耐热性越好SAN中的AN含量对ABS性能的影响基体和接枝相中的腈基使ABS对大多数溶剂具有耐化学性，而且AN含量越高，耐溶剂性越强。

腈含量增加时，产生裂纹的引力也就增大了，抑制了裂纹的产生，促进了剪切变形，这样一来，增强了整个材料的韧性 橡胶相特性的影响影响ABS中的橡胶含量，更精确地说，是橡胶粒子在ABS中所占体积分数是影响ABS性能的最重要因素单纯增加橡胶体积分数，就会减小模量、屈服强度和硬度,但会增大冲击强度和抗化学应力开裂性在体积分数进一步提高时，冲击强度的增加开始趋于平稳 (1)橡胶粒径的影响橡胶粒径及其分布影响着ABS树脂的物理机械性能其粒径范围从50nm到大约2000nm平均粒径控制着ABS抗冲击特性，也影响熔融粘度和诸如光泽度、不透明性及着色能力等外观参数指标增加橡胶含量、减小粒径都会非常明显地增大熔融粘度粒径增大会改善流动性和冲击强度，但光泽下降 （2）橡胶交联度的影响 对ABS抗冲击性能产生影响的是接枝以后的橡胶粒子的交联密度，接枝前的橡胶可以是非交联的乳液接枝法的原料为橡胶胶乳，胶乳的凝胶含量反映了胶乳粒子的交联程度，而胶乳粒子的交联程度决定了它本身的强度、接枝反应特性和接枝粒子结构，从而影响ABS性能粒子大小在200—300nm范围内时，接枝橡胶的强度主要取决于橡胶的交联度和交联结构。

如果橡胶轻微交联，相对较小的粒子也能获得良好的ABS强度；接枝橡胶粒子交联度不够，橡胶粒子无弹性，强度不够，致使ABS加共过程中发生粒子分裂，产品易变色；但交联过度，橡胶粒子过硬，也会失去弹性，使ABS抗冲击性能下降交联度过高的橡胶粒子还会使接枝发生困难，接枝度不高，造成二相间相容性差，加工过程中易于产生橡胶粒子的聚集橡胶基体有无交联或交联多少对ABS的性能有很大影响对于乳液聚合来说，接枝反应发生在乳胶粒上，不需溶解橡胶，也可不使用非交联橡胶，使用的橡胶凝胶在0％一95％的范围均可，但最终的接枝橡胶必须有足够的交联密度，具体情况视生产的产品牌号而异 （3)聚丁二烯胶乳分子量及其分布的影响通常，聚丁二烯胶乳的分子量增加，接枝ABS树脂的冲击强度增加；分子量的增加，还会减小接枝时两相中丙烯腈含量的差异一般要求聚丁二烯具有较大的分子量，否则产物物理机械性能较差据资料介绍聚丁二烯相对分子质量大致在150000—200000之间为佳当然这是指未交联聚丁二烯而言的过窄的分子量分布对加工性能不利，但可使ABS得到较高的冲击强度 接枝层的影响 接枝层决定了两相间的粘结力和相容性若两相不相容，界面无足够的粘结力，则裂纹发生后两相界面之间极易发生脱离现象。

因此，只有橡胶弹性体与高刚性聚合物之间有很好的粘结力，裂纹引发点才有可能出现或靠近界面间，并在橡胶颗粒的赤道区域率先产生大量的裂纹众多裂纹的出现，使其应力场相互干扰，降低了裂纹端点的应力正是这种裂纹间的相互作用阻止了裂纹继续发展，不能形成具有破坏性的裂缝。