GPPS低指数产品开发工艺技术探究.doc

GPPS低指数产品开发工艺技术探究摘 要：大庆PS装置利用双官能团引发剂开发生产GPPS 低指数产品的工艺过程，重点讨论了工艺过程和工艺参数 结果表明：该装置通过改变工艺条件和利用双官能团引发剂 是可以生产出高分子量低指数的符合包装材料市场的BOPS 产品的关键词：GPPS低指数 引发剂 研究内容 参数高分子量低指数产品开发的目标就是为适应当前市场 需求和未来市场发展的需要，开发出市场前景好、有发展潜 力的聚苯乙烯新产品，为企业增加经济效益本项目是开发 出低指数（低熔体流动速率）树脂GPPS-201D产品，适用于 加工BOPS产品的要求，并将该技术用于装置的工业生产一、研究开发过程1•引发剂选择使用低温引发剂引发就是为了在现有工艺聚合反应的 基础上提高聚合物的分子量，减少低聚物的生成从而得到高 分子量的聚合物，也就得到低熔体流动速率的聚苯乙烯产 品用于本体法工艺生产聚苯乙烯的引发剂有很多种，我们 从半衰期、引发适宜温度、引发的反应速率等方面考虑初步 确认两种待选引发剂即：Trigonox22（1. 1-双（特丁基过氧 化）环己烷）和Trigonox29（l. 1-双（特丁基过氧化）-3. 5. 5- 三甲基环己烷），对这两种引发剂做如下模式试验。

引发剂与熔体流动速率的关系根据试验数据结果表明，在相同浓度，Trigonox29能达 到比Trigonox22更低的熔体流动速率本次生产低指数的 聚苯乙烯，使用双官能团引发剂，可以使单体在较低的温度 下进行聚合反应，由于反应温度低，自由基链转移的倾向小, 可使分子量升高，分子量分布变窄但是，分子量与引发剂 浓度的平方根成反比，引发剂浓度愈高，同样条件聚合得到 的产物分子量愈低此外，引发剂的浓度愈高，反应速度愈 快，发生爆聚的可能性愈大因此在本次生产过程中引发剂 用量的多少起着至关重要的作用2. 工艺配方研究本反应过程原料对产品熔体流动速率影响要素主要有：乙苯、矿物油乙苯量的多少直接影响到产品的分子量和反 应器内聚合物的浓度从而限制反应速度，乙苯含量多则聚合 物平均分子量低矿物油含量增加产品熔体流动速率增大原料中乙苯含量与熔体流动速率成正比，即乙苯含量多少将 直接影响熔体流动速率大小而当乙苯含量降至1.8%以下 后反应加剧，放出的热量难以控制，造成反应飞温，致使熔 体流动速率反而上升因而，将配料中乙苯含量为1.8% 并在此基础上对矿物油含量进行调整矿物油与熔体流动速 率成正比，矿物油含量多熔体流动速率大，矿物油含量低熔 体流动速率小。

3•聚合反应温度研究温度升高使反应速率加快这里所说的反应速率，不仅 包括链增长反应速率，而且也包括引发速率、链终止速率、 链转移速率及其它副反应速率温度升高，产生的自由基数 量多，自由基的浓度愈高，双基终止的概率愈大，因而产品 的平均分子量愈低，熔体流动速率增大由于本次试生产使 用引发剂，温度愈高引发剂的半衰期愈短，到反应后期，引 发剂的浓度会低于所要求的值，也会使分子量的变化很大， 影响产品质量温度升高，链增长反应速率常数增大，反应加快，一般 情况下，链增长反应速率增加的多，其总的效果使链转移常 数增加，从而使聚合物分子量降低，分子量分布变宽熔体 流动速率增大对于链终止反应，温度升高，不仅使链终止 反应速率常数增大，而且聚合物的粘度降低，扩散更容易， 从而使链自由基运动更快，客观上又近一步提高了终止速 度必将导致聚合物分子量降低，分子量分布变宽熔体流 动速率增大此外，温度升高，还会使反应平衡向生成聚合 物的逆反应方向移动，即：当温度升高到一定限度之后聚合 物将发生解聚反应二、工艺配方确定1. 对过渡产品GPPS-202D配方采用苯乙烯96.2%；乙苯：2.8%；矿物油：1.0%；引发剂0. 02% （浓度）；反应时间：7. lhr、反应压力：-23kpa,2. 欲开发的GPPS-201D采用苯乙烯97.7%；乙苯：1.8%；矿物油：0. 5%；引发剂：0. 02% （浓度）；反应时间：7.4hr；反应压力：-23kpa。

三、 工业试生产参数摸索1.基础参数的确定低熔体流动速率产品的物理特性主要是由树脂的熔体 流动速率、拉伸强度、冲击强度等基本物性所决定在实际 生产中，这些基本物性主要由原料配比和聚合反应的操作条 件来控制根据模式实验数据，在工业装置上初步确定引发 剂流量2. lkg/hr（此数据是根据模式试验中引发剂浓度 0. 02%计算出的），由于进行工业化试生产，为了反应平稳达 到安全的目的初步将乙苯设计在1.80. 2%,确定了 一套典 型数据在过渡产品GPPS-202D生产稳定后再根据聚合反应情况 及产品质量情况对原料配比、引发剂流量及各反应器参数进 行调整试生产GPPS-201D的参数数据经过本次试生产最终 确认了 GPPS-201D的工业化生产的工艺操作参数四、 产品性能情况通过测试GPPS-201D产品性能，得出其质量满足合同指 标要求，数据如下:熔体流动速率1.5〜2. 5 g/10min测试 标准D-1238；冲击强度220 J/m,测试标准D-256；拉伸强 度251 MPa,测试标准D-638；维卡软化点^103C；测试标 准 D-1525五、结论1.通过模式实验和工业试生产参数摸索，在开发的 GPPS-202D基础上成功开发出了 GPPS-201D产品，通过多项 指标检验和加工试验，证明GPPS-201D这种牌号聚苯乙烯树 脂性能优良，能够满足用户的要求。

2•根据反应器各种操作参数和树脂基本物性的关系曲 线，确定了 GPPS-201D聚合反应的各种操作参数3. GPPS-201D产品的加工试验表明：GPPS-201D加工性 能极好，热成型容易，制品稳定性、化学性好，接受印刷性 好，其制品具有良好的韧性和刚性，透明度高，是适合生产 BOPS片材的原料，同时也是一种可全部回收循环使用的环保 产品4. GPPS-201D产品的开发成功，增加了我装置的塑料品 种，填补了不能生产低指数（低熔体流动速率）产品的空白, 拓宽了聚苯乙烯树脂的市场，具有显著的经济效益和社会效 益参考文献[1]张玉清•化学工艺与工程研究方法科学出版社2008.[2]薛叙明•张立新高分子化工概论化学工业出版社2011.。