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摘要：本文是以提高ABS树脂冲击强度为目的，通过改变引发剂和乳化剂配方来提高接枝聚合反应的接枝率；并通过改变原料温度、中间物料的物性等措施，最终实现提高ABS树脂冲击强度的目的。通过对以上措施的研究与实施，最终确定了影响ABS树脂冲击强度的因素及对策。使大庆通用级ABS树脂产品的冲击强度有大幅提高。
关键词：ABS树脂 冲击强度 接枝率
【分类号】：TQ325.2
1 引言
ABS树脂是世界第五大通用塑料，是丙烯腈、苯乙烯和丁二烯的三元共聚物。
大庆石化ABS装置引进韩国锦湖公司的专利技术，设计年产5万吨。粉料部分采用苯乙烯和丙烯腈单体与丁二烯胶乳进行乳液接枝共聚生成ABS接枝胶乳，经凝聚脱水、干燥制成ABS粉料。将ABS粉料同苯乙烯和丙烯腈的本体共聚物SAN进行共混，经挤压造粒生成ABS颗粒产品。2005～2006年，在原基础上顺利实现了10万吨扩能改造。
2 ABS树脂组成及特性
ABS树脂之所以具有优良的综合性能，是由于各组分具有相应特性。ABS树脂的冲击性能与韧性直接相关，冲击强度也是韧性的一种量度，材料的韧性越大，冲击强度越高。冲击强度是用来度量材料在高速冲击下的韧性或对断裂抵抗能力的性能，目前大庆ABS装置采用ASTMD256-06标准计算缺口试样悬臂梁冲击强度。
在ABS树脂中，用橡胶的接枝共聚物来提高其冲击强度。在ABS树脂中橡胶的接枝共聚物约占10-30%形成分散相，SAN树脂占70-90%形成连续相。在SAN树脂中，加入5%-20%（质量）的橡胶，则可使其抗冲击强度提高几倍乃至几十倍。
3 提高冲击强度的对策
根据增韧理论，要提高ABS树脂的冲击强度，橡胶组分和SAN树脂组分必须以两相状态存在，两相的粘附力要好，有良好的相容性，为此要进行接枝聚合，使一部分单体接枝到橡胶主干物上，使两相之间增加亲和力。因此，选择接枝聚合的反应条件，控制一定的接枝率，对提高冲击强度起重要作用。
3.1 调整引发剂用量
ABS装置丁二烯聚合和接枝聚合按机理属于自由基聚合反应，采用过氧化物作为引发剂产生自由基，在接枝聚合反应过程中，引发剂的用量直接影响接枝率，引发剂浓度小时，产生的自由基少，引发能力弱。提高引发剂用量，自由基浓度增加，引发能力提高。产生的自由基过多，导致活性单体自聚、自由基歧化转移等多种反应并存。因此引发剂过多或过少，都会降低接枝率，从而影响产品的冲击强度。ABS装置在调整产品冲击强度性能过程中，降低10%的引发剂用量。使接枝率能够达到30～40%。
3.2 降低接枝聚合乳化剂用量
在乳液聚合体系中，乳化剂虽然不直接参加化学反应，但它提供了反应场所。乳化剂的种类和浓度直接影响引发速率和链增长速率，也决定聚合物性能和聚合物分子量和分布。
在接枝聚合反应中，乳化剂量与接枝率有关，乳化剂量减少，接枝率增加，但系统稳定性下降。在ABS装置实际生产中，PB聚合所加入的乳化剂较多，以保持系统的稳定，因此在接枝反应时，适当降低了乳化剂的量以提高接枝率。乳化剂的份数一般在0.4～0.5之间，使产品达到较高的冲击强度。
3.3 控制接枝聚合体系的PH值
接枝SAN中丙烯腈含量增加，冲击强度变化不大，但从接枝SAN和基体SAN中丙烯腈含量比较中来看，二者一致，混炼所得的产品分散性好，冲击性能良好，且比较稳定。
接枝SAN中丙烯腈的含量，不但可以增加混合单体中丙烯腈含量，还可以通过控制接枝体系的PH值来调节，PH值升高，接枝SAN中丙烯腈浓度降低，主要是PH值升高会引起丙烯腈水解，一般接枝胶乳的PH值控制在9～10之间。在生产过程中，接枝胶乳的PH值是通过主干HN-3000胶乳进行调整，因此需要控制好主干HN-3000胶乳的在PH值。主干HN-3000胶乳的PH值在11.5～12之间。
3.4 提高单体温度
在聚合进料时，单体一般与乳化剂同时或之后加入到反应釜中，如果单体温度低，进料时就会对乳化体系造成一定破坏，造成单体乳化效果不好，引发剂相对过量，影响主反应，也会影响最终产品的冲击强度，在生产中，PB聚合丁二烯进料温度一般在15～20℃；接枝聚合苯乙烯和丙烯腈进料温度在20～30℃。
4 实际效果
通过采取以上几种措施，ABS产品的冲击强度有明显提高，使产品性能得到稳定，下表所示为产品冲击强度的对比表：
表1 对策实施前后冲击强度对比
ABS-750A 冲击强度（J/M） 平均值
实施前 198 186 186 186 185 188 184 193 201 189 189
实施后 201 203 210 199 202 198 200 206 199 197 203
从表中看出，通过对提高产品冲击强度对策的实施，使大庆通用级ABS-750A产品冲击强度提高了14J/M。
5 结论
1、通过对影响ABS树脂沖击强度的因素分析，对生产配方和操作条件的摸索，找到了有效对策提高了ABS产品的冲击强度。
2、通过装置实际生产数据，也为ABS树脂增韧理论提供了依据。
参考文献
[1] 黄立本，张立基，赵旭涛，ABS树脂及其应用，北京：化学工业出版社，2001.
[2] 吴培熙，张留成，聚合物共混改性，第二版，北京：中国轻工业出版社，1998.
[3] 李辉，影响ABS质量因素及对策，ABS年会论文集
[4] 大庆年产5万吨ABS装置培训教材（内部资料）
关键词：ABS树脂 冲击强度 接枝率
【分类号】：TQ325.2
1 引言
ABS树脂是世界第五大通用塑料，是丙烯腈、苯乙烯和丁二烯的三元共聚物。
大庆石化ABS装置引进韩国锦湖公司的专利技术，设计年产5万吨。粉料部分采用苯乙烯和丙烯腈单体与丁二烯胶乳进行乳液接枝共聚生成ABS接枝胶乳，经凝聚脱水、干燥制成ABS粉料。将ABS粉料同苯乙烯和丙烯腈的本体共聚物SAN进行共混，经挤压造粒生成ABS颗粒产品。2005～2006年，在原基础上顺利实现了10万吨扩能改造。
2 ABS树脂组成及特性
ABS树脂之所以具有优良的综合性能，是由于各组分具有相应特性。ABS树脂的冲击性能与韧性直接相关，冲击强度也是韧性的一种量度，材料的韧性越大，冲击强度越高。冲击强度是用来度量材料在高速冲击下的韧性或对断裂抵抗能力的性能，目前大庆ABS装置采用ASTMD256-06标准计算缺口试样悬臂梁冲击强度。
在ABS树脂中，用橡胶的接枝共聚物来提高其冲击强度。在ABS树脂中橡胶的接枝共聚物约占10-30%形成分散相，SAN树脂占70-90%形成连续相。在SAN树脂中，加入5%-20%（质量）的橡胶，则可使其抗冲击强度提高几倍乃至几十倍。
3 提高冲击强度的对策
根据增韧理论，要提高ABS树脂的冲击强度，橡胶组分和SAN树脂组分必须以两相状态存在，两相的粘附力要好，有良好的相容性，为此要进行接枝聚合，使一部分单体接枝到橡胶主干物上，使两相之间增加亲和力。因此，选择接枝聚合的反应条件，控制一定的接枝率，对提高冲击强度起重要作用。
3.1 调整引发剂用量
ABS装置丁二烯聚合和接枝聚合按机理属于自由基聚合反应，采用过氧化物作为引发剂产生自由基，在接枝聚合反应过程中，引发剂的用量直接影响接枝率，引发剂浓度小时，产生的自由基少，引发能力弱。提高引发剂用量，自由基浓度增加，引发能力提高。产生的自由基过多，导致活性单体自聚、自由基歧化转移等多种反应并存。因此引发剂过多或过少，都会降低接枝率，从而影响产品的冲击强度。ABS装置在调整产品冲击强度性能过程中，降低10%的引发剂用量。使接枝率能够达到30～40%。
3.2 降低接枝聚合乳化剂用量
在乳液聚合体系中，乳化剂虽然不直接参加化学反应，但它提供了反应场所。乳化剂的种类和浓度直接影响引发速率和链增长速率，也决定聚合物性能和聚合物分子量和分布。
在接枝聚合反应中，乳化剂量与接枝率有关，乳化剂量减少，接枝率增加，但系统稳定性下降。在ABS装置实际生产中，PB聚合所加入的乳化剂较多，以保持系统的稳定，因此在接枝反应时，适当降低了乳化剂的量以提高接枝率。乳化剂的份数一般在0.4～0.5之间，使产品达到较高的冲击强度。
3.3 控制接枝聚合体系的PH值
接枝SAN中丙烯腈含量增加，冲击强度变化不大，但从接枝SAN和基体SAN中丙烯腈含量比较中来看，二者一致，混炼所得的产品分散性好，冲击性能良好，且比较稳定。
接枝SAN中丙烯腈的含量，不但可以增加混合单体中丙烯腈含量，还可以通过控制接枝体系的PH值来调节，PH值升高，接枝SAN中丙烯腈浓度降低，主要是PH值升高会引起丙烯腈水解，一般接枝胶乳的PH值控制在9～10之间。在生产过程中，接枝胶乳的PH值是通过主干HN-3000胶乳进行调整，因此需要控制好主干HN-3000胶乳的在PH值。主干HN-3000胶乳的PH值在11.5～12之间。
3.4 提高单体温度
在聚合进料时，单体一般与乳化剂同时或之后加入到反应釜中，如果单体温度低，进料时就会对乳化体系造成一定破坏，造成单体乳化效果不好，引发剂相对过量，影响主反应，也会影响最终产品的冲击强度，在生产中，PB聚合丁二烯进料温度一般在15～20℃；接枝聚合苯乙烯和丙烯腈进料温度在20～30℃。
4 实际效果
通过采取以上几种措施，ABS产品的冲击强度有明显提高，使产品性能得到稳定，下表所示为产品冲击强度的对比表：
表1 对策实施前后冲击强度对比
ABS-750A 冲击强度（J/M） 平均值
实施前 198 186 186 186 185 188 184 193 201 189 189
实施后 201 203 210 199 202 198 200 206 199 197 203
从表中看出，通过对提高产品冲击强度对策的实施，使大庆通用级ABS-750A产品冲击强度提高了14J/M。
5 结论
1、通过对影响ABS树脂沖击强度的因素分析，对生产配方和操作条件的摸索，找到了有效对策提高了ABS产品的冲击强度。
2、通过装置实际生产数据，也为ABS树脂增韧理论提供了依据。
参考文献
[1] 黄立本，张立基，赵旭涛，ABS树脂及其应用，北京：化学工业出版社，2001.
[2] 吴培熙，张留成，聚合物共混改性，第二版，北京：中国轻工业出版社，1998.
[3] 李辉，影响ABS质量因素及对策，ABS年会论文集
[4] 大庆年产5万吨ABS装置培训教材（内部资料）