摘要
本文论述了ABS生产技术，重点阐述了乳液接枝掺混ABS工艺流程，并对此流程中所用设备的结构特点和性能进行了分析。介绍了我国ABS生产工艺、新产品开发和市场态势。 关键词： ABS树脂 生产工艺包涵体蛋白 市场态势
前言
ABS是大宗热塑性工程塑料，它是由50%以上的苯乙烯和适量的丁二烯和丙烯腈共聚而成。苯乙烯赋予树脂刚性和易加工性，丙烯腈提供耐化学性和热稳定性，丁二烯提供韧性和抗冲性。ABS树脂的生产方法很多，目前在全世界范围内的工业装置中应用较多的是：乳液接枝掺混法、连续本体法等。乳液接枝掺混法是在ABS树脂的传统生产方法——乳液接枝法的基础上发展起来的，是目前工业上采用的几种ABS生产工艺中最早用于工业生产、技术最成熟、应用最广泛的生产方法。乳液接枝掺混法工艺包括乳液接枝乳液SAN掺混法、乳液接枝悬浮SAN掺混法和乳液接枝本体SAN掺混法三种[1]，经过长期的完善和提高，乳液接枝掺混 工艺已日趋完善，生产稳定，产品丰富，性能优良。本文主要对这一方法进行介绍。
第1章 ABS树脂的生产
1.1乳液接枝掺混ABS工艺
乳液接枝掺混工艺是目前应用较多的几种ABS生产工艺中最早工业化的工艺技术，它是在乳液接枝工艺的基础上发展起来的，根据SAN共聚工艺的不同又可分为乳液接枝乳液丁晓兵老婆SAN掺混、乳液接枝悬浮SAN掺混、乳液接枝本体SAN掺混三种，目前乳液接枝掺混工艺仍是全世界范围内的生产装置上应用最为广泛的工艺技术，其主要原因是乳液接枝掺混工艺最成熟、产品范围最宽、实用性最强。
在乳液接枝掺混ABS生产工艺中，要首先生成一种高胶含量的弹性体乳胶，然后用这种乳胶与丙烯腈、苯乙烯进行接枝共聚反应生成ABS接枝共聚物。SAN共聚物可以与接枝共聚反应同时进行，但目前更普遍的做法是单独用乳液、悬浮或本体工艺进行制备。最后将ABS接枝共聚物与SAN共聚物以不同的比例进行掺混可以得到多种ABS树脂牌号。三种乳液接枝掺混工艺一般都包括下面几个中间生产步骤：SAN共聚物的制备、丁二烯胶乳的制
备、丁二烯胶乳与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚、掺混及后处理。但是由于SAN聚合工艺的不同，三种乳液接枝掺混工艺的成本、能耗、产品质量等均有较大差异。乳液接枝本体SAN掺混工艺因工艺合理、有利于大型化和降低成本、产品多、产品质量好等优点，在近十年来取得了很大的工业化进展，近年来新建的大型ABS树脂生产厂基本上都选用这种工艺。乳液接枝悬浮SAN掺混工艺目前在全世界范围内的生产装置上应用也较多，据认为对于中小型ABS装置乳液接枝悬浮SAN掺混工艺的经济性更好。
在乳液接枝掺混ABS树脂的生产中，核心技术是聚丁二烯胶乳的合成和ABS接枝技术，其技术含量高，目前的研究方向是提高乳胶质量、缩短反应时间和增大胶乳粒径。
接枝聚合物橡胶颗粒的数量及颗粒结构与大小对ABS的物理性能有较大的影响。较大的橡胶颗粒有利于改善树脂的冲击强度和加工性能，但却导致模塑制品表面光泽下降。另一方面，较小橡胶颗粒的ABS树脂虽然具有较高的表面光泽，但冲击强度却比相同胶量的大粒径颗粒ABS树脂低。为了使ABS树脂既具有高的表面光泽又有高的刚性，橡胶颗粒通常要求具备两种形态（双峰）橡胶颗粒粒径分布，通常0.2～0.65μm范围的颗粒可获得上述两方面性能平衡的树脂。接枝时将大小粒径乳胶按ABS性能要求按比例掺混使用。
以通常的乳液聚合制备的聚丁二烯胶乳粒径在0.1μm左右，而胶乳接枝ABS要求的聚丁二烯胶乳一般不少于0.25μm，粒子分散性好，且分布窄。
聚丁二烯胶乳在一般聚合过程中实现粒径放大时，粒径每小时增大不足0.01μm，要达到0.3μm，至少需要40h以上，故在缩短胶乳反应时间，增大粒径方面进行了大量的研究工作，概括起来可分为：聚合过程放大（一步法）和聚合后附聚放大（两步法），附聚放大又可分为化学附聚和物理附聚。
1.1.1聚合放大
此生产工艺为物料投入聚合釜中以后在当头炮对屏风马60℃下聚合，当聚合转化率达到50%时补加25份丁二烯，继续反应到转化率达90%，整个反应过程50h，胶乳平均粒径0.29μm，凝聚物在0.01%以下。也可在丁二烯乳聚时加入了0.5～5份丙烯腈，由于丙烯腈的亲水性较强，能与乳化剂共同形成大量胶束，加速了聚合反应。反应开始时乳化剂用量为0.5～1.5份，较少的乳化剂可减少聚合诱导期。在聚合过程中加入附聚剂藻朊酸钠和硫酸镁可制备高固、多分散、大粒径的聚丁二烯胶乳。
1.1.2附聚放大
冷冻附聚 冷冻附聚法是将低固、小粒径（600～700A）的聚丁二烯胶乳送入冷冻转鼓，在胶乳冻点温度下，利用胶乳中水结冰形成的压力使胶乳附聚形成大粒子。冷冻附聚法产品纯净，易于工业化，反应周期短，但放大粒度有局限性，只能得到中等粒度的胶乳。胶乳冷冻时会析出凝胶，动力消耗较大。
机械搅拌附聚 提高搅拌强度，也可得到大粒径胶乳。反应在45～60℃下进行，转化率为40%～50%时，增强搅拌1h，反应转化率65%，粒径0.44μm以下的粒子占74.5%。
化学附聚通路精耕 向胶乳中加入无机盐、、有机溶剂，如丙酮、苯、甲苯及苯—醇混合物，亲水性聚合物聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚氨酯、聚乙二醇、甲基纤维素和聚乙烯缩醛等化学物质，可进行附聚放大。首先制得小粒径胶乳，然后向胶乳中加入24份10%abs工程塑料的食盐水搅拌15min，粒径增大到0.35μm。再加入10%的溶液，可得到粒径为0.8μm的胶乳。附聚法的缺点是附聚后粒子尺寸受限制，温度、时间影响大，较难控制，不易重复。
第2章 ABS常州工学院学报塑料的成型工艺
2.1 ABS塑料成型工艺流程
首先将PVC树脂与适当比例的助剂在釜中捏合，再与ABS树脂混合，经过塑练再用造粒机生产出颗粒状物料，将颗粒状物料经过模压和注塑即得到成型产品。流程图如下：
图1. ABS塑料成型工艺流程图
2.2 成型过程设备的结构特点
ABS塑料成型过程中用到的机械有挤塑机、切割机、模压机、造粒机等机械，在此不对其进行一一介绍，重点介绍造粒机的结构性能，并提出改进措施。
2.2.1 塑料造粒机概述
造粒机的主机是挤塑机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成[2]。
（1）挤压系统 挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。
① 螺杆：是挤塑机的最主要部件，它直接关系到挤塑机的应用范围和生产率，由高强度耐腐蚀的合金钢制成。
②机筒：是一金属圆筒，一般用耐热、耐压强度较高、坚固耐磨、耐腐蚀的合金钢或内衬合金钢的复合钢管制成。机筒与螺杆配合，实现对塑料的粉碎、软化、熔融、塑化、排气和压实，并向成型系统连续均匀输送胶料。一般机筒的长度为其直径的15～30倍，以使塑料得到充分加热和充分塑化为原则。
③ 料斗：料斗底部装有截断装置，以便调整和切断料流，料斗的侧面装有视孔和标定计量装置。
④ 机头和模具：机头由合金钢内套和碳素钢外套构成，机头内装有成型模具。机头的作用是将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳的导入模套中，并赋予塑料以必要的成型压力。塑料在机筒内塑化压实，经多孔滤板沿一定的流道通过机头脖颈流入机头成型模具，模芯模套适当配合，形成截面不断减小的环形空隙，使塑料熔体在芯线的周围形成连续密实的管状包覆层。为保证机头内塑料流道合理，消除积存塑料的死角，往往安置有分流套筒，为消除塑料挤出时压力波动，也有设置均压环的。机头上还装有模具校正和调整的装置，便于调整和校正模芯和模套的同心度。
（2）.传动系统 传动系统的作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速，通常由电动机、减速器和轴承等组成。
（3）.加热冷却装置 加热与冷却是塑料挤出过程能够进行的必要条件。
① 现在挤塑机通常用的是电加热，分为电阻加热和感应加热，加热片装于机身、机脖、机头各部分。加热装置由外部加热筒内的塑料，使之升温，以达到工艺操作所需要的温度。
② 冷却装置是为了保证塑料处于工艺要求的温度范围而设置的。具体说是为了排除螺杆旋
转的剪切摩擦产生的多余热量，以避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。机筒冷却分为水冷与风冷两种，一般中小型挤塑机采用 风冷比较合适，大型则多采用水冷或两种形式结合冷却；螺杆冷却主要采用中心水冷，目的是增加物料固体输送率，稳定出胶量，同时提高产品质量；但在料斗处的冷却，一是为了加强对固体物料的输送作用，防止因升温使塑料粒发粘堵塞料口，二是保证传动部分正常工作。
2.2.2塑料造粒机辅助设备
塑料造粒机组的辅机主要包括放线装置、校直装置、预热装置、冷却装置、牵引装置、计米器、火花试验机、收线装置[3]。挤出机组的用途不同其选配用的辅助设备也不尽相同。如还有切断器、吹干器、印字装置等。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议