丙烯腈含量对苯乙烯-丙烯腈共聚物性能的影响 丙烯腈含量对苯乙烯-丙烯腈共聚物性能的影响

丙烯腈含量对苯乙烯-丙烯腈共聚物性能的影响

  • 期刊名字:塑料工业
  • 文件大小:134kb
  • 论文作者:张守汉
  • 作者单位:中国石油兰州石化分公司合成橡胶厂
  • 更新时间:2020-10-26
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塑料工业第34卷第12期6CHINA PLASTICS INDUSTRY2006年12月丙烯腈含量对苯乙烯-丙烯腈共聚物性能的影响张守汉(中国石油兰州石化分公司合成橡胶厂,甘肃兰州730060)摘要:以苯乙烯、丙烯腈在添加质量分数为5%-15%的乙苯作稀释剂的条件下,进行热引发连续本体聚合,合成了无规苯乙烯-丙烯腈共聚物。研究了共聚物中丙烯腈含量对其物理性能的影响。结果表明,共聚物中丙烯腈含量增加,共聚物的密度、拉伸强度和弯曲强度均相应地提高,而冲击强度、维卡软化温度及硬度变化不明显。关键调:丙烯腈;苯乙烯一丙烯腈共聚物;力学性能;维卡软化温度中图分类号:T03252文献标识码:B文章编号:1005-5770(2006)12-0046-03Effect of Acrylonitrile Content on Property ofStyrene-Acrylonitrile CopolymerZHANG Shou-hanSynthetic Rubber Factory of Lanzhou Petrochemical Co., Petro China, Lanzhou 730060, China)Abstract: With 5%-15%(by mass fraction)ethyl-benzene as diluent, styrene-acrylonmer was synthesized by means of the continuous bulk polymerization of styrene and acrylonitrile initiated by heatingThe effect of acrylonitrile content on the mechanical properties of the copolymer was studied The result showed withthe increase of the acrylonitrile content, the density, tensile strength, and bending strength of the copolymer increased at the same time, while the impact strength, Vicat softening temperature and hardness of the copolymerhanged littleKeywords: Acrylonitrile; Styrene-acrylonitrile Copolymer; Mechanical PropertiesVicat Softening Temperature苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN树脂)的合成在工异丙苯质量分数≤0.05%,二乙苯0.01%;丙烯腈:业化实施中主要采用悬浮聚合法和本体聚合法,本体纯度≥99.6%,密度(20℃)0.800~0.807g/cm3。聚合的工业方法是采用热引发连续本体聚合技术,以1.2热引发连续本体法苯乙烯、丙烯腈共聚合反应苯乙烯、丙烯腈为单体,添加少量(5%~15%,质工艺量分数,下同)的乙苯作为稀释溶剂来合成苯乙烯将苯乙烯、丙烯腈单体与质量分数为5%~15%丙烯腈共聚物,该法得到的苯乙烯-丙烯腈共聚物的乙苯配制成反应液,连续向聚合反应器输送,控制(以下简称共聚物)具有产品纯净,透明度高、耐油、聚合反应温度和压力,采用叔十二碳硫醇作为摩尔质耐化学性能优良的特点。共聚物相比苯乙烯均聚物量调节剂,采用热引发方式,反应后的共聚物和未反聚苯乙烯而言,由于结合进了丙烯腈,对聚合物应的苯乙烯、丙烯腈单体及乙苯进入预热器,在压力的性能可能产生影响,因而研究丙烯腈含量对共聚物为4kPa、温度为200~230℃条件下,未反应的单体性能的影响,对于控制和提高共聚物性能具有十分重及乙苯被汽化抽到回收单元经冷凝后返回原料配制单要的意义。元再利用,聚合物经挤出造粒成产品。1实验部分13共聚物物理性能的测定11主要原材料中国煤化2-200进行共聚物物苯乙烯:纯度≥99.6%,含总醛质量分数≤理性0.01%,聚合物≤50mg/kg;乙苯:纯度≥9.6%,2CNMHG作者简介:张守汉,男,1966年生,高级工程师,主要从事合成橡胶、合成树脂技术管理工作。 zhangshouhan@ petrock"男据第34卷第12期张守汉:丙烯腈含量对苯乙烯-丙烯腈共聚物性能的影响2.1丙烯腈含量对共聚物密度的影响含量的提高,使卷曲的高分子链内及分子链之间的氢测定不同丙烯腈含量的共聚物的密度,结果见图键数量增多,范德华力增大,分子间的作用力增大。从图1可以看出,共聚物中丙烯腈含量与共聚物同时,丙烯腈含量增高,腈基数量增加,分子极性增密度之间成线性关系,即随着共聚物中结合的丙烯腈加,分子链取向程度增大,使分子链之间的作用力也含量增高,共聚物的密度也逐渐上升。这是由于在共增强,所以共聚物的拉伸强度不断提高。聚物分子链中,随着丙烯腈含量的增加,分子链上结此外,从图2还可看出,随着丙烯腈含量的提合上去的丙烯腈分子增多,而苯乙烯分子减少,受苯高,共聚物的弯曲强度增大。由于两烯腈含量的提乙烯分子的苯环空间位阻减小,分子链堆叠比较紧高,分子之间和内部链段之间的范德华力增大和氢键密;同时由于丙烯腈分子之间的氮原子与氢原子之间数目增加,分子间作用力增强,则弯曲强度就提高。容易形成氢键,更使分子链之间和分子链内链段之间23丙烯腈含量对共聚物冲击强度的影响相互作用,分子连结合紧密,树脂的密度就大。丙烯图3为丙烯腈含量对共聚物冲击强度的影响。从腈含量越高,形成氢键数量增多,链段和分子链收缩图3可以看出,无论是注缺口还是铣缺口冲击强度对就越大,共聚物密度就越大。丙烯腈含量的敏感性不强,即丙烯腈质量分数从1.084236%升高到309%,注缺口冲击强度在19~22J/m之间变化,同时铣缺口冲击强度在9~12J/m之间波动,它们之间的关系曲线趋于一条平线,这由于是苯乙烯、丙烯腈的无规共聚物,分子链上只有苯环和腈E1068基等侧基,属于饱和柔性链,不象SBS嵌段聚合物,有双键存在使分子的弹性提高,同时整个聚合物属于均相结构,不象ABS或HFS的“海岛”结构而具有丙烯腈质量分数/%较高的抗冲击性能,所以冲击强度受丙烯腈含量影响图1共聚物中丙烯腈含量与共聚物密度的关系较小。Fig 1 relationship of acrylonitrile22丙烯腈含量对共聚物拉伸和弯曲强度的影响o注缺口钝缺口丙烯腈质量分数/%图3丙烯腈含量对共聚物冲击强度的影响Fig 3 Effect of acrylonitrile content on impact丙烯腈质量分数/%strength of copolymer图2丙烯腈含量对共聚物拉伸和弯曲强度的影响24丙烯腈含量对共聚物硬度和维卡软化温度的影Fig 2 Eect of acrylonitrile content on tensile strength and响bending strength of图4为丙烯腈含量对共聚物硬度和维卡软化温度的影响。从图4看出,维卡软化温度基本不受丙烯腈图2为丙烯腈含量对共聚物拉伸和弯曲强度的影含量变化的影响,它们的关系曲线趋于一条平线。这响。图2表明,随着共聚物中结合丙烯腈含量的提高,共聚物的拉伸强度逐步提高。从高分子物理有关是中国煤化工餐物分子间的作用力和CNMH(段及整个分子链运动知识知道,聚合物的强度与分子链内的化学键断裂、变得越来超难“,要使链段能自由运动,必须升高分子间的范德华力或氢键的断裂有关,聚合物的实际温度,这使维卡软化温度有升高的趋势,但在丙烯腈强度主要是部分氢键或范德华力的破坏(;聚合物中含量增加的同时,苯乙烯分子数目减少,占较大空间丙腈屴勢藪蓀(=C一N)易形成氢键,丙烯腈的苯环数目也相应减少,由于空间位阻大而难以旋转48料工业2006年的趋向减小,这又使维卡软化温度有降低的趋势,线。这是由于硬度与其组成和结构有关系,共聚物是者作用相互抵消,使维卡软化温度变化不大。苯乙烯、丙烯腈共聚合生成的无规均相共聚物,丙烯腈含量变化对硬度影响不明显。3结论1)共聚物中丙烯腈含量对其密度、拉伸强度、弯曲强度有影响,丙烯腈含量提高,三项性能的指标均上升2)共聚物中丙烯腈含量对其冲击强度、维卡软6g32527化温度和硬度影响不明显。丙嫌腈质量分数/%参考文献图4丙烯腈含量对共聚物硬度和维卡软化温度的影响1何曼君,陈维孝,高分子物理,上海:复旦大学出版社,Fig 4 Effect of acrylonitrile content on hardness and vicat1990.3132张海,赵素合,橡胶及塑料加工工艺.北京:化学工业出从图4还可看出,共聚物中丙烯腈含量的变化对版社,199.60硬度的影响很小,它们的关系曲线同样趋于一条平(本文于2006-08-20收到)节约能源、节约资源持续发展塑料产业在致力于资源节约、环境友好型和谐社会的建设中,塑今后几年,中国塑料市场的需求量仍然会保持8%料是关系资源节约和环境保护的重要行业。11月上旬,由中10%的速度增长,树脂生产能力会继续快速增长;随着原油国石油和化学工业协会、中国轻工业联合会与浙江宁波市人对外依存度的提高,石油化工产业将加大天然气化工、煤化民政府共同举办,中国石油和化学工业协会和余姚市人民政工和生物化工发展的力度,以减轻原油供应的压力,还可开府共同承办的“2006中国塑料产业发展国际论坛”,在浙江余发一些非石油原料生产塑料技术。以节约资源、有利环境为姚举行前提,回收利用废旧材料和无害化处理将成为塑料工业的战针对“十一五”期间中国塑料产业的发展政策和步骤等略性课题。问题,与会者围绕“节约能源、节约资源,实现塑料产业可以工程科技创新推进循环经济新世纪,中国经济面临如持续发展”的主题畅所欲言。这里选登部分专家学者的发言下课题:人口增长,城市化进程加快;多种产品总产量居世摘要。界首位,人均产量仍偏低;资源能源人均保有量低于世界平中国塑料产业比较优势明显均水平;技术水平导致相同生产过程的高物耗、高能耗;环进人20世纪90年代后,中国塑料产业的市场需求和合成境污染严重,生态状况恶化等等。树脂的生产规模都进入了高速发展期,2002年超过日本成为转向循环经济是人类社会可持续发展的必需。它能实现世界第三位,很快将超过德国成为仅次于美国的塑料生产大自然资源利用率最大化、环境污染最小化,并实现经济效益国。但在能源紧张、石油涨价和安全供给、环境限制及国外最大化。这涉及科技、教育、法律、道德等领域,完全从市产品竞争的诸多压力下,保持高速增长难度不小。场经济中自发产生将十分艰难,更需要政府、杜会各种力量中国塑料产业的比较优势有:劳动成本低于发达国家,的参与。人员素质高于其他发展中国家;具有树脂合成、塑料改性循环经济的工程科学内涵有:初级资源循环利用型,如助剂、塑机模具、加工应用等完整产业链及相应基础;国内废纸、金属、玻璃循环利用;“生产者一分解者”构成循环利市场前景广阔,有着巨大的发展潜力等。中国合成树脂消费用型,发展清洁分解(家电、车、船)工业;产品的“再制总量居世界第二位,但人均消费量仅为中等发达国家的14%造一再利用”型,如轮胎、发动机壳产业;生态产业链延伸~15%,达到其水平还需要20~30年,这为塑料产业提供了综合利用和区域集成优化型,如生态产业园区建设;由“物可观的发展空间。中国煤化工不利用型同时也要看到:缺乏自主核心技术,使得中国塑料制品CNMHG、环境和效益的统一,这档次低,附加值低,产品竞争力弱;石油价格的高位运行影也是的表心两。日峦生态系统学习,构建生态响产品成本,原油对外依存度过重;中国是世界上污染严重产业系统,需要以“不消耗石油的石化工业”、“互利共生工的国家之一。艺、区域集成优化”等新理念指导生态化学工程创新。

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