苯乙烯-丙烯腈悬浮共聚
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苯乙烯丙烯腈共聚催化剂苯乙烯丙烯腈共聚是一种重要的化学反应,它可以通过特定的催化剂将苯乙烯和丙烯腈进行共聚,形成具有丰富应用前景的共聚物。
本文将探讨该共聚反应的原理、催化剂的种类及其应用,并提供相关实验操作的指导。
苯乙烯丙烯腈共聚在聚合物工业中有着广泛的应用。
由于苯乙烯和丙烯腈的化学性质不同,通过共聚可以获得具有不同特性的共聚物,例如高强度、高韧性、耐高温等。
这些共聚物在汽车零部件、电子器件、纤维材料等领域有着重要的应用。
因此,研究和发展苯乙烯丙烯腈共聚反应的催化剂具有重要意义。
苯乙烯丙烯腈共聚的催化剂主要包括阴离子型催化剂和阳离子型催化剂。
阴离子型催化剂主要是具有强碱性的金属有机化合物,例如有机锂化合物、有机锂铝化合物等。
这些催化剂能够与丙烯腈形成插入复合物,引发共聚反应。
阳离子型催化剂则是通过阳离子引发剂的作用来催化共聚反应。
常用的阳离子引发剂有硼酸和其盐类、酸性离子液体等。
在进行苯乙烯丙烯腈共聚反应时,需要注意以下几点。
首先,要选择合适的催化剂和溶剂,以提高反应效率和产物质量。
其次,反应温度和反应时间也是影响共聚反应的重要因素。
通常,较高的反应温度能够促进反应速率,但过高的温度可能导致产物降解。
反应时间应根据具体实验条件来确定,一般在数小时至数天之间。
此外,反应的摩尔比例也是影响共聚反应的关键因素,过高或过低的苯乙烯或丙烯腈含量都可能导致共聚物性能下降。
在实际操作中,可以采用以下步骤进行苯乙烯丙烯腈共聚反应。
首先,将苯乙烯、丙烯腈和适量的催化剂溶解在合适的溶剂中。
然后,将反应体系加热至适当的温度,并保持一定的时间。
最后,通过冷却和过滤等操作,将反应产物分离出来。
对于催化剂的选择和反应条件的确定,可以根据实验目的和研究要求进行调整。
总之,苯乙烯丙烯腈共聚是一种重要的化学反应,它可以通过合适的催化剂将苯乙烯和丙烯腈进行共聚,形成具有丰富应用前景的共聚物。
在选择催化剂和反应条件时,需要充分考虑不同催化剂的特性和反应参数的影响。
4.4-无机分散剂4.4.1 一般介绍粉末状无机分散剂主要用于甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯等单体的珠状悬浮聚合的场合。
聚合结束后,吸附在聚合物珠粒表面的无机分散剂可以用稀酸洗去,保持聚合物制品的透明性,聚乙烯悬浮聚合很少选用无机分散剂。
在悬浮聚合方法的发展早期,就开始采用无机分散剂,长期来专利文献报道的无机分散剂种类很多,但经逐步淘汰,目前工业上使用的却只留几种。
天然无机矿物粉末性能不稳定,首先被淘汰,氢氧化铝,磷酸钙占无机分散剂的主要地位。
无机分散剂单独使用时,要使悬浮液稳定,用量较多,效果也较差,如与少量表面活性剂复合使用,则可显著提高分散稳定效果,并减少用量。
无机分散剂/高分子分散剂,/表面活性剂三者复合的当,也能取得良好效果。
无机分散剂是微细粉末,粒子愈细,则一定用量的覆盖面积愈大,悬浮液愈稳定。
目前无机分散剂多由相应化学品经复分解沉淀反应就地配制,少量表面活性剂也可在配制时加入。
在工艺上,可以用半沉降周期t1/2(min)来评价分散剂的细度或分散液的稳定性。
所谓半沉降周期是将分散液倒入100ml量筒内,使其体积恰好到100m l刻度,然后静置,观察清液-浑浊液界面下移情况,当清液界面降到50ml刻度的时间即为t1/2。
t1/2愈长,表明分散液愈稳定。
做深入研究时还可以测定单体液滴-固体粉末分散剂的接触角和液滴表面的吸附量,评价悬浮聚合体系的稳定性。
所谓吸附量,是吸附前后分散液的浓度差除以吸附前的浓度,以百分比(%)表示。
曾有报道,8种无机粉末对苯乙烯悬浮聚合稳定性的影响因素时发现,接触角θ>80。
CaCO3,CoO,NiO等,稳定效果良好;50。
<θ<80。
,如Al2O3,Al(OH)3,ZnS等,也有稳定作用,但要使稳定的最小用量却是前一类的2倍;如θ<50。
聚苯乙烯的生产技术2009-07-21苯乙烯系树脂是苯乙烯单体经均聚或与其他单体共聚而得的一系列树脂。
1998年世界77%的苯乙烯用于生产各类苯乙烯系列树脂,日本这一比例为83%。
商品化苯乙烯聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、发泡聚苯乙烯(EPS树脂)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯一丙烯睛(SAN)共聚物等。
几种重要的商品化苯乙烯聚合物基本上都是以自由基链式聚合机理经本体、溶液、悬浮或乳液工艺制造的,其中稀释剂本体法工艺最为常用,虽然某些苯乙烯类树脂用悬浮法工艺(EPS树脂)和乳液法工艺(ABS树脂)生产,但由于经济及其他一些原因,在可能的情况下尽可能采用连续本体工艺是一个发展趋势。
采用自由基聚合反应生产的聚苯乙烯(PS)是玻璃化温度为105 C的无规聚合物,PS均聚物是无定型的脆性材料,具有优异的透明性和可加工性,可制成形状复杂的制品。
IPS是通过苯乙烯在聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物存在下进行聚合而形成的一种高分子共混物(橡胶粒子分散在PS基质中)。
苯乙烯与丙烯腈、a-甲基苯乙烯、马来酸酐进行共聚,得到的聚合物具有较高的热性能和机械性能。
苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚可以提高透明性和耐磨性。
苯乙烯与丙烯腈、丁二烯的三聚物(ABS树脂)具有优良的热性能、机械性能和抗冲击性能等综合性能。
苯乙烯共聚物是通用树脂和工程树脂之间的一个桥梁,主要用于汽车、电子电器和器械部件以及家用器具等领域,在这些应用领域与尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)以及聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)竞争。
工业上聚苯乙烯的生产主要采用两种生产工艺:本体法及悬浮法。
本体法是最主要的生产方法,目前世界上85%以上的Ps和IPS是采用连续本体法工艺生产的。
连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线,生产能力为(20〜160)kt/a。
通过改进反应器设计、相对分子质量和橡胶粒径控制和脱挥技术,可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。
聚苯乙烯及共聚物概述2006-10-13 14:16:03 【文章字体:大中小】打印收藏关闭抗冲聚苯乙烯采用苯乙烯与橡胶进行接枝共聚的方法生产。
得到的产品由分散的橡胶相及连续PS相组成,橡胶的引入使PS的韧性和抗冲击性能提高。
为了使HIPS 在较宽的温度范围内具有较高的抗冲击强度,所用橡胶的玻璃化温度必须低于-50℃。
聚丁二烯橡胶(玻璃化温度-80℃)是苯乙烯塑料最常用的抗冲改性剂,烯丙基氢原子和弱活性的双键可以提供理想的接枝和交联度。
也有使用其他橡胶如丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃橡胶、聚异戊二烯橡胶等的报道,但是由于这些橡胶的化学活性较低、玻璃化温度不合适等因素还未完全实现工业化。
SAN树脂由苯乙烯和丙烯腈嵌段共聚而成,聚合工艺可为乳液法,悬浮法和本体法。
共聚物中丙烯腈的含量在15%左右,ABS树脂的制备工艺是先浮液法制备不同粒径的聚丁二烯胶乳,然后再于乳液中进行苯乙烯-丙烯睛嵌段共聚,同时接枝共聚聚丁二烯胶粒,之后三元共聚物再和SAN聚合物共混而成,由于共混物SAN分别可用乳液法,悬浮法,本体法制备,因此用SAN和苯乙烯三元共聚物共混而成的ABS 树脂的制备工艺,则分别称为乳液接枝乳液SAN共混工艺,乳液接枝悬浮SAN共混工艺,乳液接枝本体SAN共混工艺。
产品应用聚苯乙烯及其共聚合物可用于通用塑料也可用于工程塑料,主要用于汽车、电子电器、器械部件、建筑、医疗等领域,其中高抗冲聚苯乙烯(HIPS),可用于制造容器的器皿,玩具、小型器具,高分子量聚苯乙烯用做强度发泡材料,间规聚苯乙烯(SPS)用做电子电器部件,汽车部件、医疗器械、汽车冷却泵的叶片,超薄电容器膜;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS)主要用于制造冰箱内箱体,汽车内部件、器具外壳、电器部件、游乐型车、帐篷;苯乙烯-丙烯酸腈共聚物(SAN)主要用于制造耐油、耐化学的器具。
研发趋势聚苯乙烯共聚物除ABS和SAN外,还有一些其他共聚物有工业应用价值。
丙烯腈苯乙烯共聚物
丙烯腈-苯乙烯共聚物,简称 AS,是由丙烯腈(acrylonitrile)和苯乙烯(styrene)共聚而成的热塑性树脂。
它具有良好的耐化学性、耐热性、尺寸稳定性和机械强度,被广泛应用于电子、汽车、建筑、医疗等领域。
AS 树脂的性能取决于其化学结构和分子量。
一般来说,AS 树脂的分子量越高,其机械强度和耐热性就越好,但加工性能会相应变差。
因此,在实际应用中,需要根据具体要求选择合适分子量的 AS 树脂。
AS 树脂的加工性能较好,可以采用注射成型、挤出成型、吹塑成型等多种加工方法。
在加工过程中,需要注意控制加工温度和压力,以避免材料分解或变形。
AS 树脂具有良好的耐化学性,能够耐受大多数有机溶剂和酸碱溶液的侵蚀。
它还具有良好的耐热性,能够在 80-100°C 的温度范围内长期使用。
AS 树脂的应用领域非常广泛。
在电子领域,它可以用于制造电视机、电脑、手机等电子产品的外壳和零部件;在汽车领域,它可以用于制造汽车仪表板、门板、座椅等零部件;在建筑领域,它可以用于制造管道、管件、门窗等建筑材料;在医疗领域,它可以用于制造医疗器械和药品包装材料等。
总之,丙烯腈-苯乙烯共聚物是一种性能优良的热塑性树脂,具有广阔的应用前景。
随着人们对材料性能要求的不断提高,AS 树脂的应用领域还将不断扩大。
苯乙烯与丙烯腈的聚合反应方程式苯乙烯与丙烯腈的聚合反应是一种重要的化学反应,可以通过合成高分子材料来满足广泛的应用需求。
在本篇文章中,我们将要介绍这一反应的方程式、条件以及其应用领域。
首先,让我们来看一下苯乙烯与丙烯腈的聚合反应方程式:n(CH2=CH-Ph) + n(CH2=CH-CN) → (CH2-CH-Ph)n-(CH2-CH-CN)n 在这个反应中,苯乙烯(CH2=CH-Ph)和丙烯腈(CH2=CH-CN)通过共轭聚合反应形成高分子化合物。
这个方程式显示了单体分子之间的化学键成为高分子的连续部分。
该聚合反应产生的共轭聚合物是由苯环(Ph)和丙烯腈(CH2=CH-CN)单元有机地交替连接而成的。
这种聚合反应是通过引入阴离子、自由基或阳离子催化剂来驱动的。
催化剂的选择取决于反应的条件和所需的聚合物性质。
例如,阳离子聚合反应可以使用活化石蜡杂化砷酸钨酯或三氟甲磺酸银等阳离子催化剂。
而自由基聚合则可以通过添加过氧化苯甲酰、过氧化正丁酮或过氧化硬脂酸等自由基引发剂来催化。
接下来,让我们来看一下这个聚合反应的一些应用领域。
苯乙烯与丙烯腈聚合物具有优异的物理特性,例如高强度、耐热性和耐化学品性能,因此在工业上广泛应用于生产纤维、塑料和橡胶等材料。
在纤维领域,聚苯乙烯腈合成的纤维常用于制作阻燃材料和防弹衣等应用。
而在塑料产业中,苯乙烯与丙烯腈共聚物常用于制造高性能塑料制品,如管道、容器和电气绝缘体等。
此外,苯乙烯与丙烯腈的共聚物还可以通过后续反应进行功能化改性。
例如,通过在聚合过程中引入硫醇单体,可以制备具有良好黏合特性的改性共聚物。
这种改性共聚物可用于制备胶黏剂、涂料和粘合剂等应用。
另一方面,通过在聚合物中引入不同的单体,可以调控共聚物的性能,如改善透明度、抗划伤性能和耐候性能等。
总而言之,苯乙烯与丙烯腈的聚合反应是一种重要的化学反应,能够合成各种高性能材料。
通过选择不同的催化剂和单体,可以调控聚合物的结构和性能,从而满足不同领域的应用需求。
实验一苯乙烯的悬浮聚合和共聚合反应一试验目的1 学习悬浮聚合反应2学习共聚和反应二试验原理聚苯乙烯是具有刚性的无色透明塑料,其透光率仅次于有机玻璃,能制成各种色彩鲜艳的产品,极易加工成型,比重轻,耐水性能和耐化学腐蚀性都好,电性能好,在高分子电解质工业中,占有极重要的地位。
聚苯乙烯的主要缺点是耐热性低、质较脆,影响了它的应用范围。
与各种含强极性基单体进行共聚合,是改性的主要方法之一。
SM树脂是苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯共聚合的产品,国产204型改性聚苯乙烯是以70%苯乙烯和30%甲基丙烯酸甲酯以悬浮共聚合所得的产品。
苯乙烯的主要共聚产品是丁苯橡胶(与丁二烯共聚物)和ABS树脂(与丙烯腈和丁二烯共聚物)。
单体在搅拌下悬浮在含有稳定剂的非溶剂(一般为水)中进行聚合,称为悬浮聚合。
因产物为珠状故亦称为球状聚合。
悬浮聚合是依靠激烈的机械搅拌,使含有引发剂的单体分散到与单体互不相溶的介质中实现的。
由于大多数烯类单体只微溶于水或几乎不溶于水,悬浮聚合通常都以水为介质。
在进行水溶性单体,如丙烯酰胺的悬浮聚合时,则应当以憎水性的有机溶剂,如烷烃等作为分散介质,这种悬浮聚合过程被称为反相悬浮聚合。
在悬浮聚合中,单体以小油珠的形式分散在介质中。
每个小油珠都是一个微型聚合场所,油珠周围的介质连续相则是这些微型反应器的热传导体。
因此,尽管每个油珠中单体的聚合与本体聚合无异,但整个聚合体系的温度控制还是比较容易的。
悬浮聚合的优点表现在:⑴大量的聚合热被非溶剂吸收从而保证反应均匀进行。
⑵产物为球状,从而减少了由于产物的硬、黏、弹等性质而带来的不易粉碎的困难。
缺点为:附着在产品表面的稳定剂不易除尽,产品不够纯。
悬浮聚合体系分为不互溶的两相:单体相和水相,单体相内溶有油溶性的引发剂(例如过氧化苯甲酰),在水相中有相当溶解度的单体,必须在水相中加入相应量的电解质进行盐析,才有可能进行悬浮聚合。
悬浮体系是不稳定的。
尽管加入悬浮稳定剂可以帮助稳定单体颗粒在介质中的分散,稳定的高速搅拌与悬浮聚合的成功关系极大。
RAFT乳液聚合制备聚(苯乙烯—丙烯腈)嵌段共聚物及其共混物性能苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)树脂作为五大通用塑料之一,兼有聚丁二烯的韧性和抗冲击性,聚丙烯腈的耐热性和化学稳定性以及聚苯乙烯的刚性、光泽性和加工性,得到广泛应用。
在此基础上发展起来的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)树脂,进一步改善了ABS树脂的热氧化稳定性、光氧化稳定性和耐化学性,也逐渐成为一种重要的塑料材料。
ABS和ASA的制备过程相似,但由于采用的是传统自由基聚合方法,橡胶相为接枝共聚或轻度交联结构,无法精确调控聚合物的分子链结构。
本文采用新近发展的RAFT乳液聚合的方法,以双亲性聚丙烯酸-b-聚苯乙烯大分子RAFT试剂(AA-b-S-RAFT)作为乳化剂和调控剂,制备基于嵌段共聚物的ABS和ASA韧性塑料(嵌段型ABS和ASA韧性塑料)。
系统研究苯乙烯(S)及苯乙烯/丙烯腈(AN)的RAFT乳液(共)聚合过程、嵌段型ABS和ASA韧性塑料的制备技术,探讨了聚合物分子链结构对材料相形态和机械性能的影响。
具体的研究内容和结果如下:1)研究AA-b-S-RAFT的结构对苯乙烯乳液聚合的影响,结果发现乳胶粒径和乳胶粒数受丙烯酸链段长度的影响较大而阻聚期则受苯乙烯链段的长度影响较大。
调节AA-b-S-RAFT的结构使其亲水亲油平衡值(HLB)为13-20时,聚合过程的可控性较好,聚合物分子量符合理论设计值,分子量分布较窄,且乳液稳定性好。
AA-b-S-RAFT的HLB值过低,则乳液稳定性变差且最终产物的PDI较高;AA-b-S-RAFT的HLB值过高,则大分子RAFT试剂受引发剂过硫酸钾(KPS)的氧化作用影响较大,聚合物分子量明显高于理论设计值且产物的PDI较高。
将引发剂KPS替换为偶氮二异氰基戊酸(V501),聚合物分子量与理论设计值相符很好但PDI较高(>1.4)。
在理论设计分子量一致的情况下,通过改变AA-b-S-RAFT的结构,乳胶粒径可在80 nm-172 nm间调控。