ABS树脂本体聚合工艺粘度的影响因素分析_张微.pdf

2013年 第4期 摘要 以聚丁二烯橡胶 苯乙烯 丙烯腈为原料 过氧化苯甲酰为引发剂 乙苯为溶剂 进行ABS本 体聚合反应 考察了橡胶用量 引发剂用量 溶剂用量和搅拌速度对ABS树脂本体聚合过程中体系 粘度的影响 结果表明 增加橡胶用量和引发剂用量可使体系粘度增大 提高搅拌速率 增加溶剂 的用量有助于体系粘度的降低 关键词 ABS树脂 本体聚合 粘度 影响因素 中图分类号 TQ325 2文献标识码 B文章编号 1671 4962 2013 04 0027 02 ABS树脂本体聚合工艺粘度的影响因素分析 张微 1 刘龙庆2 李 伟 3 1 大庆石化公司化工三厂 黑龙江 大庆 163714 2 大庆石化公司计划处 黑龙江 大庆 163714 3 大庆石化公司生产运行处 黑龙江 大庆 163714 ABS树脂的生产工艺有很多种 目前工业生产 中主要采用乳液接枝 本体SAN掺混法 连续本 体法等 乳液接枝 本体SAN掺混技术是生产 ABS树脂较为成熟的技术 在世界ABS树脂生产 中约有70 采用该技术 随着新技术的不断开发 和人们环保意识的增强 连续本体聚合工艺成为 当前备受瞩目 具有巨大开发潜力的生产工艺 特别是近几年国内新建的生产装置都采用连续本 体法ABS生产工艺 1 该工艺优点是 工艺流程 短 可与高抗冲聚苯乙烯 HIPS 通用级聚苯乙烯 GPPS 苯乙烯 丙烯腈 SAN 切换生产 不需要采 用乳化剂 凝聚剂等助剂 产品比乳液法纯净 反 应仅在单体及少量溶剂中进行 极大地简化了后 处理 可降低生产成本 只有极少量废水 可不设 废水处理设施 该工艺的开发使改善ABS生产的 技术经济指标和净化生态环境成为可能 本体聚合ABS生产过程中不加或加入少量的 溶剂 反应体系粘度较高 对反应器的搅拌系统和 聚合物熔体输送等有特殊的要求 2 降低反应体 系的粘度有助于降低反应器的传热系统 搅拌系 统及聚合物熔体输送系统的能耗 从而降低生产 成本 1 实验部分 1 1 原料及试剂 苯乙烯 丙烯腈 乙苯 中国石油大庆石化分 公司 聚丁二烯橡胶 日本旭化成公司 过氧化苯 甲酰 天津市福晨化学试剂厂生产 1 2 仪器及设备 夹套式搅拌不锈钢釜 北京先达力石化公司 旋转粘度计 NDJ 7型 上海天平仪器厂 真空干燥 箱 DZF 6050型 上海一恒科技有限公司 1 3 实验方法 将橡胶切碎后投入装有苯乙烯 丙烯腈和乙 苯的反应釜中 氮气保护下强力搅拌直至橡胶完 全溶解 调节反应釜内温度 压力和搅拌速率 当 釜内温度升至设定温度 加入引发剂引发聚合 计 时取样分析聚合转化率和体系粘度 3 1 4 分析与测试 采用差重法测定单体的转化率 用NDJ 7型 旋转粘度计测定体系的粘度 2 结果与讨论 2 1 橡胶用量对体系粘度的影响 在单体用量 溶剂用量 引发剂用量 反应温 度 搅拌速度相同的条件下 改变橡胶用量 考察 了胶液粘度与单体转化率的关系 见图1 0 10 Pa s 102030 20 30 40 50 PB 5 PB 7 5 PB 12 图1 橡胶用量对体系粘度的影响 由图1可见 当橡胶用量为7 5 时 转化率 14 时 体系粘度随转化率的增加逐渐增大 当转 化率达到14 时 体系粘度突然下降 当转化率 高于16 以后体系粘度又迅速增大 这是因为加 入引发剂以前 反应体系中只有单一的橡胶溶液 炼 油 与 化 工 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY27 炼 油 与 化 工 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第24卷 连续相 通过引发聚合 苯乙烯和丙烯腈一部分 接枝到橡胶上生成接枝 SAN 一部分生成游离 SAN 体系粘度逐渐增加 当反应达到某一点时 单一的连续相的橡胶溶液已无法容纳不断生成的 游离SAN SAN相开始形成 反应体系成为两相 体系 随着聚合反应的进行 生成的游离SAN越 来越多 橡胶相开始形成粒子分散到不断增长的 游离SAN中 体系粘度突然下降 这一过程通常称 为相转变 相转变后 随着单体转化率的增大 体 系粘度进一步提高 在单体转化率相同的条件 下 随着基础胶用量的增加 体系粘度明显增大 4 因此 在可以满足ABS制品应用性能的前提 下 基础胶的用量不宜过高 以便于有效地控制整 个聚合反应 保证较高的传质传热效率 2 2 引发剂用量对体系粘度的影响 当橡胶浓度 单体用量 搅拌速度相同的条件 下 考察了不同引发剂用量对反应体系粘度的影 响规律 见图2 0102030 5 10 15 Pa s BPO 0 1 BPO 0 5 BPO 0 8 图2 引发剂用量对体系粘度的影响 从图2可以看出 随着BPO用量的增加 同一 单体转化率下体系的表观粘度逐渐增大 这主要 是由于随着引发剂用量的增加 反应迅速且剧烈 生成的SAN连续相的粘度增长迅速 体系粘度呈 现上升趋势 过高的粘度对于设备要求较高 易 使系统压力过高 2 3 搅拌速率对体系粘度的影响 本体聚合反应中的连续搅拌作用非常重要 在很大程度上决定着树脂基体中橡胶粒径的大 小 结构与粒径分布乃至产品的性能 5 该实验在 其它反应条件相同的前提下 考察了不同搅拌速 率对相转变过程的影响规律 见图3 由图3可知 不同搅拌速率下 体系粘度变化 基本相近 相同转化率时搅拌速度增大 体系粘度 稍有降低 010203040 5 10 15 20 Pa s 200r min 285r min 375r min 图3 搅拌速度对体系粘度的影响 2 4 溶剂用量对体系粘度的影响 在连续本体法生产ABS的聚合过程中 为防 止反应体系暴聚和粘釜 更好 有效地传质传热 溶剂的加入是必不可少的 6 该实验在其它条件 相同的情况下 考察了不同乙苯用量对反应体系 粘度的影响 见图4 0102030 2 Pa s 4 6 8 10 12 14 20 15 10 图4 溶剂用量对体系粘度的影响 从图4可以看出 乙苯用量的增加可有效降低 体系的粘度 但乙苯用量的增大既增加了生产的 能耗和物耗 又可能降低产品的性能 因此乙苯的 用量不可无限度的增大 3 结论 在ABS本体聚合过程中 橡胶用量 引发剂用 量 搅拌速率及溶剂用量对本体聚合反应过程中 体系的粘度均有不同程度的影响 随着橡胶用量 和引发剂用量的增加可使体系粘度增大 在一定 范围内提高搅拌速率 增加溶剂的用量有助于体 系粘度的降低 参考文献 1 黄立本 张立基 赵旭涛 ABS树脂及其应用 M 北京 化学工业 出版社 2001 1 2 2 关颖 ABS树脂技术发展趋势 J 化工新型材料 2010 38 1 23 25 3 陆书来 罗丽宏 何琳 等 ABS树脂的技术概况和发展趋势 J 化 工科技 2003 11 5 55 59 4 薛祖源 ABS树脂生产技术及对我国ABS树脂发展的建议 J 化 工设计 1999 9 2 9 10 5 李克汉 张传贤 国内ABS树脂发展概况 J 塑料工业 28 2013年 第4期 摘要 文中采用德国BERTHOLD公司的LB367TC型放射性密度计对聚丙烯装置中环管反应器中的 混合反应物料进行了密度的无损 在线 连续 实时检测 并将检测的结果传递到DCS系统中实时监 视和控制 结果表明 该密度计测量稳定 精度高 故障率低 关键词 放射性 密度计 聚丙烯 应用 中图分类号 TH715 2文献标识码 B文章编号 1671 4962 2013 04 0029 02 放射性密度计在聚丙烯装置中的应用 邬洪宇 1 徐永明2 杜志强1 佟向辉1 1 大庆石化公司化工三厂 黑龙江 大庆 163714 2 大庆石化公司化工一厂 黑龙江 大庆 163714 放射性仪表是利用放射线穿透被测物质后强 度变化的原理来进行测量的 由于测量不需要接 触介质 且稳定性好 被广泛应用在炼油 化工 造 纸等工业生产中 放射性密度计以其独有的特性 和可靠性在化工装置中普遍采用 1 1 测量原理 放射性密度计的测量是基于 射线吸收原 理 放射性同位素Co60或Cs137衰变时产生 射 线 射线穿透物质时 由于光电效应 康普顿效应 和电子对的生成 射线将被物质的原子散射和吸 收 造成 射线衰减 2 实践证明 射线的强度按指 数规律减弱 见 1 式 I I0e m d 1 式中I 衰减后的辐射强度 I0 入射的辐射强度 e 自然对数的底 m 物质质量吸收系数 物 质密度 d 被穿透物质的厚度 由式 1 可得 1 d m ln I0 I 2 利用 2 式 若被穿透物质的厚度d固定时 便 可测出被测物质的密度 采用核辐射检测器 闪 烁计数器或离子室 检测穿透物质后的剩余 射 线 将其转换为电量的变化 并通过电子电路的处 理 就可测出被测介质的密度 3 2 密度计的结构 LB367TC 型放射性密度计的组成包括放射源 Cs137 检测器 闪烁计数器 热电阻 温度补偿 LB367TC 测量仪表 结构见图1 ComputeCode MeosureEnter a b e g f c d Pt 100 or 0 4 20mA 10 1 3246 Current output 0 4 20 mA Locked Threcholde max min Mains Probefail 1 放射源 2 带活动窗口的铅屏蔽 3 检测器 4 LB367TC 5 安装架 6 连接电缆 7 测温热电阻 图1 LB367TC型放射性密度计系统结构 2 1 放射源 该密度计的放射源选用Cs137点源 出厂时辐 射强度为12 950 MBq 装在型号LB7440带有可锁 活动窗口的铅屏蔽保护罐内 作用是产生 射线 点源是加入Cs137的玻璃实心球体 直径3 mm 用 双层不锈钢封装 4 Cs137的半衰期为30 a 2 2 检测器 检测器为SZ5 D1 40 35型闪烁计数器 采用 晶体和光电倍增管 监测穿透被测物质的剩余辐 射能量并转换为电信号 闪烁计数器电路中增加 了光电倍增管工作高压自适应控制电路 可以使 1998 26 5 1 4 6 许长军 本体聚合ABS树脂技术进展 J 合成树脂及塑料 2006 23 1 74 77 收稿日期 2013 07 09 作者简介 张微 女 工程师 硕士学位 2005年毕业于东北石油大学 现从事树脂合成工艺技术的研究工作 炼 油 与 化 工 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY29 炼 油 与 化 工 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第24卷 Results showd that by using the melting method for production of catalyst containing rare earth and activating at 159 normal activity reached 11 6 and met the requirements of the plant it showed a good low temperature activity and single tower production can reach 50 kt a and this created good economic benefits for the enterprise Keyword ammonia synthesis catalyst industrial application Optimization and evaluation of scale inhibitor in Yulin Oil Field 2013 24 4 24 26 Zhu Jingguang Yao Hongtian Daqing Yulin Oil Field Development Co Ltd Daqing 163000 China Abstract Scale inhibitor was re optimized in view of the scale inhibitor composition water body characteristic and silica scale forming mechanism Static scale inhibition experimentation was used to conduct compounding research on 5 kinds of scale inhibitors used in oil field and the 20 mg L FY 02 and 20 mg L DQ2001 compounding system optimized When laboratory experiment was made at the temperature of 70 and heating up period of 10 h the content of silicon dioxide is 0 086 62 mg the coupon test showed the 4 6 decrease in silica scale which indicated that this system obtained good result Keywords silica scale silicon dioxide scale inhibitor compounding Analysis on influencing factors for viscosity in bulk polymerization process of ABS resin 2013 24 4 27 28 Zhang Wei1 Liu Longqing2 Li Wei3 1 No 3 Chemical Plant of Daqing Petrochemical company Daqing 163714 China 2 Planning Department of Daqing Petrochemical Company Daqing 163714 China 3 Production Operstion Department of Daqing Petrochemical Company Daqing 163714 China Abstract ABS bulk polymerization is carried out with polybutadiene rubber styrene and acylonitrile as raw materials benzoyl peroxide as initiator and ethyl benzene as solvent The influences of rubber usage initiator dosage solvent usage and agitating speed on the system viscosity during bulk polymerization process of ABS resin were investigated The resulted showed that increase of rubber usage and initiator dosage can make the system viscosity increase and increase of agitating speed and solvent usage will help the system viscosity decrease Keywords ABS resin bulk polymerization viscosity influencing factor Application of radioactive densimeter in PP plant 2013 24 4 29 30 Wu Hongyu1 Xu Yongming2 Du Zhiqiang1 Tong Xianghui1 1 No 3 Chemical Plant of Daqing Petrochemical Company Daqing 163714 China 2 No 1 Chemical Plant of Daqing Petrochemical Company Daqing 163714 Abstract The nondestructive inline continuous and real time detection is made to the mixed reaction materials in the loop reactor in PP Plant using LB367TC radioactive densimeter of Berthold Company of Germany and the detecting results are transferred to DCS system for real time monitoring and control The result showed that this densimer has stable measurement high accuracy and low failure rate Keywords radioactive densimeter PP application Technical Modification of R type reverse circulating canned pump 2013 24 4 31 32 He Kun1 Wang Haifeng2 Liu Zhonghui3 1 Project C