2024年4月17日发(作者:侨雁凡)
SBS的生产技术级评述
丁苯热塑性弹性体SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯多嵌段共聚物),兼有塑料和橡胶的
特性,被称为“第三代合成橡胶”。SBS可以和水、弱酸、碱接触。具有优良的拉仲强度、
表面摩擦系数大、低温性能好、电性能优良、加工性能好等特性。目前,SBS主要用于橡
胶制品、沥青改性、粘合剂、树脂改性等领域。
目前,sss的生产方法主要有采用单铿引发剂的三步加料法、两步混合加料法、偶联法
以及采用双铿引发剂的二步加料法等。
(1)三步加料法
以正丁基铿或仲丁基锉等单铿有机化合物为引发剂,在非极性溶剂中于惰性气体保护
下进行聚合反应。首先将原料及各组分进行精制,然后先向反应器中加人规定量1/2的苯
乙烯(质量),接着加人引发剂溶液,升温到50℃左右,维持0.5一1小时;第二步是待苯乙
烯完全转化后降温至35℃左右,加人丁二烯再升温至50一70℃并维持2小时左右。为使
丁二烯转化完全,可接着将温度升至70一80℃再维持20一30分钟;第三步是加人另一
半苯乙烯,在70一80℃下反应1小时。聚合结束后向聚合物溶液中加人含有稳定剂的环
己烷溶液,并加入分散剂(如硬脂酸钙)在90℃以上进行凝聚,再经挤压脱水、挤压干燥后
得产品,最后将产品包装人库。使用三步加料法虽然能制得质量较好的SBS产品,但生产
工艺步骤较多,特别是第三步容易将微量有害杂质带人聚合体系,从而生成少量双嵌段SB
共聚物而影响产品的物理机械性能。
(2)两步混合加料法
两步混合加料法与三步加料法相比只省去了第三步,只是在第二步加人丁二烯的同时
把另一半苯乙烯也加人到聚合釜中。采用两步混合加料法的原理是基于聚苯乙烯基锉活性
链端引发丁二烯聚合的能力高于引发苯乙烯聚合的能力,两者的竞聚率与链增长速率常数
相差较大,在第二步反应时丁二烯首先聚合,在丁二烯基本转化完全之后苯乙烯才开始聚
合。两步混合加料法的主要优点是减少了单体加料次数,因而可以减少杂质进人聚合系统
的机会,减少二嵌段共聚物生成的机会。但在丁二烯和苯乙烯同时存在时,特别是在丁二
烯聚合后期,由于苯乙烯相对浓度较大,有时可能会生成少量苯乙烯与丁二烯的无规链段
而影响产品的物理机械性能。
(3)偶联法
偶联法是先用单铿引发剂制成双嵌段SBLi ,再加人偶联剂制成线型三嵌段SBS或星型
多臂SBS。偶联法是合成SBS的有效方法,与上述其它方法相比,偶联法的突出特点是加
料次数比三步法少,杂质进人的机会少,所制得聚合物的链段微观结构比两步混合加料法
更为理想。与双锉引发剂二步法相比,偶联法的引发剂制备比较简单,不需要极性溶制。
此外,还适用于单体A的活性链能引发单体B,而单体B的活性链不能引发单体A的聚合
体系。偶联法的工艺过程和生产控制与上述方法基本相似。制备线型SBS常用的偶联剂为
双官能团化合物,如二氯乙烷、二滨乙烷以及二碘甲烷等。制备星型SBS常用的偶联剂为
多官能团化合物,如三氯硅烷和四氯硅烷等。
(4)二步加料法
采用二步加料法合成线型SBS时,一般采用双锉引发剂。由于双锉引发剂在烃类溶剂
中的溶解度很小,需要加人部分极性溶剂,而极性溶剂对聚合物中聚丁二烯部分的微观结
构有一定影响。所用溶剂的性质与种类不同可制得链段微观结构(主要是聚丁二烯部分的乙
2024年4月17日发(作者:侨雁凡)
SBS的生产技术级评述
丁苯热塑性弹性体SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯多嵌段共聚物),兼有塑料和橡胶的
特性,被称为“第三代合成橡胶”。SBS可以和水、弱酸、碱接触。具有优良的拉仲强度、
表面摩擦系数大、低温性能好、电性能优良、加工性能好等特性。目前,SBS主要用于橡
胶制品、沥青改性、粘合剂、树脂改性等领域。
目前,sss的生产方法主要有采用单铿引发剂的三步加料法、两步混合加料法、偶联法
以及采用双铿引发剂的二步加料法等。
(1)三步加料法
以正丁基铿或仲丁基锉等单铿有机化合物为引发剂,在非极性溶剂中于惰性气体保护
下进行聚合反应。首先将原料及各组分进行精制,然后先向反应器中加人规定量1/2的苯
乙烯(质量),接着加人引发剂溶液,升温到50℃左右,维持0.5一1小时;第二步是待苯乙
烯完全转化后降温至35℃左右,加人丁二烯再升温至50一70℃并维持2小时左右。为使
丁二烯转化完全,可接着将温度升至70一80℃再维持20一30分钟;第三步是加人另一
半苯乙烯,在70一80℃下反应1小时。聚合结束后向聚合物溶液中加人含有稳定剂的环
己烷溶液,并加入分散剂(如硬脂酸钙)在90℃以上进行凝聚,再经挤压脱水、挤压干燥后
得产品,最后将产品包装人库。使用三步加料法虽然能制得质量较好的SBS产品,但生产
工艺步骤较多,特别是第三步容易将微量有害杂质带人聚合体系,从而生成少量双嵌段SB
共聚物而影响产品的物理机械性能。
(2)两步混合加料法
两步混合加料法与三步加料法相比只省去了第三步,只是在第二步加人丁二烯的同时
把另一半苯乙烯也加人到聚合釜中。采用两步混合加料法的原理是基于聚苯乙烯基锉活性
链端引发丁二烯聚合的能力高于引发苯乙烯聚合的能力,两者的竞聚率与链增长速率常数
相差较大,在第二步反应时丁二烯首先聚合,在丁二烯基本转化完全之后苯乙烯才开始聚
合。两步混合加料法的主要优点是减少了单体加料次数,因而可以减少杂质进人聚合系统
的机会,减少二嵌段共聚物生成的机会。但在丁二烯和苯乙烯同时存在时,特别是在丁二
烯聚合后期,由于苯乙烯相对浓度较大,有时可能会生成少量苯乙烯与丁二烯的无规链段
而影响产品的物理机械性能。
(3)偶联法
偶联法是先用单铿引发剂制成双嵌段SBLi ,再加人偶联剂制成线型三嵌段SBS或星型
多臂SBS。偶联法是合成SBS的有效方法,与上述其它方法相比,偶联法的突出特点是加
料次数比三步法少,杂质进人的机会少,所制得聚合物的链段微观结构比两步混合加料法
更为理想。与双锉引发剂二步法相比,偶联法的引发剂制备比较简单,不需要极性溶制。
此外,还适用于单体A的活性链能引发单体B,而单体B的活性链不能引发单体A的聚合
体系。偶联法的工艺过程和生产控制与上述方法基本相似。制备线型SBS常用的偶联剂为
双官能团化合物,如二氯乙烷、二滨乙烷以及二碘甲烷等。制备星型SBS常用的偶联剂为
多官能团化合物,如三氯硅烷和四氯硅烷等。
(4)二步加料法
采用二步加料法合成线型SBS时,一般采用双锉引发剂。由于双锉引发剂在烃类溶剂
中的溶解度很小,需要加人部分极性溶剂,而极性溶剂对聚合物中聚丁二烯部分的微观结
构有一定影响。所用溶剂的性质与种类不同可制得链段微观结构(主要是聚丁二烯部分的乙