苯乙烯-丙烯腈悬浮共聚
苯乙烯丙烯腈共聚 催化剂
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。
悬浮聚合-4.4无机分散剂（P124-P146）
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。
丙烯腈 苯乙烯可控自由基共聚合和共聚物组成研究
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聚苯乙烯的生产技术
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。
苯乙烯及其聚合物
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
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。
苯乙烯-丙烯腈悬浮共聚
• 卸掉压力，未反应的单体经冷凝器却液化 后再经冷却器冷却，进入油水分离器，放 掉水，单体送精制车间精馏，以循环利用。
• 聚合物料经降温出料，物料中含有不溶于 水的MgCO3等杂质呈碱性，进入中和槽加 入98%的浓H2SO4，使PH=3～4，在搅拌下 进行如下反应：
• 可溶性的MgSO4被水洗涤，全部除尽后再 水洗至中性，洗涤好的物料经自动离心机 过滤至含水量低于2%，经气流干燥使含水 量低于0.2%，经称量包装入库。
• 将溶有阻聚剂TBC的单体（按比例加入）打入 聚合釜，开动搅拌，升温至92摄氏度，通氮至 0.15MPa，以防止高温下釜内物料剧烈翻滚。 • 继续加热到150摄氏度，釜内压力为0.6MPa， 搅拌2h（这时釜内SAN树脂颗粒已变硬）。 • 再升温至155摄氏度，釜内压力为0.7MPa～ 0.75MPa，维持2h。 • 降温至125摄氏度，维持0.5h，再升温至140摄 氏度，熟化4h，促使粒子内部残余单体进一步 转化为聚合物。
苯乙烯-丙烯腈悬浮共聚合的优点
• 苯乙烯-丙烯腈悬浮共聚合不使用引发剂,反 应速率快 • 采用无机化合物做悬浮剂,树脂易洗涤,分离; • 粘釜现象减少.
苯乙烯-丙烯腈悬浮共聚
1.苯乙烯和丙烯腈悬浮共聚合生产配方（配方中数据为质量分数）
高温悬浮聚合中，引发剂不需要加入 因为温度超过100摄氏度，该聚合物体系选用了由硫酸镁和碳酸钠在聚合釜中反应 生成碳酸镁作悬浮剂 加入少量的SM-Na钠盐SM-Na钠盐源自制备 反应式如下：。。
C
C
聚合工艺条件
• 聚合温度>140 C • 聚合时间 8h～24h
。
工艺流程
• 在聚合釜中加入预热至90摄氏度的软水及 质量分数为16%的Na2CO3水溶液，升温至78 摄氏度；再加入质量分数为16%的MgSO4水 溶液，搅拌30min后；加入SM-Na钠盐，升 温至于95摄氏度，停止搅拌。30min后，通 入热的水蒸汽，排走空气，然后封闭全部 出口。降温至75摄氏度，使之产生27kPa的 负压。
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SAN树脂的用途
(4) 工业制品包括各种电器、仪表盘 子、油清洗器、机械污垢检验表盖子、 铭牌、过滤器、滤斗、喷咀、烟咀及 烟具、笔杆、计算尺、打字机零件、 商用机器零件、电话部件、接线盒等。
小组：陈磊，尤晓俊，刘建 锋，张晓天，卢云龙，张静 ，陆成波，朱柳柳，石高强 ，周海山
实线是在不同转化率下共聚物的组成，虚 线是单体组成。可见，适当控制转化率就 可以得到均一的高腈台量的共聚物。
产物结构类型
凝聚态结构
非晶态结构 无规，无定形共聚物
聚合体系各组分及其重要作用
AS工程塑料(SAN树脂)是由苯乙烯和丙烯腈共聚反 应制得的，所以它兼有两种的组成的协同功能。丙 烯腈使聚合物耐化学腐蚀，具有一定的表面硬度； 苯乙烯使聚合物具有刚性和加工流动性，因此AS工 程塑料具有良好的尺寸稳定性、耐候性、耐热性、耐 油性、抗震动性和化学稳定性，在汽车、建筑、文具、 五金家电以及现代功能材料等领域具有广泛的应用。
合成机理 对于苯乙烯和丙烯腈的共聚而言,在进 行到聚合反应时，如果起始组成不在分共聚 点上，则混合物中未反应单体的组将继续偏 离恒分共聚点，结果生成的聚合物不均匀， 影响其透明性，机械强度等性能也不好。 因此，控制组成的均匀性对制备SAN 是非 常重要的。
苯乙烯丙烯腈不同配比聚合过程中转化率与结合苯乙烯的关系
聚合工艺过程
一种典型的悬浮聚合反应是在两台并联的有夹套的釜内进 行，每台釜的容积为30m3，配有透平搅拌器。操作程序为； 首先按聚合配方向釜内加悬浮液(包括水、分散剂等)、苯乙 烯和丙烯腈，然后开始通过向釜夹套通入蒸汽进行控制， 使混合料升温至95℃ ，与此同时将按规定配制好的偶氮双 环巳腈和叔十二碳硫醇的混舍物，以44kg/小时的速度在6 小时内用泵连续加入反应器。温度控制在95℃ ，恒温5小 时，然后以50℃ ／小时的速度升温至120℃ ，恒温2．5小 时。加入第二引发剂二丁基过氧化物，使反应单体的转化 率达99．3 %反应完成后，聚合物浆液含固体物约44 %， 最后通过冷却器降温至38℃，用泵打入贮槽。以下工序是 脱挥、分散剂处理、洗涤、脱水、干燥、挤压造粒、包装。
SAN树脂的用途 (1)家用电器方面包括空调机部件、 电扇叶片、电视机前板、收音机及 录音机底座、立体声播音机防尘罩、 洗衣机及干燥机仪表盘、洗衣机滤 水框等。
SAN树脂的用途
(2)汽车零件方面包括蓄电 池、尾灯罩、仪表盘、驾驶 盘、油过滤器、玻璃边框及 内装饰等。
SAN树脂的用途
(3)家用器具包括餐具、杯、盘、化妆盒、瓶、 厨房用具、牙刷及农刷柄、喷雾器、衣服挂勾、 钟表盘、乐器部件、玩具、照相机机身、暗盒、 冰箱蔬菜及水果盘子食品榨汁机和搅拌机零件、 磁带盒 磁带轴及刮脸刀架、盒等。
流程图
性能
丙烯腈-苯乙烯共聚物，名称AS或SAN,是由丙烯腈和苯乙烯通 过本体法、悬浮法或乳液法制得。透明或半透明的水白色颗粒。 相对密度1．06-1．08。折射率1．57。平衡吸水性0．66％。 热变形温度82-105℃。具有高光泽、高透明、高冲击、良好的 耐热性和机械性能。刚性大，具有较高的化学稳定性，耐水、 耐油、耐酸、耐碱、耐醇类。溶于酮类溶剂和某些芳烃、氯代 烃。耐候性中等，脆性较大。 拉伸强度 72-78MPa 冲击强度 2．1-2.5kJ/m2 洛氏硬度 R76-80 熔体指数 l. 4-3.3g/10min
合成机理
SAN 树脂的合成机理
AS生产方法是通过自烯为r1约0．4，丙烯腈为r2约 0．04，苯乙烯的聚合速率比丙烯腈快得多， 随着共聚反应的进行，苯乙烯单体消耗速率 快，比丙烯腈单体先消耗完。在聚合后期生 成的是丙烯腈均聚物，因此，共聚物组成与 单体投料比不同，共聚物组成随着共聚转化 率的提高不断变化，共聚物是不同组成聚合 物的混合物。