[发明专利]透明的苯乙烯-二烯烃星形共聚物及其连续制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透明的苯乙烯-二烯烃星形共聚物及其连续制备 方法。

背景技术

苯乙烯系树脂是五大通用型合成树脂之一，一般按产量仅次于 PE、PVC和PP而居第四位。聚苯乙烯(PS)，1925年德国I.G.Farben 工业公司开始从事苯乙烯的工业生产开发工作，1930年实现工业化 生产。1958年中国开始筹备生产装置，开创了中国聚苯乙烯树脂的 工业生产。苯乙烯系树脂发展初期，只生产通用聚苯乙烯。其质硬而 脆、机械强度不高、耐热性较差，且易燃。为此人们做了大量的改进 工作，形成了以高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、可发性聚苯乙烯(EPS)、苯 乙烯-丁二烯共聚物(K-Resin)等为代表的庞大的苯乙烯系树脂体系。

1952年Amos等开发出一种新的生产韧性聚苯乙烯系树脂的工 艺，其基本原理是在聚合过程中搅拌，从而使橡胶成为分散粒子而不 是连续相，这样生产的韧性聚苯乙烯就是所谓的高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)，HIPS除具有通用聚苯乙烯的刚性、加工性能和着色性等优 点，橡胶的引入使其冲击强度大幅度上升，但拉伸强度、硬度、光泽 等性能指标下降，同时还丧失了一定的透明性。由于HIPS均采用自由 基聚合方式进行生产，成品中总存在少量苯乙烯单体，苯乙烯单体有 毒，因此它的应用范围便受到一定的限制。

K-Resin是由Phillips石油研究与开发实验室的化学家Alonzo Kitchen发明的，第一个树脂的中试装置建于1967年，1972年10月在 Texas的Borger SBC工厂开始商品生产，到目前为止世界的年生产能 力可能超过了50万吨。K-Resin又被称作丁苯透明抗冲树脂，它是丁 二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其主要特性是高透明性、高抗冲击性和无 毒性，它是通用聚苯乙烯的改性产品，不仅保持了通用聚苯乙烯优异 的透明性和良好的加工性，而且克服了通用聚苯乙烯的脆性和耐环境 应力开裂性差等致命弱点。与其他一些抗冲击的透明材料：聚碳酸酯、 乙酸纤维素、有机玻璃或改性有机玻璃相比，虽然丁苯透明抗冲树脂 的冲击强度不如它们，但在成本、加工性能上却具很大优势。因此， 它广泛地用于食品包装、医疗用品、儿童玩具、办公用品等领域。 K-Resin中丁二烯的重量百分含量一般为20-35％，虽然它克服了通用 聚苯乙烯的脆性和耐环境应力开裂性等缺点，但与通用聚苯乙烯相比 其刚性损失较大，在有些领域的应用并不理想，因此在需要长期刚性 的应用领域，K-Resin并不能完全取代通用聚苯乙烯。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种透明的苯乙烯-二烯烃星形共聚物 及其连续制备方法，本发明的单体转化率很高，＞99.999％，生产成本 低，易于被市场接受，连续法生产工艺，具有反应时间短，产量大， 运行成本低，维护简单，生产过程中未转化的单体和溶剂无泄露，可 以回收利用，安全环保，应用范围广的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种透明的苯乙烯-二烯烃星形共聚物，其特征在于该共聚物具 有如下结构：(PS-PB-PB/PS-PS)_n-R或(PS-PB-PB/PS)_n-R。其中，PS 为聚苯乙烯嵌段、PB为聚二烯烃嵌段、PB/PS为苯乙烯-二烯烃无规 共聚物嵌段，R为星形结构的“核”。苯乙烯-二烯烃星形共聚物的平 均分子量为8×10⁴-8×10⁶，有3-10条“臂”，即n＝3-10。苯乙烯- 二烯烃星形共聚物中二烯烃的重量百分含量为0.1-19.9％，苯乙烯与 二烯烃的重量比为99.9∶0.1-80.1∶19.9，其雾度小于3％，透明度大 于85％。

所述的二烯烃为1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二稀中的一种或 两种。

所述的聚合物PB嵌段的相畴尺寸为100-400nm，相畴尺寸是制 聚二烯烃嵌段所形成相结构的尺寸，在电子显微镜或原子力显微镜的 照片中可以观察的到，其尺寸也可以明确的进行测量，它的尺寸直接 影响到聚合物的透明性。