嵌段共聚物节能、环保的聚合反应挤出技术
发布人: 发布时间: 2012-10-10 作者: 访问次数: 227

 

项目简介:
       苯乙烯与二烯烃嵌段共聚物包括苯乙烯类热塑性弹性体(SBS, SIS,),溶聚丁苯橡胶, 星型SSBR, 星型SIBR等具有优良特性,加工过程简单,是用途广泛的橡胶材料,以及透明高抗冲聚苯乙烯K树脂。目前,前者在全世界已形成了数百万吨的生产能力和消费量,广泛的应用于轮胎橡胶,改型沥青,热溶胶,压敏胶,制鞋,聚合物改性等领域;后者K树脂由于将橡胶嵌段的球粒直径控制在纳米数量级,因而同时具有优良的透明性、抗冲击性、抗弯折疲劳和加工性能,因此在医用包装材料,医用器械材料,办公用品、家用电器、汽车、化工、仪表等领域都具有极广的应用,这是通用高分子材料所无法替代的,但是目前我国K树脂尚未成功工业化,因此K树脂是中国石化行业在21世纪急需工业化的重要材料。
       华东理工大学反应挤出研究室采用代表材料科学发展前沿的聚合反应挤出技术,该技术以挤出机为反应器,充分利用螺杆挤出机对高粘度介质也具备有效传热、传质的特点,将单体聚合与高聚物加工两个过程合二为一,实现无溶剂本体聚合,直接在挤出机中几十秒钟内由单体聚合成超高分子量聚苯乙烯、苯乙烯类热塑性弹性体、K树脂等。
       本课题在2003年得到国家自然科学基金重大项目的资助,项目得到了长足的发展。通过混合单体进料方法,得到的聚合物经NMR,IR,DMA,GPC,TEM,SEM,AFM测定及理论分析发现其为(SB)n多嵌段的共聚物。B橡胶嵌段的分散相尺度在自然状态下呈纳米级球状分布。有高达220%以上的超高断裂延伸率。在液氮中冲断面呈现出典型的韧性断裂形貌。该技术成熟度已达到可中试阶段。如采用分段加料的方式,由单体一步本体聚合得到当今世界上必须用耗能、污染的溶液聚合法方可得到的SBS、SIS等嵌段聚合物,其技术成熟度同样已达到可中试的阶段。该技术已申请了3项国家发明专利,具有完全独立的知识产权。
       2004年12月,巴陵石化公司主动进行技术合作洽谈,就聚合K树脂,苯乙烯/二烯烃热塑性弹性体,SSBR丁苯橡胶等项目进行工业化前期研究工作,期望能实现该技术的工业化。
(一)主要工作:
       (1)进行高透明高抗冲聚苯乙烯(K树脂)聚合反应挤出技术的工业化前期研究,合成分子量在8~15万,各项性能指标与国外进口K树脂相媲美的材料,生产成本比K树脂传统溶液聚合方法降低1500~2000元/吨;
       (2)进行苯乙烯类热塑性弹性体聚合反应挤出技术的工业化前期研究,合成分子量在11~16万,各项性能指标达到目前溶液聚合方法合成的同类产品相同的性能要求,同时,将生产成本降低1500~2000元/吨;
       (3)进行丁苯橡胶聚合反应挤出的工业化前期研究,合成分子量在20~30万,各项性能指标达到目前对丁苯橡胶产品的指标要求,同时,将生产成本降低1500~2000元/吨;
       (4)“十一五”规划完成后,首先建成年产1万吨的聚合反应挤出生产线,有待进一步扩大。         
(二)预期效益:
       (1)经济效益:1万吨高透明高抗冲聚苯乙烯(K树脂)或苯乙烯类热塑性弹性体,产值可达1.5亿元人民币,利润则可达5000万元人民币;

       (2)社会效益:国内外首创苯乙烯类嵌段共聚物本体聚合反应挤出技术,具有自主知识产权。不仅可以超越国内外当今高能耗、易污染的溶液聚合法生产工艺,而且有望解决我国K树脂难以国产化的困难,并获得更高的效益。