高光泽高抗冲聚苯乙烯的结构与性能.pdf

结构与性能
合成树脂及塑料,2013,30(1):72
CHNA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
高光泽高抗冲聚苯乙烯的结构与性能
金丽晓,张璐,杨喜棠2
中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公同研究院,新疆维吾尔自治区克拉玛依市833600;
2.中国石油天然气股份有限公同西南化「销售公同,四川省成都市610015)
摘要:利用激光粒径分析仪、动态力学分析仪和气相色谱一液相质谱联用仪等分析了高光泽高抗冲聚苯乙
烯(HPS)和普通HPS的结构和性能。结果表明;两个高光泽HIPS( HIPS A和 HIPS B)试样在力学性能上的表现各
有侧重。高光泽HIPS的溶胀指数与普通HIPS( HIPS C)相近,为11.0左右,表明三个试样的交联程度相近。相对于高
顺式聚丁二烯橡胶改性的HIPS,高光泽HIPS中苯乙烯与橡胶的接枝点数量多,光泽度提高了约三倍,橡胶相平均粒
径为1.0um左右且分布较窄,凝胶质量分数大于2.0%,低相对分子质量组分的质量分数为2.1%~2.9%,但硬脂酸
锌添加量大。HPSA, HIPS B, HIPS C中的增塑剂含量逐渐增加
关键词:聚萃乙烯高光泽高抗冲击聚丁二烯橡胶丁苯橡胶
中图分类号:TQ325.2文献标识码:B文章编号:1002-1396(2013)01-0072-04
聚苤乙烯(PS)具有优异的电绝缘性、着色1.2主要仪器与设备
性、加工流动性,良好的耐水、光、化学药品腐蚀
446型万能材料试验机,美国 Instron公司生
性,较好的刚性和一定的力学性能,'泛应用于仪产;6840.00型熔体流动速率仪、6957型冲击强度
器包装、建筑、医药、汽车、家电等行业,是五大仪、6911.000型负荷变形温度测试仪,均为意大
通用塑料之一。国内较具规模的PS生产企业有十利 Ceast公司生产;DSC822型差示扫描量热仪,瑞
几家,然而国内企业(不包括外资、合资、台资企士 Mettler-" Toledo公司生产;NGL-20/60型光泽度
业)无论在产品性能还是装置规模上均与世界先仪,英国 Rhopoint2公司生产;DMA242C型动态热
进水平有较大差距,严重影响我国PS产品的市场力学分析仪,德国耐驰仪器制造有限公司生产;
竞争能力,在PS需求最大的电子、电器行业,进口LS13320型激光粒径分析仪,美国贝克曼公司生
产品占绝对优势,国产PS只能用于低档产品。高产;5975B/6890N型气相色谱一液相质谱联用仪,
光泽高抗冲聚苯乙烯(HIPS)产品主要用于生.
美国安捷伦科技有限公同生
空调室内机及一些小家电。迫于丙烯腈-一丁二烯-1.3测试与表征
苯乙烯共聚物价格压力以及对空调能效等级的
凝胶含量、溶胀指数分析:用甲芣将定量的
要求,国内几大空调生产企业对产品进行了更新HIPS产品溶解后离心分离,下部沉淀物干燥称重。
换代,新的机型几乎都改用高光泽HIPS作原料,凝胶含量=干燥后凝胶质量/聚合物质量x100%
因此,高光泽HIPS的市场用量很大。本工作对溶胀指数=(干燥前凝胶质量-干燥后凝胶质量)/
比分析了普通HIPS( HIPSC)和两个高光泽HIPS干燥后凝胶质量。
( HIIPS A和 HIPS B)产品的结构和性能
粒径分析:将各试样放于丙与丁閘体积比
为1:1的溶剂中,在振荡器上混合3h
1实验部分
1.1主要原料
收稿日期:2012-07
HIIPS A,美国陶氏化学公司生产; HIPS B,台
修回日期:2012-10-26
湾奇美实业股份有限公司生产; HIPS C,中国石
作者简介:金丽晓,1969年生,高级工
油天然气股份有限公司独山子石化分公司生产;
程师.1991年毕业于新疆工学院有机化
工专业,现从事树脂新牌号开发及应
甲苯,分析纯,天津富宇精细化工厂生产;乙醇、丙
用研究。联系电话:(0992)3866452;
酮、J酮,均为分析纯,西安化学试剂厂生产。
E-mail:yjy_jlx@petrochina.com.cn
第1期
金丽晓等.高光泽高抗冲聚苯乙烯的结构与性能
低相对分子质量组分含量分析:用三氯甲烷泽HIPS在力学性能上的表现各有侧重。
溶解各试样,再用乙醇沉淀,沉淀物过滤后干燥称
表1HIPS的常规性能
重,质量损失即为低相对分子质量组分含量。
Tab 1 General performances of HIPS
动态热力学分析(DMA):频率为10Hz,温
项自
HIPS A HPSB HIPS C
度为-100~100℃,升温速率为3℃/min,最大动
MFR/ g·(10min)"]
4.0
态负荷为6N,最大振幅为10um,试样的形变模式悬壁梁缺口冲击
为弯曲形变。
强度/(kJ?m
23℃14.0
10.0
差示扫描量热法(DSC)分析:N2气氛,升降
20℃8.5
5.2
温速率均为20℃/min。
拉伸屈服应力AMPa
21.7
29.0
19.4
高温裂解气相色谱一液相质谱(PGC-MS)联
拉伸断裂标称应变,%
46
用分析:裂解温度600℃,维持时间0s;气相色谱
弯曲模量MPa
18101980
1980
进样口温度320℃,分流体积比为1:50,初始温光泽度,%
60°40.248.312.7
度40℃,升温速率20℃/min,最终温度320℃,维
70.0
87.0
18.
持时间14min;液相质谱扫描范围50~550amu,
扫描速率70amw/s,流量1mL/hmin
注:MFR测试负荷为5.0kg,温度200℃。
拉伸性能按GB/T1040-2006测试;悬臂梁冲2.2结构分析
击强度按GB/T1843~2008测试;熔体流动速率2.2.1高温裂解PGC-MS分析
(MFR)按CB/T3682-2000测试;弯曲模量按CB/
从图1可以看出:各试样的裂解谱图相似,
T9341-2008测试;维卡软化温度按GB"1633-均在相同位置出现片段峰,只是峰的大小存在
2000测试;负荷变形温度按GB/T1634.2-2004测一些差异。a-甲基苯乙烯是苯乙烯与橡胶发生
试;光泽度按GRH8807~1988测试
接枝反应,经高温裂解断链形成。高光泽HIPS
的a-甲基苯乙烯峰(峰g)明显比普通HIPS高
2结果及讨论
表明高光泽HIPS中苯乙烯与橡胶接枝点多;
2.1常规性能分析
个试样的苯乙烯二聚体(峰簇h)、三聚体(峰
从表1可看出: HIPS A和 HIPS BI的光泽度簇)在含量上也不同,这与聚合条件(如有无
(60°)相近,与HPSC相比均提高近三倍,而高光引发剂、反应温度)有关。
时间/min
时间/min
时问/min
A IPS A
b RIIPS B
c HIPSC
图1HPS的PCGC-MS谱图割
Tig. 1 PGC-MS spectra of HIPS
2.2.2橡胶相和PS相的玻璃化转变温度(2
玻璃化转变,使得用其改性的HIPS有两个,分别