MBS树脂的合成及其对PVC制品的改性研究

　　[作者简介]朱举洪(1967)，男，湖北荆门人，湖北中天星火化工有限公司副总经理。

　　树脂的合成及其对制品的改性研究朱举洪(湖北中天星火化工有限公司，湖北荆门448000)[摘要]本文简述了MBS的合成工艺以及丁苯胶乳中丁二烯含量的不同和橡胶粒径的变化对PVC MBS共混物抗冲性和透明性的影响。

　　0前言MBS是甲基丙烯酸甲酯(M)丁二烯(B)苯乙烯(S)通过乳液接枝聚合的三元共聚物，它在结构上具有典型的核壳结构特征。由于其溶度参数(19 .2～19 .4J)相近，故与PVC的热力学相容性好，通过苯乙烯(S)和甲基丙酸甲酯(M)接枝形成的壳层在PVC和橡胶粒子间起界面粘接剂的作用，从而在加工混炼过程中，外壳与PVC形成均相，橡胶相则以粒子状态分布于PVC连续相中，呈现海岛结构。这种特殊的结构赋予制品优异的抗冲击性能另外其折光指数(N 538)相近，添加到PVC中不会影响它的透明性。据介绍，当PVC中添加5 ～10 的MBS树脂时，可使其抗冲击强度提高4～15倍同时还可改善制品的耐寒性和加工流动性。因此，MBS成为硬质PVC透明制品不可缺少的抗冲改性剂，倍受人们的重视。

　　1 MBS的合成及技术要点MBS的合成方法为核???壳型乳液聚合法，大致可分为二步。

　　1 .1乳液聚合法合成丁苯胶乳鉴于MBS的核壳结构，必须首先合成其橡胶相的核芯???丁苯胶乳，这是国内生产厂家普遍使用的方法。(国外有以聚丁二烯作核芯的，国内厂家未见使用此法)其工艺过程为：将丁二烯、苯乙烯、水，引发剂、乳化剂及其它助剂按一定比例和顺序加入到聚合釜中，在一定温度下进行乳液聚合。在乳液聚合过程中，通过调节乳化剂的种类和用量，以及乳液体系的PH值等手段来控制丁苯胶乳的粒径，丁苯胶乳的粒径大小是影响MBS和PVC复合物抗冲性能关键因素之一。

　　1 .2.1接枝聚合：在聚合釜中按配方加入丁苯胶乳，接枝单体甲基丙烯酸甲酯(M)，苯乙烯(S)水，引发剂，乳化剂及其它助剂，在一定温度下进行二次接枝聚合反应。

　　1 .2.2后处理：二次接枝后，使MBS乳液、胶盐水、稀硫酸按比例进入絮凝釜，连续絮凝、冷却、离心、洗涤、过滤、经旋风分离器、沸腾干燥，即得成品。

　　1 .3MBS工艺原理及技术要点MBS由丁苯胶乳与甲基丙烯酸甲脂，苯乙烯两次接枝而成，因而具有两相结构???橡胶分散相、树脂连续相。

　　橡胶分散相由聚丁二烯组成，橡胶粒子分散在PVC中，由于冲击而变形，在分散粒子和PVC界面形成裂纹，分散吸收冲击能。MBS中的橡胶含量对冲击强度影响很大。橡胶在MBS中的含量一般为40 ～70 ，如果太低，抗冲性不理想，如果太高，与PVC相容性变差，也影响抗冲性能。胶乳粒子的大小是影响MBS和PVC复合物抗冲性能关键因素之一，橡胶粒子过大，透明性下降，折迭时易白化，橡胶粒子过小，抗冲击性能差。

　　树脂连续相是由聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯组成，聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯透M S低于40 会发生混浊或不透明，易折迭白化，对抗冲性改善不明显但高于80 时，透明性差，抗冲性也差。在实际生产中一般采用M M S =45 ～50 .

　　2 MBS树脂对PVC制品的改性研究试验。

　　2 .1不同B含量的MBS对PVC的改性研究试验树脂粉共混压片后测试四组共混物的物理性能。

　　原料第1组第2组第3组第4组项目单位第1组第2组第3组第4组拉伸强度落球冲击破碎率透光率浊度由上表可以看出，当MBS树脂中M M S一定，随着橡胶含量的增加，共混物的抗冲性提高，透明性下降。但当橡胶含量达到一定值后，再增加时，抗冲击性反而下降。从上述试验可以看出在B=35 ～45 时，共混物的抗冲击性*好，在B=24 ～32 时，共混物的透明性*好。

　　2 .2不同橡胶粒径的MBS对PVC的改性研究试验配方与PVC及其它助剂共混压片后，测试后四组共混物的物理性能。

　　项目单位第3组第5组第6组第7组第8组拉伸强度落球冲击破碎率透光率浊度检测结果表明：在粒径为0 .3μm时，抗冲击性*好，这是因为在橡胶含量相同的条件下，大粒子橡胶表面积较小，产生裂纹速率低，产生屈服应力高，因而粒径大，易终止邻近橡胶诱发的裂纹。但粒径大时，其透明性差，使材料表面粗糙。这是因为透明性取决于光的透光率：标准C光源的一束平行光通过材料的光通量T2与入射光的光通量T1的百分比：T=粒径越小，光越易通过。故相对抗冲型号MBS ，橡胶粒子应控制在0 .16μm较好，此时透明性也比较合宜。而对透明性，粒径控制在0 .2μm以下，甚至0 .1μm以下*好，对单纯的抗冲性要求，橡胶粒子在0 .3μm时*好。

　　MBS的发展主要在于保持抗冲性能的同时，不降低透明性，使PVC制品的抗冲性和透明性达到协调和统一。鉴于此，许多厂家采用制备簇状MBS粒子的技术。首先合成小径粒胶乳，然后在一定条件下加入扩径剂，使其凝集成0 .2～0 .3mm粒子形成簇状结构。这种簇状结构的粒子，内部小粒子是化合结合，在与PVC共混时，结构不会破坏，故共混物保持较大抗冲强度。而簇状结构的大粒子不妨碍光线的通过。从而兼有良好的冲击性和透明性。

　　3结论3 .1MBS树脂为典型的核壳结构，其关键技术在于丁苯胶乳的合成和M、S与丁苯胶乳的两步接枝。

　　3 .2在丁苯胶乳粒径相同的条件下，随着B含量提高，所生产的MBS与PVC的共混物的抗冲性提高，透明性下降。在B =35 ～45 时，共混物抗冲性*好。在B=24 ～32 时，共混物透明性*好。在实际生产过程中，可据此调节出不同牌号，不同性能的MBS树脂。

　　3 .3在B含量相同的条件下，随着丁苯胶乳的粒径的增大，抗冲性增强，透明性下降。当橡胶粒子粒径在0 .3μm时，抗冲性*好。

　　3 .4为了获得高抗冲性MBS ，先对合成得到的胶乳进行粒子的凝集增大。然后进行二次接枝，接枝M和S的顺序可根据情况变化，这样所得到的MBS能显著提高PVC的抗冲击强度，又不损害透明性和光泽。另外，在接枝过程中，使胶粒慢慢凝集增大，也可制得透明性好[参考文献]曾人泉。塑料加工助剂[ M] .北京：中国物质出版社， 1997 .

　　赵静。MBS的生产与应用概况[ J] .聚氯乙烯， 1998 ，(5)。