Polystyrene (PS) Styren s
dng yêu cu  tinh khit

Polystyrene (PS) PHAN THẾ ANH KTSX Chất dẻo Nguyên liệu - Styren sử dụng yêu cầu độ tinh khiết > 99,6% (tạp chất: ethylbenzene, cumene xylenes), thông thường 99,9% - Chất ức chế: 4-tert-butylcatechol - Xúc tác: CKM tạo gốc tự (benzoyl peroxyde, tertiobutyl hydroperoxyde ) -Tác nhân tạo huyền phù (nếu có): + chất tan nước + chất không tan nước (Ca3(PO4)2 ) - Chất hóa dẻo: loại dầu Một số loại PS: - PS standard (PS cristal): vô định hình, suốt, giòn - PS chịu lực (HIPS): copolymer polybutadien/styren - Copolymer bloc styren/butadien Tổng hợp HIPS - Cao su sử dụng cho tổng hợp HIPS medium cis-polybutadiene với Tg = - 85 oC - Thông thường polybutadiene có mạch nhánh dài để tránh tượng chảy lạnh trình lưu kho - Những loại cao su khác loại high-cis, copolymer khối styrene-butadiene hay cao su EPDM - Yều cầu: kích thước hạt cao su - Polybutadiene hòa tan styrene số phụ gia chất pha loãng, tác nhân chuyển mạch hay chất khơi mào - Styrene hay chất pha loãng khác xem dung môi cho pha cao su pha PS (nhũ tương dầu dầu) - HIPS: Kích thước hạt cao su 0.5-9 µm → ↓ độ suốt PS Các phương pháp tổng hợp Có phương pháp sử dụng phổ biến: + Trùng hợp gốc theo phương pháp huyền phù Quá trình làm việc gián đoạn, môi trường phân tán nước (yêu cầu nghiêm ngặc), thường sử dụng để sản xuất PS xốp, ABS, PS đặc biệt(M cao, chống xốc tốt-EPDM) PS crystal + Trùng hợp anionic theo phương pháp dung dịch Quá trình làm việc gián đoạn TBPU bình khuấy trộn, dung môi HC, để tổng hợp copolymer (CLIPS-clear impact polystyren), có giai đoạn khử hoạt tính xúc tác (chất phân cực) + Trùng hợp gốc theo phương pháp khối Dùng để sản xuất PS cristal, PS choc (HIPS), suất chi phí đầu tư thấp so với phương pháp huyền phù, thay cho pp huyền phù Các phương pháp tổng hợp Trùng hợp huyền phù - Thường sử dụng để sản xuất xốp polystyrene (expandable) - Vật liệu đúc PS sản xuất theo phương pháp mà loại bỏ tác nhân tạo bọt - Quá trình với kết hợp trùng hợp khối trùng hợp huyền phù sử dụng để sản xuất cho HIPS Styrene phân tán nước, hình thành giọt nhỏ khuấy trộn ổn định tác nhân tạo huyền phù poly(vinyl pyrrolidone), poly(vinyl alcohol), alkaline-earth phosphates hay celluloses - - tpư = 80 – 110oC thấp so với trình trùng hợp khối - Tiến hành N2 - T =95 oC, 1h Duy trì tiếp tục 3h đến đạt độ chuyển hóa khoảng 96% - Thêm vào peroxyde khác có td cao, nâng t =120 oC, sau 1h khoảng 0.05% styren chưa phản ứng - Làm lạnh t = chuyển sang B - 60 oC, N2 (4-6 wt%) V = 30-50 m3 P = 10 bar T = 90 oC, 4h Để tạo PS crystal M = 110 000 – 350 000; 0.05 wt% styren 10 Các phương pháp tổng hợp Trùng hợp khối - PS thu có chất lượng, độ tinh khiết cao hàm lượng monomer dư thấp (< 500 ppm) - Khó khăn: độ nhớt tải nhiệt trình phản ứng ( 71 kJ/mol) hay ethylbenzene đưa vào với tỉ lệ nhỏ (~ - 15 %) để điều chỉnh tốc độ phản ứng, độ nhớt polymer nóng chảy hình thành liên kết ngang pha cao su → trùng hợp dung dịch, lượng dmôi nên gọi trùng hợp khối →Toluene 11 Các phương pháp tổng hợp - PS crystal: ebullient single stirredtank reactor, với second stirred-tank reactor hay tubular plugflow reactor làm tăng độ chuyển hóa - HIPS: gồm đến TBPU (prepolymerization, postpolymerization), one or two stirred-tank reactors, tower reactors, loop reactors with static mixers kết hợp - t = 100 - 150 oC với độ chuyển hóa 15 - 30 % Figure Various reactor configurations for HIPS production a), b), d), e), g) Stirred-tank reactors; c) Horizontal plug-flow reactor; f) Tower reactors 12 C=70% T=130-180 oC 13 90-175oC 5-9h 60-110oC 230-260oC 14 ... copolymer khối styrene-butadiene hay cao su EPDM - Yều cầu: kích thước hạt cao su - Polybutadiene hòa tan styrene số phụ gia chất pha loãng, tác nhân chuyển mạch hay chất khơi mào - Styrene hay... xốp polystyrene (expandable) - Vật liệu đúc PS sản xuất theo phương pháp mà loại bỏ tác nhân tạo bọt - Quá trình với kết hợp trùng hợp khối trùng hợp huyền phù sử dụng để sản xuất cho HIPS Styrene... (PS cristal): vô định hình, suốt, giòn - PS chịu lực (HIPS): copolymer polybutadien /styren - Copolymer bloc styren/ butadien Tổng hợp HIPS - Cao su sử dụng cho tổng hợp HIPS medium cis-polybutadiene