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。
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。
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 。
MBS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。
(1)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。
(2)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)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。
(4)当橡胶粒子粒径在0 .3μm时,抗冲性*好。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。