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运用高分子合成工业特性分析本体法SAN树脂不同生产工艺的优势

文档作者：宋文博文档来源：天津长芦海晶集团有限公司		更新日期： 2026年05月03日	点击数：
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技术应用与研究
序言
随着我国科技水平的发展，工业塑料制造业已在国
内广泛普及。以往如ABS塑料等作为高分子合成工业的
高端产品，现也在国内大型石化企业内遍地开花。不但
引入了众多类型的进口技术，同时国内石化企业在实际
生产中也优化了各类生产工艺。通过对高分子合成工艺
要点的分析，对反应原理的阐述，本文着重研究ABS中
的连续相基体- SAN树脂在合成技术中不同工艺下的差
异，并对其中的优劣加以分析。
一、高分子合成工艺要点
1.原料单体
行业内人士基本都有一定了解，石化类单体存储和
运输过程中容易发生自聚。以苯乙烯单体为例，为了防
止自聚，通常会在管线或储罐中加入乙苯或者对叔丁基
邻苯二酚等。对于此类单体，大多数与空气接触还可形
成爆炸混合物，且有不同强度的毒性。所以为了防止单
体外泄，采用较好的储罐材质类型，使用氮气氮封保护
等已成为原料储存运输的基本保障措施。
在高分子合成工业内，还有一类常用物质叫做引发
剂，这种物质受热后极易分解或者爆炸，典型如过氧化
物。引发剂这类物质通常的储存运输都要在阴暗、低温
条件下进行。
2.聚合的类型方法
高分子聚合物的分子量呈多分散性，形态有固体、
粉状、颗粒和高粘度溶液等，其合成方法也并非一般化
工产品使用的精馏、结晶和萃取，而是自由基的聚合。
自由基聚合可采用本体、乳液、溶液和悬浮聚合等方
法，具体形式有可能是间歇的，也有可能是连续的。通
过对大多数国内生产企业调研，采用本体法生产SAN粒
子的工艺较多。
关于聚合物反应器，除了必要的放热和搅拌装置，
重点应分析聚合物的状态。SAN聚合过程中粘度很高，
但其反应物浓度低，对目标的生产有利，可选用连续聚
合反应釜或者多级串联聚合反应釜。同时，加入了搅拌
可以有效去除反应热，使反应过程均衡。
3.聚合的原理
悬浮聚合法的核心是通过打散各类单体及混合物，
使其成为液滴态分散在悬浮介质中进行聚合的方法，包
括均相和非均相。此法的优势是反应温度容易控制，整
体的粘度也低，但难以连续化生产，同时由于物料悬挂
还会影响设备使用性能，后处理的工序较为复杂。
溶液聚合法的核心是加入适合的溶剂，使单体溶
解，通过溶剂传热使体系的粘度降低，便于温度控制，
便于控制分子量，同时去除催化剂、调节剂等也比较简
单。但聚合度不高，反应速度慢，溶剂会产生额外的成
本，不太适合SAN树脂生产的特点。
本体聚合法的核心是通过单体本身或只额外加入适
量的引发剂的条件下，利用热作用进行聚合反应，没有
其他介质。此方法工艺简单，转化率较高，产物没有杂
质，外观纯净，而且剩余单体量低，成本和环保有保
障。但反应过程排热量大，是放热反应类型，聚合物粘
度大，有一定自加速效应，对生产安全和设备质量都提
出一定的要求。从产物上说，其分子量分布较宽，聚合
物容易产生气泡，工艺方面需要一定的技术经验。
二、SAN聚合物的反应原理
通过分析上述高分子合成工艺的要点，可知本体聚
合法生产SAN树脂是较为经济简单，也是国内各大石化
企业最常用的方法。利用本体法，SAN树脂基本上是以
原料本身为基础，进行聚合反应的生产过程。大多数工
艺中，SAN装置的苯乙烯、丙烯腈共聚合反应属于自由
基聚合方式，经历链引发、链增长、链转移、链终止等
几个过程。
自由基产生：热引发单体苯乙烯产生自由基，即将
混合单体加热到一定温度，先由两个苯乙烯分子形成狄
尔斯-阿尔德反应加成中间体，再与一个苯乙烯分子反
应，生成两个自由基：
运用高分子合成工业特性分析
本体法SAN树脂不同生产工艺的优势
宋文博　　天津长芦海晶集团有限公司
【摘　要】传统本体SAN生产工艺已在国内运行多年，经过对高分子合成工业特性的不断深入研究，各生产企业逐
步对不利于成本、质量、安全的工艺进行优化，产生了许多新的工艺优势。以这些优势为基点，立足于
高分子合成工业的基本原理，继续推动工业树脂生产的更多优化。
【关键词】高分子合成；SAN树脂；工艺优势
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2021.20.039
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技术应用与研究
3SM 2R•
引发反应：由苯乙烯单体产生的自由基R•，再引发
单体苯乙烯或丙烯腈：
R•+ M1 → RM1•
R•+ M2 → RM2•
链的增长:
RM1•+ M1→RM1M1 •
RM1•+ M2→RM1M2 •
RM2•+ M1→RM2M1 •
RM2•+ M2→RM2M2•
……
链的转移：RSH与SAN长链自由基发生链转移反
应，使聚合物长链的链增长反应终止，得到SAN树脂。
R～M1M2• + RSH → M1M2H + RS•
链的终止：两个SAN长链自由基结合一起以产生一个
没有活性的自由基时发生偶合终止；当两个SAN长链自由
基通过转移一个氢原子而相互终止时发生歧化终止。
偶 合 ： R ～ M 1 M 2 • + R～M2M1 • → R～M1M2-
M1M2～R
歧化：R～M1M2• + R～M2M1•→R～M1M2H + R～M2=M1
最终得到SAN共聚物：
三、本体法SAN不同工艺细节下的优势
1.反应阶段
在传统本体法中，苯乙烯、丙烯腈、引发剂和链转
移剂连续加入到聚合釜。经过搅拌和足够的有效停留时
间，在反应控制条件下获得适当的单体转化率。根据前
文提到的聚合原理，部分新型生产工艺会在反应器中加
入一些溶剂，溶剂整体加入量不大。这样使聚合反应既
能有本体聚合法的高粘度，高转化率，又可以兼具溶液
聚合法的优点，有效控制反应温度波动，便于控制分子
量，放松了设备质量强度且又提高了安全生产水平，使
整体反应平稳易于控制。
传统本体法大多情况只需要一套聚合设备，但根据
加入溶剂总量的不同，聚合转化率会发生改变，有些时
候可能会进行二次聚合反应。根据前段所述的高分子合
成要点，加入溶剂的本体法虽有诸多优点，但溶剂却并
不是最终产品所需之物。溶剂本体法生产的SAN树脂因
不确定的副产物的关系，相比传统本体法可能会含有一
定量的杂质，是后期质量品控过程中应注意的问题。
2.脱挥发阶段
传统本体法中，单套聚合设备的情况下脱挥发阶段
回收的混合单体量较大。随着溶剂加入的增多，聚合设
备增加，聚合反应平顺，需要脱挥发的总量减少，整体
控制温度低。根据以上原理，多数生产工艺会采用一级
或两级脱挥发模式。而加入溶剂的量越多，产出的聚合
物粘度则越低，对闪蒸器的压力越小。因此多套聚合，
单套脱挥发，也是传统生产工艺中调整的一个方向。这
种模式最大优势，就是加热装置、反应装置及连接件区
域易于维修清洁，没有过多的低聚物或积聚的变质聚合
物附着，甚至可用专用清洗剂定期清洗，避免拆卸。
3.造粒阶段
脱挥后的聚合物应通过换网器过滤杂质。在这一阶
段，传统本体法的聚合物在高粘度高温情况下长时间留
存，极易出现变性杂质颗粒，而含有溶剂类的聚合物，
感官颜色可能并不太纯净。在切粒过程中，更应注意传
统本体法高粘度聚合物中较为宽泛的分子链范围容易产
生的微小气泡，造成粒子的物理形态不佳。如果能够采
用优先将摸头挤出物通过颗粒冷却水先进行冷却固化，
然后再进入切粒机切粒，可避免水下直接造粒带来的不
稳定物理因素。得到粒子之后，振动筛的分筛成品，干
燥器脱水过程都是正常不可或缺的阶段，上述过程全部
结束，即可进入风送包装系统。
四、结语
随着国内本体聚合法生产SAN树脂不断深入，企业
技术人员、研究人员通过分析高分子合成工艺的原理，
不断优化传统本体聚合法的生产细节。相比传统本体法
的高反应条件、高反应风险、高维护成本，优化后的
SAN工艺生产过程平稳，安全可控，易于维修，降低了
操作难度及控制水平，是未来发展的方向。以此为基
点，通过行业内技术人员生产的继续深入，一定还能有
更为高效有利的调整方向等着我们发现。
参考文献：
[1]黄立本.ABS树脂及其应用[M].北京：化学工业出版
社,200l
作者简介：宋文博（1987－），男，汉族，山东省邹城
人，中级化工工程师，本科，化学工程与工艺学士，目
前于天津长芦海晶集团有限公司，研究方向：大型化工
项目的开发建设工作。

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