國外對溴化聚苯乙烯的研究和應用較早,合成工藝較為成熟,20世紀80年代美國Ferro公司和GreatLake公司率先實現了溴化聚苯乙烯的工業化生產。GreatLake公司和Ferro公司分別代表著兩種不同的溴化聚苯乙烯合成工藝。GreatLake公司是以苯乙烯為原料,將其溴化製得溴化苯乙烯單體,然後將單體聚合得到的是聚溴化苯乙烯(PBS),美國專利5369202提供了其聚溴化苯乙烯商品PDBS-80的合成方法,GreatLake公司的合成路線是先溴化再聚合,這樣避免了溴化劑在主鏈上的滷代反應,因而製得的聚溴化苯乙烯的熱穩定性極佳,作為阻燃劑與被阻燃基材熔融共混時,基本不會釋放出腐蝕性的鹵化氫氣體,不會對操作人員和操作裝置造成損害。而且,聚溴化苯乙烯產品色澤優良、白度高,作為一種新增劑,其顏色越淺,則應用範圍越廣泛。另外,可以透過先製得溴化苯乙烯單體,然後與具有其他官能團的單體共聚,以改善共聚物與某些樹脂的相容性,提高流動性,並防止材料起泡。但是該合成路線的缺點在於,合成路線過長,合成工藝複雜,對生產裝置的要求較高,導致產品成本上升,生產週期較長,降低了其市場競爭力。其次,三溴苯乙烯單體的反應活性很高,使得聚合反應難以控制,因而一般採用二溴苯乙烯用於聚合,導致聚合後產品溴含量不高,為60%左右。要達到相同的阻燃效果,需要新增更多的量,對被阻燃材料的原有效能有更大影響,也增加了阻燃成本。 Ferro公司則是採用溴化劑將聚苯乙烯直接溴化的合成路線,美國專利4352909提供了該公司牌號為Pyro-Chek68PB的溴化聚苯乙烯的合成方法,Ferro公司的合成工藝簡單,技術要求不高,使用的原料都是商業化產品,生產成本較低,因而國內研究者和生產廠家大多數採用此種方法制備溴化聚苯乙烯。溴化所用的聚苯乙烯可以直接採用市售的聚苯乙烯,也可以採用回收的聚苯乙烯泡沫塑膠,既實現了廢舊聚苯乙烯的再次利用,又節約了成本。該工藝可以達到較高的溴化度,苯環上最多能發生三溴取代,製得溴化聚苯乙烯產品的溴含量可達70%,因而能以較少的新增量取得理想的阻燃效果,不但節約成本,而且對被阻燃基材的影響也會相對減小。 雖然該合成方法存在諸多優點,但是最主要問題在於,溴化劑在聚苯乙烯的苯環上發生親電取代的同時,也會在主鏈上發生少量的自由基取代。以Pyro-Chek68PB為例,主鏈滷代量(以HBr計)可達5000~6000ppm。主鏈上的滷代,不僅對產品的顏色產生不良影響,而且會極大的降低產品的熱穩定性。由於脂肪族碳-滷鍵的鍵能比較低,加熱到200℃左右就會發生斷裂,使得溴化聚苯乙烯在材料的加工溫度前期或中期發生分解,釋放出鹵化氫氣體,給材料原有效能帶來損害,對加工裝置造成腐蝕。而且在材料的加工過程中,即使很少量的主鏈滷代也會導致材料嚴重變色,這將大大限制溴化聚苯乙烯的應用範圍。因為溴化聚苯乙烯作為一種新增劑,它的顏色會影響被阻燃材料的顏色。阻燃劑顏色越淺,生產出來的產品顏色範圍可以越寬;如果阻燃劑的顏色深,那麼就難以得到淺顏色的製品。因此阻燃劑的生產商們希望阻燃劑的顏色越淺越好,這樣就可以得到更多顏色的產品。
國外對溴化聚苯乙烯的研究和應用較早,合成工藝較為成熟,20世紀80年代美國Ferro公司和GreatLake公司率先實現了溴化聚苯乙烯的工業化生產。GreatLake公司和Ferro公司分別代表著兩種不同的溴化聚苯乙烯合成工藝。GreatLake公司是以苯乙烯為原料,將其溴化製得溴化苯乙烯單體,然後將單體聚合得到的是聚溴化苯乙烯(PBS),美國專利5369202提供了其聚溴化苯乙烯商品PDBS-80的合成方法,GreatLake公司的合成路線是先溴化再聚合,這樣避免了溴化劑在主鏈上的滷代反應,因而製得的聚溴化苯乙烯的熱穩定性極佳,作為阻燃劑與被阻燃基材熔融共混時,基本不會釋放出腐蝕性的鹵化氫氣體,不會對操作人員和操作裝置造成損害。而且,聚溴化苯乙烯產品色澤優良、白度高,作為一種新增劑,其顏色越淺,則應用範圍越廣泛。另外,可以透過先製得溴化苯乙烯單體,然後與具有其他官能團的單體共聚,以改善共聚物與某些樹脂的相容性,提高流動性,並防止材料起泡。但是該合成路線的缺點在於,合成路線過長,合成工藝複雜,對生產裝置的要求較高,導致產品成本上升,生產週期較長,降低了其市場競爭力。其次,三溴苯乙烯單體的反應活性很高,使得聚合反應難以控制,因而一般採用二溴苯乙烯用於聚合,導致聚合後產品溴含量不高,為60%左右。要達到相同的阻燃效果,需要新增更多的量,對被阻燃材料的原有效能有更大影響,也增加了阻燃成本。 Ferro公司則是採用溴化劑將聚苯乙烯直接溴化的合成路線,美國專利4352909提供了該公司牌號為Pyro-Chek68PB的溴化聚苯乙烯的合成方法,Ferro公司的合成工藝簡單,技術要求不高,使用的原料都是商業化產品,生產成本較低,因而國內研究者和生產廠家大多數採用此種方法制備溴化聚苯乙烯。溴化所用的聚苯乙烯可以直接採用市售的聚苯乙烯,也可以採用回收的聚苯乙烯泡沫塑膠,既實現了廢舊聚苯乙烯的再次利用,又節約了成本。該工藝可以達到較高的溴化度,苯環上最多能發生三溴取代,製得溴化聚苯乙烯產品的溴含量可達70%,因而能以較少的新增量取得理想的阻燃效果,不但節約成本,而且對被阻燃基材的影響也會相對減小。 雖然該合成方法存在諸多優點,但是最主要問題在於,溴化劑在聚苯乙烯的苯環上發生親電取代的同時,也會在主鏈上發生少量的自由基取代。以Pyro-Chek68PB為例,主鏈滷代量(以HBr計)可達5000~6000ppm。主鏈上的滷代,不僅對產品的顏色產生不良影響,而且會極大的降低產品的熱穩定性。由於脂肪族碳-滷鍵的鍵能比較低,加熱到200℃左右就會發生斷裂,使得溴化聚苯乙烯在材料的加工溫度前期或中期發生分解,釋放出鹵化氫氣體,給材料原有效能帶來損害,對加工裝置造成腐蝕。而且在材料的加工過程中,即使很少量的主鏈滷代也會導致材料嚴重變色,這將大大限制溴化聚苯乙烯的應用範圍。因為溴化聚苯乙烯作為一種新增劑,它的顏色會影響被阻燃材料的顏色。阻燃劑顏色越淺,生產出來的產品顏色範圍可以越寬;如果阻燃劑的顏色深,那麼就難以得到淺顏色的製品。因此阻燃劑的生產商們希望阻燃劑的顏色越淺越好,這樣就可以得到更多顏色的產品。