Preparación de poliestireno bromado

La investigación y aplicación del poliestireno bromado en el extranjero fue anterior y el proceso de síntesis es relativamente maduro. En la década de 1980, la American Ferro Company y la Great Lakes Company tomaron la iniciativa en la producción industrial de poliestireno bromado. Dahu Company y Fulu Company representan respectivamente dos procesos de síntesis diferentes de poliestireno bromado. Dahu Company utiliza estireno como materia prima, lo broma para preparar monómero de estireno bromado y luego polimeriza el monómero para obtener estireno polibromado (PBS). Patente estadounidense. 369.202 proporciona el método de síntesis de su producto de estireno polibromado PDBS-80. La ruta de síntesis de Dahu Company es primero la bromación y luego la polimerización, lo que evita la reacción de halogenación del agente bromante en la cadena principal. Por lo tanto, el estireno polibromado preparado tiene una excelente estabilidad térmica. Cuando se mezcla con un sustrato retardante de llama como retardante de llama, básicamente no se liberará gas de haluro de hidrógeno corrosivo y no causará daños a los operadores ni al equipo operativo. Además, los productos de estireno polibromado tienen un color excelente y una alta blancura. Como aditivo, cuanto más claro sea el color, mayor será el rango de aplicación. Además, primero se puede preparar monómero de estireno bromado y luego polimerizarlo con monómeros con otros grupos funcionales para mejorar la compatibilidad de los polímeros * * * con ciertas resinas, mejorar la fluidez y evitar la formación de espuma en el material. Sin embargo, las desventajas de esta ruta de síntesis son que la ruta de síntesis es demasiado larga, el proceso de síntesis es complejo y requiere equipos de alta producción, lo que conduce a un aumento en el costo del producto y un ciclo de producción largo, lo que reduce su competitividad en el mercado. En segundo lugar, la reactividad del monómero de tribromoestireno es muy alta, lo que dificulta el control de la polimerización. Por lo tanto, generalmente se usa dibromoestireno para la polimerización, lo que da como resultado un bajo contenido de bromo de aproximadamente el 60% en el producto polimerizado. Para lograr el mismo efecto retardante de llama, es necesario agregar más cantidades, lo que tendrá un mayor impacto en el rendimiento original del material retardante de llama y también aumentará el costo del retardante de llama.

Ferro Company utiliza un agente bromador para bromar directamente el poliestireno. La patente estadounidense 4.352.909 proporciona un método de síntesis de poliestireno bromado; el nombre comercial de la empresa es Pyro-Chek68PB. El proceso de síntesis de Fulu Company es simple, los requisitos técnicos no son altos, las materias primas utilizadas son productos básicos y el costo de producción es bajo. Por lo tanto, la mayoría de los investigadores y fabricantes nacionales utilizan este método para preparar poliestireno bromado. El poliestireno utilizado para la bromación se puede utilizar directamente en poliestireno comercial o espuma de poliestireno reciclado, lo que no solo permite reutilizar el poliestireno residual, sino que también ahorra costos. Este proceso puede lograr un alto grado de bromación, con hasta tres sustituciones de bromuro en el anillo de benceno. El contenido de bromo de los productos de poliestireno bromado puede alcanzar el 70 %, por lo que se puede utilizar una cantidad menor de adición para lograr el efecto retardante de llama ideal. Ahorra costes y reduce el impacto sobre el sustrato ignífugo. Aunque este método de síntesis tiene muchas ventajas, el principal problema es que el agente bromante sufrirá una sustitución electrófila en el anillo de benceno del poliestireno y una pequeña cantidad de sustitución por radicales libres en la cadena principal. Tomando Pyro-Chek68PB como ejemplo, la cantidad de halogenación de la cadena principal (calculada como HBr) puede alcanzar 5000 ~ 6000 ppm. La halogenación en la cadena principal no sólo tiene un impacto negativo en el color del producto, sino que también reduce en gran medida la estabilidad térmica del producto. Dado que la energía del enlace carbono-halógeno alifático es relativamente baja, se romperá cuando se caliente a aproximadamente 200 °C, lo que provocará que el poliestireno bromado se descomponga en las etapas tempranas o intermedias de la temperatura de procesamiento del material, liberando gas haluro de hidrógeno y destruyendo las propiedades originales del material y dañar el equipo de procesamiento provoca corrosión. Además, durante el procesamiento del material, incluso una pequeña cantidad de halogenación de la cadena principal provocará una decoloración grave del material, lo que limitará en gran medida el rango de aplicación del poliestireno bromado. Debido a que el poliestireno bromado es un aditivo, su color afectará el color de los materiales retardantes de llama. Cuanto más claro sea el retardante de llama, más amplia será la gama de colores de los productos fabricados; si el retardante de llama es más oscuro, será difícil obtener productos de colores claros. Por lo tanto, los fabricantes de retardantes de llama esperan que el color del retardante de llama sea lo más claro posible, para poder obtener productos más coloridos.