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1、聚 苯 乙 烯 的 合 成 工 藝 聚 苯 乙 烯 (PS) 化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，單體在貯存、運輸過程中，需要加入少量的間苯二酚或叔丁基間苯二酚等阻聚劑以防止自聚CH2 CH 聚 苯 乙 烯 (PS) 聚 苯 乙 烯 (PS) 苯乙烯的本體聚合 苯乙烯高溫懸浮聚合苯乙烯低溫懸浮聚合 聚 苯 乙 烯 (PS) 苯乙烯懸浮聚合 聚 苯 乙 烯 (PS) 苯乙烯低溫懸浮聚合 聚 苯 乙 烯 (PS) 苯乙烯高溫懸浮聚合 聚 苯 乙 烯 (PS) 苯乙烯高溫懸浮聚合 實 施 方 案w 以 苯 乙 烯 為 單 體 ， 水 做 懸 浮 介 質(zhì) ， 采 用 低 溫懸 浮 聚 合 一 步 法 生 產(chǎn) 工 藝 。
2、 此 方 法 是 將 苯 乙烯 單 體 、 引 發(fā) 劑 、 分 散 劑 、 水 、 發(fā) 泡 劑 和 其他 助 劑 一 起 加 入 反 應(yīng) 釜 內(nèi) ,聚 合 后 得 含 發(fā) 泡 劑的 樹 脂 顆 粒 ,經(jīng) 洗 滌 、 離 心 分 離 和 干 燥 ,制 得 可發(fā) 性 聚 苯 乙 烯 珠 粒 產(chǎn) 品 。 工 藝 路 線w 以 羥 基 磷 酸 鈣 、 十 二 烷 基 苯 磺 酸 鈉 為 分 散 劑 ， 以 有機 過 氧 化 物 為 引 發(fā) 劑 ， 在 攪 拌 作 用 下 ， 苯 乙 烯 單 體以 液 滴 的 形 式 懸 浮 于 水 中 ， 按 自 由 基 反 應(yīng) 歷 程 進 行聚 合 反 應(yīng) ， 聚
3、合 到 穩(wěn) 定 時 間 后 加 入 發(fā) 泡 劑 ， 發(fā) 泡 劑在 一 定 溫 度 壓 力 下 滲 透 到 珠 粒 內(nèi) ， 同 時 珠 粒 進 一 步聚 合 ， 得 到 EPS粒 子 ， 產(chǎn) 物 經(jīng) 洗 滌 、 干 燥 、 篩 分 、稱 重 。 把 含 有 發(fā) 泡 劑 的 聚 苯 乙 烯 珠 粒 ,在 發(fā) 泡 器 中 預(yù)發(fā) 泡 (用 蒸 氣 加 熱 ),在 室 溫 下 熟 化 后 即 可 供 成 型 使 用 。將 熟 化 后 的 發(fā) 泡 聚 苯 乙 烯 顆 粒 料 ,裝 入 成 型 模 中 ,上緊 蓋 后 通 入 蒸 氣 加 熱 ,待 成 型 后 再 通 入 水 冷 卻 ,即 得到 制 品 。
4、聚 合引 發(fā) 劑 溶 液單 體分 散 劑 洗 滌 干 燥 篩 分產(chǎn) 品 發(fā) 泡 聚 苯 乙 烯 技 術(shù) 工 藝 比 較w 塔 式 本 體 聚 合 技 術(shù)w 經(jīng) 典 的 塔 式 反 應(yīng) 器 是 德 國 法 本 式 流 程 。 這種 老 式 的 塔 式 本 體 聚 合 不 使 用 引 發(fā) 劑 ， 通 過熱 引 發(fā) 聚 合 ， 預(yù) 聚 合 溫 度 為 80 100 ， 轉(zhuǎn)化 率 控 制 在 32% 35%， 連 續(xù) 操 作 。 為 了 提高 反 應(yīng) 速 度 ， 縮 短 停 留 時 間 ， 預(yù) 聚 合 溫 度 也可 提 高 到 115 120 ， 轉(zhuǎn) 化 率 可 達 50%， 黏度 較 大 。 w 從
5、 工 程 角 度 分 析 ， 該 工 藝 還 有 以 下 缺 點 ： 轉(zhuǎn) 化 率 過 高 ， 后 期 反 應(yīng) 速 率 很 慢 ， 總 的 停 留時 間 太 長 ， 反 應(yīng) 器 的 容 積 效 率 大 大 降 低 ； 物 料 黏 度 過 大 ， 只 能 用 逐 步 升 溫 的 方 式 使 之流 動 ， 前 后 溫 差 太 大 ， 造 成 產(chǎn) 物 聚 合 度 分 布加 寬 。 添 加 少 量 溶 劑 的 單 釜 連 續(xù) 本 體 聚 合 技 術(shù)w 添 加 少 量 溶 劑 的 苯 乙 烯 本 體 聚 合 ， 溶 劑 量 通 常 控 制在 3% 15%范 圍 內(nèi) 。 添 加 溶 劑 的 主 要 目 的
6、是 降 低 體系 的 黏 度 。 溶 劑 通 常 只 選 用 苯 或 乙 苯 ， 因 為 它 們 能和 聚 苯 乙 烯 混 溶 ， 而 且 又 容 易 得 到 。w 由 于 添 加 了 溶 劑 ， 并 且 轉(zhuǎn) 化 率 較 低 ， 因 此 該 工 藝 設(shè)計 有 脫 揮 發(fā) 物 裝 置 ， 脫 除 的 單 體 和 溶 劑 循 環(huán) 使 用 。通 過 對 脫 揮 設(shè) 備 結(jié) 構(gòu) 的 不 斷 改 進 ， 如 今 聚 合 產(chǎn) 物 中的 殘 余 單 體 含 量 已 降 至 很 低 ， 質(zhì) 量 比 法 本 工 藝 有 很大 提 高 。 苯 乙 烯 的 懸 浮 聚 合w 苯 乙 烯 的 懸 浮 聚 合 是 苯
7、乙 烯 以 微 珠 狀 分 散 在介 質(zhì) 中 進 行 的 聚 合 反 應(yīng) 。 水 通 常 被 用 作 懸 浮介 質(zhì) ， 苯 乙 烯 在 水 中 的 溶 解 度 非 常 低 ， 80時 僅 為 0.062%。 苯 乙 烯 苯 乙 烯 懸 浮 聚 合 的 溫度 ， 有 高 低 之 分 。 低 溫 法 在 80 85 聚 合 ，如 僅 靠 熱 引 發(fā) ， 則 反 應(yīng) 速 度 很 慢 ， 因 此 要 加引 發(fā) 劑 ； 高 溫 法 在 120 150 聚 合 ， 不 加 引發(fā) 劑 ， 反 而 要 加 一 點 阻 聚 劑 （ 或 緩 聚 劑 ） ，避 免 反 應(yīng) 速 度 過 快 而 產(chǎn) 生 爆 聚 。 可
8、 發(fā) 性 聚 苯 乙 烯 EPSw EPS懸 浮 聚 合 w 一 步 浸 漬 法 w 二 步 浸 漬 法 一 步 法 技 術(shù) 原 理w 將 苯 乙 烯 單 體 ， 引 發(fā) 劑 ， 分 散 劑 ， 水 ， 發(fā) 泡劑 和 其 他 助 劑 一 起 加 入 反 應(yīng) 釜 內(nèi) ， 聚 合 出 含發(fā) 泡 劑 的 樹 脂 顆 粒 ， 經(jīng) 洗 滌 ， 離 心 分 離 和 干燥 而 制 得 EPS珠 粒 產(chǎn) 品 的 方 法 。w 磷 酸 三 鈣 （ TCP） 為 分 散 劑 ， 戊 烷 為 發(fā) 泡 劑 ，過 氧 化 苯 甲 酰 （ BPO） 和 過 氧 化 苯 甲 酸 叔 丁酯 （ t-BP） 為 引 發(fā) 劑 。
9、 二 步 法 技 術(shù) 原 理w 是 將 苯 乙 烯 ， PS， 軟 水 以 及 分 散 劑 溶 解 ， 混合 ， 經(jīng) 計 量 槽 加 入 聚 合 釜 內(nèi) ， 加 入 引 發(fā) 劑 和部 分 助 劑 ， 在 適 宜 的 條 件 下 進 行 聚 合 生 成 PS粒 料 并 干 燥 至 含 的 水 分 。 然 后 將擬 進 行 浸 漬 的 PS粒 料 ， 在 不 斷 攪 拌 的 條 件 下 ，用 旋 風(fēng) 加 料 器 或 人 工 送 至 含 一 定 分 散 劑 和 發(fā)泡 劑 （ 如 戊 烷 ） 的 釜 中 ， 在 適 當(dāng) 的 溫 度 和 壓力 下 浸 漬 小 時 ， 以 獲 得 EPS。 兩 法 比 較
10、w 一 步 法 能 耗 低 ， 流 程 短 ， 自 動 化 程 度 高 ， 易于 集 中 控 制 ， 一 次 投 入 較 高 ， 而 且 由 于 發(fā) 泡劑 易 揮 發(fā) ， 所 以 存 儲 時 間 短 ， 市 場 適 應(yīng) 性 差 。 w 二 步 法 耗 能 高 ， 流 程 長 ， 自 動 化 程 度 低 ， 但是 ， 二 步 法 一 次 性 投 入 較 少 ， 其 中 間 產(chǎn) 品 可作 為 產(chǎn) 品 出 售 ， 也 可 生 產(chǎn) 其 他 品 種 ， 市 場 適應(yīng) 性 較 強 。 影 響 因 素w 水 質(zhì)w 在 水 中 ， 由 于 電 子 轉(zhuǎn) 移 ， Fe3+對 體 系 有 明 顯的 阻 聚 作 用
11、。 如 果 水 的 硬 度 過 高 ， 會 影 響 產(chǎn)品 的 電 絕 緣 性 能 和 熱 穩(wěn) 定 性 ， 水 中 氯 離 子 過高 ， 易 使 產(chǎn) 品 珠 粒 變 大 ， 影 響 顆 粒 形 狀 。 w 發(fā) 泡 劑w 分 子 量 大 的 發(fā) 泡 劑 比 分 子 小 的 發(fā) 泡 劑 擴 散 損失 小 ， 更 有 利 于 提 高 發(fā) 泡 倍 數(shù) 。w 發(fā) 泡 劑 的 沸 點 越 高 ， 成 型 時 在 EPS中 的 剩 余量 越 大 。 聚 苯 乙 烯 (PS) 力 學(xué) 性 能w EPS泡 沫 塑 料 閉 孔 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 含 98%的 氣 體 可 以使 其 通 過 改 變 和 恢 復(fù) 形 狀 來
12、緩 沖 沖 擊 ， 這 一過 程 可 以 有 效 吸 收 瞬 間 沖 擊 帶 來 的 能 量 ， 提供 極 好 的 防 護 ， EPS泡 沫 塑 料 會 吸 收 很 少 量的 水 ， 但 沒 有 吸 濕 性 ， 其 力 學(xué) 性 能 不 受 濕 氣的 影 響 。 絕 熱 性 能w EPS含 許 多 細 微 氣 泡 的 閉 孔 結(jié) 構(gòu) ， 使 其 具 有優(yōu) 良 的 絕 熱 性 。 這 種 情 況 下 EPS是 理 想 的 包裝 材 料 。 由 于 其 內(nèi) 在 的 性 質(zhì) ， EPS泡 沫 塑 料不 會 直 接 影 響 其 他 物 質(zhì) ， 比 如 食 品 。w 應(yīng) 注 意 EPS泡 沫 塑 料 在
13、非 常 低 的 密 度 時（ 1015 g cm3） 具 有 較 大 的 導(dǎo) 熱 性 ， 隨 著密 度 的 增 加 而 下 降 ， 密 度 在 3050 g cm3時具 有 最 佳 絕 熱 性 能 。 化 學(xué) 性 能w EPS的 性 能 受 化 學(xué) 藥 劑 的 影 響 變 化 比 較 大 。 長 時 間接 觸 鹽 水 、 皂 液 、 漂 白 劑 和 大 多 數(shù) 稀 酸 溶 液 而 不 會影 響 其 性 能 ， 但 多 種 有 機 溶 劑 會 明 顯 影 響 其 性 能 。EPS泡 沫 塑 料 和 其 他 聚 合 物 一 樣 ， 長 時 間 曝 露 在 紫外 線 下 ， 性 能 會 有 很 大 變 化 。 但 考 慮 到 作 為 包 裝 材料 時 ， 使 用 期 限 較 短 ， 這 一 影 響 并 不 重 要 ； 作 為 建筑 材 料 使 用 時 ， 使 用 壽 命 雖 然 較 長 ， 但 曝 露 在 紫 外線 下 的 可 能 性 較 小 ， 故 這 一 影 響 也 不 太 重 要 。 EPS對 動 物 沒 有 營 養(yǎng) 價 值 ， 不 會 受 霉 菌 侵 蝕 ， 也 不 會 分解 出 任 何 污 染 地 下 水 的 水 溶 物 。 聚 苯 乙 烯 (PS) w謝 謝 欣 賞
聚苯乙烯工藝設(shè)計
