聚苯乙烯的制備方法及原理.ppt

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聚苯乙烯的制備,,聚苯乙烯分類和優(yōu)缺點,聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯（GPPS)，發(fā)泡聚苯乙烯（EPS)，高抗沖聚苯乙烯（HIPS）及間規(guī)聚苯乙烯（SPS）聚苯乙烯PS的優(yōu)點：透明度高（透過率高，可作光學(xué)聚合物材料）、加工流動性好（成型溫度與分解溫度之間范圍寬）、剛性較高（苯側(cè)基位阻效應(yīng)）、尺寸穩(wěn)定性好、收縮率低、易著色、易印刷和電絕緣性好。聚苯乙烯Ps的缺點：韌性差、耐溶劑耐化學(xué)試劑耐沸水性能差、易出現(xiàn)應(yīng)力開裂現(xiàn)象（硬且脆）、易燃燒，離開火源會繼續(xù)燃燒并伴有濃煙。,本體聚合制備HIPS,工藝流程圖,具體工藝,本體法聚合時，首先將橡膠溶解于苯乙烯單體中。在與聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化至6％—10％時，就開始形成兩相，即PS相和橡膠相。這樣，苯乙烯中的PS相和苯乙烯中的橡膠相達(dá)到一定的相體積比時，在切應(yīng)力攪拌存在下，即發(fā)生相變。此時，橡膠在反應(yīng)系統(tǒng)中的相容性降低，因橡膠析出而體系粘度驟降，而切應(yīng)力的存在使橡膠顆粒分散為切斷小粒，這便是本體聚合法生產(chǎn)HIPS的關(guān)鍵所在。反應(yīng)由苯乙烯本體聚合和橡膠苯乙烯聚合兩種方式同時進(jìn)行，經(jīng)過四個聚合釜連續(xù)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率達(dá)75%～80%時，將聚合物送入脫氣槽，脫去未反應(yīng)的單體，再經(jīng)擠壓抽條、冷卻、造粒、包裝即得成品。,工藝特點,1、優(yōu)點產(chǎn)品純凈，可直接進(jìn)行澆鑄成型；生產(chǎn)設(shè)備利用率高，操作簡單，不需要復(fù)雜的分離、提純操作。投資較少，反應(yīng)器有效反應(yīng)容積大，生產(chǎn)能力大，易于連續(xù)化，生產(chǎn)成本低．2、缺點熱效應(yīng)相對較大，自動加速效應(yīng)造成產(chǎn)品有氣泡，變色，嚴(yán)重時則溫度失控，引起爆聚，使產(chǎn)品達(dá)標(biāo)難度加大。由于體系粘度隨聚合不斷增加，混合和傳熱困難，有時還會出現(xiàn)聚合速率自動加速現(xiàn)象，如果控制不當(dāng)，將引起爆聚；產(chǎn)物分子量分布寬，未反應(yīng)的單體難以除盡，制品機(jī)械性能變差等,產(chǎn)品特點,HIPS具有通用聚苯乙烯（GPPS）的尺寸穩(wěn)定性，而且具有更好的沖擊強(qiáng)度和剛性。HIPS具有通用聚苯乙烯（GPPS）的尺寸穩(wěn)定性，而且具有更好的沖擊強(qiáng)度和剛性。耐沖擊性聚苯乙烯是通過在聚苯乙烯中添加聚丁二烯橡膠顆粒的辦法生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。這種聚苯乙烯產(chǎn)品會添加微米級橡膠顆粒并通過枝接的辦法把聚苯乙烯和橡膠顆粒連接在一起。當(dāng)受到?jīng)_擊時，裂紋擴(kuò)展的尖端應(yīng)力會被相對柔軟的橡膠顆粒釋放掉。因此裂紋的擴(kuò)展受到阻礙，抗沖擊性得到了提高。,一步法與兩步法懸浮聚合制備EPS,一步法工藝流程圖,一步法與二步法具體步驟,一步法：以羥基磷酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉為分散劑，以有機(jī)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(jìn)行聚合反應(yīng)，聚合到穩(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(jìn)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。二步法：二步法工藝是將苯乙烯、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(jìn)行聚合生成PS粒料并干燥至含2~3%的水分。然后將擬進(jìn)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)?shù)臏囟群蛪毫ο陆n2~3小時,以獲得EPS。,工藝特點,一步法工藝具有工藝簡單、流程短和投資費用低的優(yōu)點，在降低消耗和節(jié)約能耗方面均優(yōu)于二步法，但產(chǎn)品分子量略低，且由于聚合與浸潰在同一過程中進(jìn)行，難免產(chǎn)生部分含發(fā)泡劑的粉狀物，處理起來十分麻煩。二步法生產(chǎn)工藝由于聚合后就對聚合物顆粒進(jìn)行分級，再根據(jù)不同粒經(jīng)按不同工藝浸漬，故所得EPS珠粒質(zhì)量較佳，同時還可避免含發(fā)泡劑粉狀物的產(chǎn)生，不必進(jìn)一步處理，但二步法工藝生產(chǎn)流程較長，投資費用較高，且生產(chǎn)過程能耗大，產(chǎn)品成本高。一步法雖有缺點，但與二步法比較仍是利多弊少，特別是在經(jīng)濟(jì)上占有極大優(yōu)勢，故目前國外生產(chǎn)EPS較為普遍地應(yīng)用一步浸漬。,一步法，二步法生產(chǎn)EPS比較,,