聚苯乙烯工藝介紹PPT課件.ppt

高分子材料與配方 輕化工程系石文鵬工訓(xùn)樓411E mail shwps111 Tele1 聚烯烴彈性體 熱塑性彈性體 TPE 是在常溫下顯示橡膠彈性 高溫下又能塑化成型的高分子材料 它可采用熱塑性塑料的加工設(shè)備和成型方法高效而經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出類似橡膠性能的制品 成型加工周期大大縮短 邊角廢料可回收利用 TPE的主要品種有聚烯烴類 苯乙烯類和聚氨酯類等 2 聚烯烴彈性體 根據(jù)制備方法不同 共混型熱塑性聚烯烴彈性體 TPO 共聚型熱塑性聚烯烴彈性體 POE 3 聚苯乙烯polystyrenePS目前產(chǎn)量僅次于PE PVC和PP居第四位 4 學(xué)習(xí)目的 了解PS的制備方法理解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 注重ABS三元共聚物中各組份對其性能的影響掌握PS剛 硬 脆 透明及成型加工性能特點(diǎn)和主要用途 5 PS樹脂的品種 通用聚苯乙烯高抗沖擊聚苯乙烯發(fā)泡聚苯乙烯 6 PS的優(yōu)點(diǎn) 質(zhì)地堅(jiān)硬 呈剛性化學(xué)性能和電絕緣性優(yōu)良黏度小 流動(dòng)性好 加工溫度范圍寬 易成型加工易著色 粘結(jié) 印刷性好透明度高 7 PS的缺點(diǎn) 脆性較大力學(xué)強(qiáng)度不高耐環(huán)境應(yīng)力開裂性差耐熱性差 8 PS的發(fā)展概述 二十世紀(jì)三十年代德國IG法本公司 BASF前身 工業(yè)化美國 日本 西歐GPSgeneralpolystyrene沖擊強(qiáng)度 耐熱性 應(yīng)力開裂 易燃五十年代接枝 嵌段共聚 共混 增強(qiáng) 9 我國PS現(xiàn)狀 五十年代后期工業(yè)化與發(fā)達(dá)國家相比 產(chǎn)量小 品種結(jié)構(gòu)不合理 10 苯乙烯的物化性能 苯乙烯是芳香族碳?xì)浠衔?常溫下為無色透明液體 其蒸汽有輕度毒性 略帶有香甜味但在空氣快速氧化后生成醛 酮等氧化物有刺激性異味 工業(yè)用苯乙烯純度在99 4 以上 含有少量醛 乙苯等雜質(zhì) 11 聚苯乙烯的合成 本體聚合 懸浮聚合 溶液聚合 乳液聚合 離子型聚合等方法合成聚苯乙烯工業(yè)上應(yīng)用較多的是本體聚合和懸浮聚合 12 本體聚合 聚合時(shí)先將苯乙烯在預(yù)聚釜中于95 115 下進(jìn)行預(yù)聚合 待轉(zhuǎn)率達(dá)30 35 送入連續(xù)塔式反應(yīng)器 反應(yīng)溫度從100 分段遞增至約180 維持反應(yīng)使最終轉(zhuǎn)率達(dá)95 左右反應(yīng)產(chǎn)物在真空罐中進(jìn)行脫氣處理 去除未反應(yīng)揮發(fā)物后 從底部排出 經(jīng)過擠出造粒得到PS粒狀物良好的透明性和電性能 相對分子質(zhì)量分布不均 13 懸浮聚合 根據(jù)反應(yīng)溫度不同可分為低溫聚合和高溫聚合 低溫聚合 聚乙烯醇 過氧化二苯甲酰 85 高溫聚合 無須使用引發(fā)劑 碳酸鎂或碳酸鈣 苯乙烯 順丁烯二酸酐鈉鹽 150 氮?dú)怛?qū)逐未反的苯乙烯單體再經(jīng)水洗 離心分離 氣流干燥制成珠粒狀PS樹脂 14 懸浮聚合 溫度易于控制 反應(yīng)熱易于散發(fā) 產(chǎn)品具有分子量分布均勻 綜合性能優(yōu)良的特點(diǎn) 產(chǎn)品中會殘留少量分散劑 對制品透明性有一定影響 其工藝過程也較本體聚合復(fù)雜 從目前來看以本體聚合主 懸浮聚合常用來生產(chǎn)可發(fā)性聚苯乙烯 EPS 珠粒 15 聚苯乙烯的結(jié)構(gòu) 高分子烴類聚合物 頭尾鍵接少量的支鏈和不飽和結(jié)構(gòu)側(cè)基大量苯環(huán)存在 結(jié)構(gòu)不規(guī)整 分子鏈僵硬 難于結(jié)晶 非晶態(tài)結(jié)構(gòu)叔碳?xì)浠顫?變色 脆性共軛苯環(huán)電荷分布均勻 弱極性 16 2020 1 9 17 聚苯乙烯的物理性能 PS原料為無毒 無色透明粒狀物密度為1 05g cm3 吸水率約為0 05 宏觀上質(zhì)硬似玻璃 落地或敲打時(shí)發(fā)出金屬般的清脆聲音易燃 燃燒時(shí)軟化 起泡 燃燒速度慢 有濃黑煙 黃煙 并伴有苯乙烯單體的甜香味 18 聚苯乙烯的化學(xué)性能 飽和的碳?xì)渚酆衔?無定形 大分子鏈上的苯環(huán)和受苯環(huán)活化的 位上的氫原子堿 鹽水溶液 低級醇類和某些酸類 如硫酸 磷酸 硼酸 10 30 的鹽酸 1 25 的醋酸 1 90 甲酸 濃硝酸和其它氧化劑能破壞PS 溶度參數(shù) 1 74 1 90 l03 J m3 1 2 四氯乙烷 苯乙烯 異丙苯 苯 氯仿 二甲苯 甲苯 四氯化碳 甲乙酮 酯類不溶于某些脂肪烴類 如己烷 庚烷等 乙醚 丙酮 苯酚非溶劑物質(zhì) 如高級醇類和油類 可使PS產(chǎn)生應(yīng)力開裂或溶脹 19 聚苯乙烯的力學(xué)性能 相對分子質(zhì)量小于5x1045x104 10 x104拉伸強(qiáng)度 脆性壓縮強(qiáng)度較好溫度硬度 模量3 5X103MN m2 20 聚苯乙烯的力學(xué)性能 21 聚苯乙烯的熱性能 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為80 105 脆化溫度Tb約 30 含單體5 的PS軟化點(diǎn)下降約30 100 70 連續(xù)使用溫度60 80 耐熱性不好 甲基苯乙烯 22 聚苯乙烯的熱性能 降解溫度300 350 苯乙烯和甲苯比熱容低 約為1 33kJ kg K 200 為室溫的兩倍 塑化快 冷卻快導(dǎo)熱系數(shù)低 為0 04 0 15W m2K線膨脹系數(shù)變化范圍為 6 8 10 5 23 聚苯乙烯的電性能 24 聚苯乙烯的光學(xué)性能 折光指數(shù)為1 59 1 60透光率達(dá)88 92 在塑料中其透明性僅次于丙烯酸類聚合物受陽光 灰塵作用后 出現(xiàn)混濁 發(fā)黃等現(xiàn)象加入1 不飽和脂肪酸胺 環(huán)胺或氨基醇類化合物 改善耐候性 制得高透明度的制品 25 聚苯乙烯的成型加工性能 成型溫度范圍寬 熔體黏度低 假塑性流體 尤其對剪切速率敏感 比熱容較PE和PP低 塑化速率和固化速率較快 注射成型生產(chǎn)周期可以縮短 無定形聚合物 成型收縮率小 0 45 制品尺寸穩(wěn)定性好吸水率低 一般的制品可不干燥而直接成型加工 外觀質(zhì)量要求較高的制品 成型前需在60 80 下干燥適當(dāng)時(shí)間 游離水分 26 聚苯乙烯的成型加工性能 鏈的剛性大 質(zhì)脆 熱膨脹系數(shù)比金屬的大制品不宜帶有金屬嵌件 以免在嵌件周圍產(chǎn)生應(yīng)力而開裂嵌件最好用銅質(zhì)或鋁質(zhì)的 并進(jìn)行預(yù)熱 在制品設(shè)計(jì)時(shí) 若無特殊需要 應(yīng)當(dāng)避有直角 銳角 缺口等 27 聚苯乙烯的成型加工性能 熱處理制品放入60 80 的熱水中1 4h鼓風(fēng)干燥烘箱內(nèi)靜置1 4h 然后緩慢冷卻至室溫減少或消除了制品的內(nèi)應(yīng)力 28 通用聚苯乙烯 根據(jù)揮發(fā)物的含量 分子量 所加助劑不同 耐熱型及中等流動(dòng)型和高流動(dòng)型耐熱型 分子量較高 殘存苯乙烯單體含量低 其軟化點(diǎn)比一般GPS高7 左右 適合于擠出成型和注塑高質(zhì)量的制品中等流動(dòng)型和高流動(dòng)型 分子量較低 加有一定量的潤滑劑 硬脂酸丁酯 液體石蠟 硬脂酸鋅等 流動(dòng)性提高 耐熱性降低 適合成型薄壁和形狀復(fù)雜的制品 29 通用聚苯乙烯 成型方法 注塑和擠出成型 模壓 壓延等 注射成型 170 250 60 120MPa 40 80 制品表面光澤度高 具有良好的尺寸穩(wěn)定性 產(chǎn)品精致美觀 廣泛用于工業(yè)和日?；钪?例如