苯乙烯悬浮聚合制备聚苯乙烯的合成工艺

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悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒

悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒

化学综合实验二悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒实验目的:1、巩固萃取、水洗分离的基本操作2、巩固化学品称量的基本操作3、学会PVA悬浮分散剂的实验室制备方法4、学会悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒的实验室制备方法5、了解悬浮聚合的一般原理实验原理:1、苯乙烯的纯化加入5%氢氧化钠水溶液萃取主要是利用酚与强碱相互作用的反应原理,除去原料单体苯乙烯中的阻聚剂(对苯二酚),再进行水洗目的在于除去残留在苯乙烯中的碱液。

2、悬浮分散剂的制备原理聚乙烯醇(PVA),聚醋酸乙烯酯部分或完全水解制得,它是一类水溶性高分子。

但高分子在溶剂中的溶解不同于小分子,高分子的溶解过程首先是小分子扩散到大分子链间,使高分子形体溶涨,高分子链间作用力减弱;随着溶涨程度进一步加深,高分子链活动性变大,最终导致高分子化合物溶解,成为均一透明的高分子溶液。

磷酸钙作为分散剂必须是是一种具有一定活性的无机细微粉末。

为了提高分散效果,一般采用氯化钙溶液和磷酸钠溶液直接反应制备。

3、悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒的原理(1)悬浮聚合是将不溶于水的单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合,这是自由基聚合一种特有的聚合方法。

(2)基本组分有单体、引发剂、水、悬浮剂等。

(3)悬浮剂是一类能将油溶性单体分散在水中形成稳定悬浮液的物质,例如聚乙烯醇,悬浮机理就是吸附在液滴表面,形成一层保护膜。

碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土、硅藻土、白垩等。

所制备聚合物粒子粒度均匀、表面光滑、透明度好;粉末越细,分散和保护能力越强,得到的聚合物粒子越细;因此,通常采用在水中进行化学反应的方法临时制备。

用量为体系总水量的 0.1% - 1% 。

无机分散剂的悬浮机理就是吸附在液滴表面,形成一层隔离层,如图所示:单体液滴在搅拌和分散剂作用下形成较稳定的悬浮液滴而聚合的过程,原理如图所示:(4)悬浮聚合得到的粒状树脂,粒径在0.01 ~ 5 mm 范围。

一般情况下单体是聚合物的良溶剂。

苯乙烯的悬浮聚合实验报告

苯乙烯的悬浮聚合实验报告

苯乙烯的悬浮聚合实验报告一、实验目的1、了解悬浮聚合的基本原理和特点。

2、掌握苯乙烯悬浮聚合的实验操作方法。

3、学会通过实验观察和分析,探讨影响聚合反应的因素。

二、实验原理悬浮聚合是将单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合反应。

在悬浮聚合中,单体不溶于水,借助搅拌的作用,在分散剂的存在下,分散成小液滴,并在油溶性引发剂的作用下进行聚合反应。

反应结束后,经过分离、干燥等处理,得到粉状或粒状的聚合物产品。

苯乙烯在过氧化二苯甲酰(BPO)引发剂的作用下,发生自由基聚合反应。

反应式如下:```nCH2=CH(C6H5) → CH2-CH(C6H5)n```三、实验药品与仪器1、实验药品苯乙烯:化学纯过氧化二苯甲酰(BPO):分析纯聚乙烯醇(PVA):化学纯去离子水2、实验仪器电动搅拌器恒温水浴锅三口烧瓶回流冷凝管温度计布氏漏斗抽滤瓶表面皿四、实验步骤1、安装实验装置在三口烧瓶上分别安装电动搅拌器、回流冷凝管和温度计。

2、配制水相在烧杯中加入 100ml 去离子水和 05g 聚乙烯醇(PVA),加热搅拌使其完全溶解,冷却至室温备用。

3、配制油相在小烧杯中称取 20g 苯乙烯和 02g BPO,搅拌均匀。

4、聚合反应将配制好的水相加入三口烧瓶中,开动搅拌器,转速控制在 200-300r/min。

然后将油相用滴管逐滴加入三口烧瓶中,形成小液滴。

调节搅拌速度,使液滴分散均匀。

将三口烧瓶放入恒温水浴锅中,升温至80-85℃,反应 2-3 小时。

5、产物处理反应结束后,将产物冷却至室温,用布氏漏斗过滤,并用去离子水洗涤产物多次,以除去未反应的单体和分散剂。

将过滤得到的产物放在表面皿中,放入烘箱中,在 50℃下干燥至恒重。

五、实验现象及分析在实验过程中,观察到以下现象:1、油相滴入水相后,形成了乳白色的悬浮液,液滴大小较为均匀。

这是由于搅拌作用和分散剂的存在,使苯乙烯单体能够较好地分散在水相中。

2、随着反应的进行,悬浮液的颜色逐渐变深,由乳白色变为浅黄色。

聚苯乙烯的生产技术

聚苯乙烯的生产技术

聚苯乙烯的生产技术2009-07-21苯乙烯系树脂是苯乙烯单体经均聚或与其他单体共聚而得的一系列树脂。

1998年世界77%的苯乙烯用于生产各类苯乙烯系列树脂,日本这一比例为83%。

商品化苯乙烯聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、发泡聚苯乙烯(EPS树脂)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯一丙烯睛(SAN)共聚物等。

几种重要的商品化苯乙烯聚合物基本上都是以自由基链式聚合机理经本体、溶液、悬浮或乳液工艺制造的,其中稀释剂本体法工艺最为常用,虽然某些苯乙烯类树脂用悬浮法工艺(EPS树脂)和乳液法工艺(ABS树脂)生产,但由于经济及其他一些原因,在可能的情况下尽可能采用连续本体工艺是一个发展趋势。

采用自由基聚合反应生产的聚苯乙烯(PS)是玻璃化温度为105 C的无规聚合物,PS均聚物是无定型的脆性材料,具有优异的透明性和可加工性,可制成形状复杂的制品。

IPS是通过苯乙烯在聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物存在下进行聚合而形成的一种高分子共混物(橡胶粒子分散在PS基质中)。

苯乙烯与丙烯腈、a-甲基苯乙烯、马来酸酐进行共聚,得到的聚合物具有较高的热性能和机械性能。

苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚可以提高透明性和耐磨性。

苯乙烯与丙烯腈、丁二烯的三聚物(ABS树脂)具有优良的热性能、机械性能和抗冲击性能等综合性能。

苯乙烯共聚物是通用树脂和工程树脂之间的一个桥梁,主要用于汽车、电子电器和器械部件以及家用器具等领域,在这些应用领域与尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)以及聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)竞争。

工业上聚苯乙烯的生产主要采用两种生产工艺:本体法及悬浮法。

本体法是最主要的生产方法,目前世界上85%以上的Ps和IPS是采用连续本体法工艺生产的。

连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线,生产能力为(20〜160)kt/a。

通过改进反应器设计、相对分子质量和橡胶粒径控制和脱挥技术,可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。

苯乙烯悬浮聚合实验报告

苯乙烯悬浮聚合实验报告

苯乙烯悬浮聚合实验报告实验目的:本实验旨在通过苯乙烯悬浮聚合实验,探究聚合反应的过程和原理,并观察聚合物的形成情况。

实验原理:苯乙烯是一种单体,通过悬浮聚合反应可以将其聚合成聚苯乙烯。

悬浮聚合是指将单体悬浮在溶剂中,通过引发剂的作用,使单体逐渐聚合成高分子聚合物的过程。

在实验中,通常使用过硫酸铵作为引发剂,将其加入苯乙烯和溶剂的混合物中,通过加热反应使聚合反应进行。

实验步骤:1. 准备实验所需的苯乙烯、过硫酸铵、溶剂等材料,并将苯乙烯和溶剂按照一定比例混合均匀。

2. 将混合物倒入反应器中,并加入适量的过硫酸铵作为引发剂。

3. 将反应器密封,并加热至一定温度,使聚合反应开始进行。

4. 观察反应过程中的变化,包括颜色的变化、溶液的浑浊度等。

5. 当反应一定时间后,停止加热,待反应液冷却后,得到聚苯乙烯。

实验结果:在实验过程中,我们观察到苯乙烯和溶剂混合物在加热后逐渐变得浑浊,颜色也由无色逐渐变为黄色。

这是因为苯乙烯发生了聚合反应,形成了聚苯乙烯颗粒。

在实验结束后,我们得到了一定量的聚苯乙烯产物。

实验讨论:通过本实验,我们可以看到悬浮聚合反应是一种常见的聚合方法。

在实验中,过硫酸铵作为引发剂起到了催化聚合反应的作用。

聚合反应的进行需要一定的温度和时间,过高或过低的温度都会影响聚合反应的效果。

此外,溶剂的选择也对聚合反应有一定的影响,合适的溶剂可以提供良好的反应环境。

聚苯乙烯是一种常见的高分子材料,具有良好的物理性质和化学稳定性。

它可以用于制作塑料制品、电子产品外壳等。

通过悬浮聚合反应,可以控制聚苯乙烯的分子量和粒径,从而调节其性能。

因此,悬浮聚合反应在工业生产中具有重要的应用价值。

实验总结:通过苯乙烯悬浮聚合实验,我们了解了聚合反应的过程和原理,并观察到了聚苯乙烯的形成情况。

实验结果表明,悬浮聚合反应是一种有效的聚合方法,可以用于制备高分子材料。

在实际应用中,我们可以根据需要调节反应条件和材料配比,以获得所需的聚合物性能。

悬浮法生产聚苯乙烯_

悬浮法生产聚苯乙烯_

高分子合成工艺设计说明书题目院、部:材料与化学工程学院学生姓名:***指导教师:罗建新职称讲师专业:高分子材料与工程学院班级:1001班完成时间:2013年6月2日可发性聚苯乙烯(Expandable PolyStyrene,简称EPS)通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物,是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。

最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。

可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计,反应机理是自由基聚合,采用悬浮聚合工艺,以苯乙烯为单体,水做悬浮介质,采用低温悬浮聚合一步法生产工艺。

此方法是将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内,聚合后得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分离和干燥,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品;针对聚合反应釜进行了物料衡算、热量衡算,在此基础上通过分析工艺流程,选择出了工艺设备并计算,绘制了带控制点的流程图、并编制了设计说明书和计算书。

关键词:可发性聚苯乙烯;悬浮聚合;物料衡算;工艺设计Expandable Polystyrene (Expandable PolyStyrene, referred to as EPS) commonly known as the Department of polystyrene and styrene copolymer is a kind of mixture with resin the physical blowing agent and other additives mixture. The most common is to be made of polystyrene with n-pentane as a blowing agent aggregates of transparent PS.The design is about of polystyrene polymerization process section that the annual production capacity is32000 tons, The reaction mechanism is free radical polymerization, suspension polymerization process used styrene as monomer, water suspension medium done using one-step production of low-temperature suspension polymerization process. This method is adding styrene monomer, initiator, dispersing agent, water, blowing agent and other auxiliaries to reactor, the polymer containing a foaming agent, after the resin particles by washing, centrifugal separation and drying, the system may be made of polystyrene beads products; mainly contrapose the polymerization reactor carried out for material balance, heat balance, in this based on the analysis process to select out of the process equipment and calculate and draw the flow chart with control points. And the preparation of the design specifications and calculations of the book.Key Words:e xpandable polyStyrene ;suspension technique ;craft calculation;technological design目录第一章绪论1.1聚苯乙烯简介 (6)1.2聚苯乙烯的基本物性 (8)1.3国内外的现状及发展前景第二章工艺流程和方案的说明及论证2.2发泡聚苯乙烯技术工艺比较2.2.1塔式本体聚合技术[3] (9)2.2.2 添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术 (10)2.3 苯乙烯的悬浮聚合[4] (11)2.4苯乙烯种子法悬浮聚合 (12)2.5发泡聚苯乙烯生产工艺 (13)2.5.1一步法聚合工艺 (15)2.5.2二步法聚合工艺 (16)2.5.3一步法工艺与二步法工艺的比较[6] (17)2.5.4可发性聚苯乙烯基本性能 (18)2.5.5生产原理及工艺流程......................... 错误!未定义书签。

苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合及离子交换树脂的制备

苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合及离子交换树脂的制备

苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合及离子交换树脂的制备悬浮聚合是一种聚合反应方法,通过将单体分散在连续相中,形成微小悬浮液滴,使单体在悬浮液滴中聚合成聚合物颗粒。

苯乙烯和二乙烯苯是两种常用的单体,可以通过悬浮聚合方法制备聚苯乙烯和聚二乙烯苯。

离子交换树脂是一种具有离子交换性能的高分子材料,可以通过聚合反应和交联反应制备得到。

1.悬浮聚合制备聚苯乙烯悬浮聚合制备聚苯乙烯的反应过程如下:(1)将苯乙烯单体和溶剂加入反应釜中,并加入表面活性剂或乳化剂,使得苯乙烯形成微小悬浮液滴。

(2)加入引发剂并进行聚合反应。

引发剂可以是过硫酸铵等,需要提供足够的温度和搅拌条件来加速反应。

(3)控制聚合反应的时间,待聚合物颗粒形成后,停止反应。

(4)通过离心或过滤等方法,将聚合物颗粒分离出来并溶剂去除。

(5)对聚合物颗粒进行干燥或烘焙,最后得到聚苯乙烯产品。

2.悬浮聚合制备聚二乙烯苯悬浮聚合制备聚二乙烯苯的反应过程和制备聚苯乙烯的过程类似,具体步骤如下:(1)将二乙烯苯单体和溶剂加入反应釜中,并加入表面活性剂或乳化剂。

(2)加入引发剂并进行聚合反应,控制反应温度和时间,促使单体在悬浮液滴中进行聚合反应。

(3)停止聚合反应并分离出聚合物颗粒。

(4)溶剂的去除和聚合物的干燥,最终得到聚二乙烯苯产品。

离子交换树脂的制备方法较为多样,常用的方法包括聚合反应和交联反应。

具体过程如下:(1)选择合适的单体和交联剂。

单体可以选择含有离子交换基团的单体,如含有胺基、羧基等的单体。

交联剂可以选择双官能团的化合物,如二乙二醇二甲基丙烯酸酯等。

(2)将单体和交联剂混合,并加入引发剂进行聚合反应。

(3)调节反应条件,如温度、时间等,促使单体聚合形成高分子聚合物。

(4)通过适当的处理方法,如水解、交联等,得到具有离子交换性能的聚合物颗粒。

(5)对于固态离子交换树脂,需要将其颗粒进行干燥或烘焙。

总结:悬浮聚合方法可以用于制备聚苯乙烯和聚二乙烯苯等高分子聚合物。

苯乙烯的悬浮聚合实验报告

苯乙烯的悬浮聚合实验报告

苯乙烯的悬浮聚合实验报告实验目的:本实验旨在通过苯乙烯的悬浮聚合实验,掌握聚合反应的基本原理和技术操作,加深对聚合反应过程的理解,培养实验操作能力和科学研究素养。

实验原理:苯乙烯是一种重要的合成树脂原料,其聚合反应是通过引发剂在水相中引发的。

在实验中,首先将苯乙烯、引发剂和乳化剂悬浮在水相中,然后通过搅拌和控制温度,使苯乙烯发生聚合反应,最终得到聚苯乙烯颗粒。

实验步骤:1. 准备实验仪器和试剂,称取苯乙烯、引发剂、乳化剂等试剂,准备水相和油相。

2. 悬浮聚合反应,将苯乙烯、引发剂和乳化剂悬浮在水相中,通过搅拌和控制温度进行聚合反应。

3. 分离和干燥,将反应后的聚合物颗粒进行分离和干燥处理,得到最终产品。

实验结果:通过实验操作,成功得到了白色的聚苯乙烯颗粒,颗粒大小均匀,表面光滑。

经过称量和计算,得到了聚苯乙烯的收率和平均颗粒大小。

实验讨论:在实验中,我们注意到了一些问题,比如聚合反应过程中温度的控制、搅拌速度的影响等。

这些问题对于聚合反应的控制和产品质量具有重要意义。

同时,我们也对实验结果进行了分析和讨论,探讨了聚合反应的影响因素和优化方法。

实验结论:通过本次实验,我们成功地进行了苯乙烯的悬浮聚合实验,得到了聚苯乙烯颗粒,并对实验结果进行了分析和讨论。

这次实验不仅增加了我们对聚合反应的理解,也提高了我们的实验操作能力和科学研究素养。

实验总结:本次实验使我们对聚合反应有了更深入的了解,也为今后的科学研究和工程实践打下了良好的基础。

同时,我们也意识到了实验中存在的问题和改进的空间,为今后的实验工作提供了有益的参考。

通过本次实验,我们深刻认识到了聚合反应的重要性和复杂性,也明白了科学研究需要不断的实践和探索。

希望通过今后的努力,能够取得更多的实验成果,为科学研究和工程技术的发展做出更大的贡献。

聚苯乙烯的悬浮聚合方法的研究

聚苯乙烯的悬浮聚合方法的研究

绵阳职业技术学院材料工程系高分子材料应用技术专业毕业论文聚苯乙烯的悬浮聚合方法的研究学院:绵阳职业技术学院系部:材料工程系班级:高分子11班学号:201101505姓名:刘勇指导老师:唐云、王燕时间:2013.09.30-2013.11.06聚苯乙烯的悬浮聚合方法的研究摘要:本文介绍了聚苯乙烯以及悬浮聚合的基本情况,通过悬浮聚合法制取了聚苯乙烯(PS)。

主要研究了引发剂用量、搅拌速度、温度、分散剂用量以及水和单体的比对苯乙烯悬浮聚合的影响。

结果表明:过氧化二苯甲酰引发剂用量为单休重的0.5%,聚乙烯醇稳定剂的用量为水量的0.05%(碳酸镁则为2-3%),单体与水比为1:5,反应温度为85-90℃,熟化温度为92-98℃,熟化时间为5小时。

可制得合适颗粒尺寸、透明度良好、产率高达 99.1%的聚苯乙烯。

关键词:苯乙烯;悬浮聚合;聚苯乙烯;工艺研究Abstrct: This paper introduces the basic situation of the suspension polymerization of polystyrene and polystyrene, by taking the suspension polymerization (PS). The main amount of initiator, agitation speed, temperature, amount of dispersing agent and water and the ratio of monomer to suspension polymerization of styrene. The results showed that: dibenzoyl peroxide initiator is an amount of 0.5% of weight of a single break, polyvinyl alcohol in an amount of stabilizer is 0.05% of water (as compared to 2 to 3% magnesium carbonate) monomer water ratio of 1 : 5, the reaction temperature is 85 a 90 ℃, curing temper ature of 92 a 98 ℃, aging time was 5 hours. , A suitable particle size can be obtained, good transparency, high yield of 99.1% polystyrene.Key Wowds:Styrene; suspension polymerization; polystyrene; Process目录前言 11 聚苯乙烯简介 11.1 分类 21.2 属性 21.3 发展历程 21.4 特点 31.5 机械性能 31.6 抗水防潮性 31.7 轻质高硬度 41.8 成型性能 41.9 化学性能 41.10市场分析 52 悬浮聚合 72.1 定义 72.2 特点 73 实验部分 73.1 仪器与原料 83. 2 实验方法 84结果与讨论 84.1 分散剂用量对聚合反应的影响 8 4.2 搅拌速度对聚合反应的影响 94.3 引发剂用量对聚合反应的影响 10 4.4 温度对聚合反应的影响 104.5 水和单体的比对聚合反应的影响 11 4.6 较佳实验条件下稳定性实验 115 结论 12参考文献 14致谢 15前言聚苯乙烯(Polystyrene,简称 PS)在合成树脂中有重要地位,已成为当今世界五大通用塑料之一。

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目录第一章概述1.1聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯介绍 (1)1.2 EPS储存条件 (1)1.3 EPS生产技术的进展 (2)1.4 EPS 存在的问题及解决方法 (2)第二章可发性苯乙烯工艺的设计原理和流程2.1可发性聚苯乙烯合成的原料 (3)2.2可发性苯乙烯珠粒制造 (4)2.3可发性聚苯乙烯塑料成型 (6)2.4熟化 (7)2.5成型 (7)第三章聚苯乙烯珠粒制备的影响因素1 悬浮分散体系的选择及影响 (7)2 悬浮分散剂的用量对粒径大小的影响 (8)3助分散剂的选择与作用 (8)4.搅拌桨的形式对悬浮聚合的影响 (8)5 聚合操作因素对产品质量的影响 (8)6 浸渍条件的影响 (9)7 后处理的影响 (9)第四章EPS的性能及用途4.1 力学性能 (9)4.2 绝热性能.................... .. (9)4.3化学性能 (10)4.4 EPS的用途 (10)五.总结 (11)六.参考文献第一章概述1.1聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯介绍聚苯乙烯(PS)包括普通聚苯乙烯(GPPS).可发性聚苯乙烯(EPS).高抗冲聚苯乙烯(HIPS)及间规聚苯乙烯(SPS)。

聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS)是一种无色透明的热塑性塑料,质地硬而脆,无色透明,可以和多种染料混合产生不同的颜色。

聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环,大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质,如透明度高,刚度大,玻璃化温度高,性脆等。

其玻璃化温度80~90℃,非晶态密度1.04~1.06克/厘米3,晶体密度1.11~1.12克/厘米3,熔融温度240℃,电阻率为1020~1022欧·厘米。

导热系数30℃时0.116瓦/(米·开)。

普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆,冲击强度低,易出现应力开裂,耐热性差及不耐沸水等。

此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。

全同聚合物有高度结晶性具有高于100摄氏度的玻璃转化温度,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。

发泡聚苯乙烯又称可发性聚苯乙烯,是由苯乙烯悬浮聚合,再加入发泡剂而制得。

白色珠状颗粒,相对密度1.05。

热导率低,吸水性小。

耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振。

介电性能优良。

溶于丙酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二氯乙烷、氯仿、不溶于乙醇、正己烷、环己烷、溶剂汽油等。

可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成,加工过程中受热发泡,专用于制作泡沫塑料产品。

高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物,丁二烯为分散相,提高了材料的冲击强度,但产品不透明。

间规聚苯乙烯为间同结构,采用茂金属催化剂生产,是近年来发展的聚苯乙烯新品种,性能好,属于工程塑料。

1.2 EPS储存条件贮存可发性聚苯乙烯树脂的设备要采取良好的接地预防措施,贮存可发性聚苯乙烯树脂的地方要有良好的通风,远离火源、热源,避免阳光直接照射,容器应密封良好,同时贮罐内应通以惰性气体;为保证最终产品质量,可发性聚苯乙烯树脂的贮存温度应保持在20℃;湿度不能太大,并且不能有水源。

在容器内的贮存期不能超过两个月,如在金属容器内贮存,则不能超过六个月。

1.3EPS生产技术的进展发泡聚乙烯作为一种重要材料已经在现代社会占有一席之地,比如作为建筑行业的绝热材料,以及用于各式各样的工业用具和食品的包装等等。

1950年,BASF开发出EPS,并因此在1950年2月获得“在聚合物中产生多空提的方法”的专利,这成为生产EPS产品的基础。

EPS最早应用于建筑业,很快以其优良的绝热性得到广泛的应用。

不久其作为包装材料的优点也凸显出来,他的抗冲击性能可以使货物在运送过程中免遭破坏,EPS包装逐渐代替了稻草和木质的包装。

这种新产品的大用户有机械式打印机公司、渔可大以及钢件结构玩具公司。

EPS是由苯乙烯单体生产的,这种单体不仅有人工合成的,而且还存在于草莓、咖啡豆等天然食品中。

如今的EPS已经不含有氟氯烃或加氢氯氟烃发泡剂,部分已经使用碳氢化合物的发泡剂来代替,这样EPSui臭氧层就不会有副作用。

1.4 EPS 存在的问题及解决方法EPS工业面临的问题有火灾、回收利用等问题。

然而在EPS中加入了阻燃剂这就大大的改善了其防火性能。

EPS可以回收重新制成EPS发牌材料,方法:1.简单的掩埋;此法费工、占地,而且不产生效益。

2.作为燃料用于焚烧;此法虽然可以产生热能,但是投资大。

3.利用EPS回收造粒设备,经过热熔再生造粒,将EPS再生成PS颗粒。

然后还可以加热熔融加入发泡剂,阻燃剂,成核剂等助剂,经加工处理制得XPS,广泛用于建材。

目前,此回收利用技术在国内已得到大面积推广,且成为EPS回收利用的主要途径之一。

4.化学回收利用,把废弃EPS分解成单体、化合物、燃料等可再用成分,使EPS回收真正成为闭环过程。

该方法具有以下优点:分解生成的化工原料其质量可与新料媲美;另外它具有大量处理废弃物的潜力,即能实现再资源化又能达到真正治理EPS对环境的污染。

当前化学回收中具有工业化潜力的工艺是裂解、汽化、加氢、热解。

化学回收虽然从反应机理而言并不新颖,但要全部进入实用化,还有不少工程问题需要解决。

5.破碎后作为添加材料,用于制作轻质保温建材,如EPS轻质混凝土、水泥聚苯板、EPS泡沫空心砖和EPS轻质屋顶隔热板等,其特点是充分利用了EPS泡沫塑料优良的绝热性能。

6.其它方法,比如制造带锈防锈漆、制造多功能树脂胶、制造防渗补漏剂、用作沥青增强剂等。

在建筑业上用作绝热材料,回收的材料还可以用作办公室设备、衣架等。

作为一种新的应用之一还可以用作木材代替品等等。

第二章.苯乙烯悬浮聚合合成可发性苯乙烯工艺的设计原理本文从悬浮聚合法对可发性聚苯乙烯的生产进行介绍,囊括聚合配方、工艺条件、聚合生产过程和后处理。

设计时需注意该如何进一步提高转化率问题以及如何排除生产过程中的三废问题,如何更专业化、功能化、环保化2.1.可发性聚苯乙烯合成的原料1.苯乙烯单体分子量为104,带有刺激性芳香味的无色透明液体,具有可燃性,属乙A类危险品。

沸点145.2℃,密度0.9048kg/m3,爆炸极限1.1%~6.1%,在水中溶解度小于0.1%。

苯乙烯对人体有害,吸入1%有绝对危险。

长时间接触,会刺激皮肤。

在室温及阳光照射下,会引起聚合作用,故生产中采取喷淋降温、加入阻聚剂等措施保持15℃以下温度储存;储存期一般三个月左右。

2.去离子水(脱盐水)要求PH= 6~8,电导率0.2~0.5μs/cm,有机物含量小于1PPm,重硬度0.05PPm 以下。

去离子水的制备:采用阴阳离子交换树脂法制取。

3.乳化剂能使苯乙烯在水中有效、均匀地分散成小油滴,悬浮在体系中,使聚合粒度均匀,根据不同的分散体系选择乳化剂,使成型粒子有效润滑,不粘结。

4.悬浮剂(稳定剂)第一,悬浮剂是保证悬浮体系稳定的重要因素,它能够保护胶体,防止珠状聚苯乙烯在成型时分离,防止聚苯乙烯于软粘阶段时分散不好凝结在一起而胶结;第二,控制、调节可发性聚苯乙烯珠粒的形状和粒径大小。

常用的有活性磷酸钙、羟乙基纤维素、明胶等。

活性磷酸钙(TCP),学名羟基磷酸钙(HAP),分子式Ca2(PO4)6(OH)2是非水溶性无机细微粉末。

由于它的构成特殊具有一定的活性和悬浮分散性,故在EPS、PS、SAN等树脂悬浮聚合中用作分散剂,而且对于提高树脂产品外观和生产效率、降低成本等方面有很大的作用。

对于一步法工艺来说,TCP悬浮剂有很多独到的优点。

羟乙基纤维素具有良好的增稠、乳化、悬浮、分散、保持水分、抗微生物侵蚀等性能。

5.低温催化剂(触媒)过氧化二苯甲酰(简称BPO),白色颗粒状晶体,分子量242.2,熔点103~105℃,自燃点99℃,松密度630㎏/m3微溶于水,易溶于有机溶剂。

6.高温引发剂(1)过氧化苯甲酸叔丁酯(T-BPB),透明液体,分子量为194.2,沸点112℃,凝固点8.5℃,粘度(20℃)6.5mPa·s,密度(20℃)1040㎏/m3。

(2)过氧化二异丙苯(DCP),分子量270.37,沸点395.85℃,熔点39.5℃,密度1082㎏/m3 (20℃)7.发泡剂可发性聚苯乙烯的发泡剂主要是戊烷(C5H12),分正戊烷(n- C5H12)和异戊烷(i-C5H12)。

通常用正戊烷和异戊烷按一定比例配制成发泡剂。

正戊烷和异戊烷的配比对EPS的储存期和发泡性能有很大影响。

工业品戊烷中,烯烃含量对可发性聚苯乙烯的加工性能影响很大,烯烃含量过高,易于引起产品收缩。

储存运输安全数据与操作要求:爆炸极限为1.32%~7.8%,属可燃性液体,一般用压力容器储存,使用过程中,应避免空气混入,避免明火靠近。

8.阻燃剂阻燃剂的作用主要在于可改变EPS着火的反应过程。

其原理是:阻燃剂在燃烧的条件下产生强烈脱水性物质,使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物,从而阻止火焰蔓延;阻燃剂分解产生不可燃气体,稀释并遮蔽空气以抑制燃烧。

六溴环十二烷(HBCD-75)是一种高含溴量的脂环族阻燃剂,主要用于有阻燃要求的热塑性和热固性高分子聚合物中。

本品应用于EPS,氧指数(OI)可大于30,达到国家规定的自熄标准。

同样本品对其它聚合物系统也具有热稳定性,添加量少,无须添加其它辅助阻燃剂。

此外,还有成核剂、还原剂、增塑剂、涂膜剂等材料。

可发性苯乙烯珠粒制造有一步法、一步半法、两步法。

2.2 可发性苯乙烯珠粒制造原理:苯乙烯单体在悬浮分散剂的存在下, 通过搅拌, 在水中形成悬浮油珠, 加入的引发剂在反应温度下分解出初级自由墓引发苯乙烯的聚合反应。

开始生成的聚苯乙烯溶解在苯乙烯单体液滴中, 使液滴的枯度增大。

当溶解了聚合物的、粘度增大Ε的小液滴相互碰撞时, 很容易枯并成大液滴, 在搅拌剪切力的作用下, 大液滴又会分解成小液滴。

在此期问, 悬浮分散剂的选择和用量对液滴的大小与德定起着重要作用。

一般惫浮聚合的分散剂有两类, 一类是水溶性的有机高分子化合物> 如明胶、聚乙烯醉, 经乙墓纤维素、甲爹纤维素, 以及顺丁烯二酸醉与苯乙烯共聚物的碱金属钠盆等。

它们可以调节水溶液的粘度, 降低水的表面张力, 增加苯乙烯液滴碰撞阻力, 还可吸附在油珠表面形成胶体护膜。

但有机高分子分散剂能与部分溶于水的苯乙烯单体发生接枝共聚, 形成絮状物,或粘釜比较严重。

第二类是无机分散剂, 如碳酸镁、碳酸钙、礴酸钙、清石粉等高分散性无机粉状物。

它们在分散过程中, 对单体液滴起着机械隔离作用‘ , 其粘釜较轻, 但用−较多, 后处理不便, 而且使珠粒的透明度降低。

采用有机高分子无机分散剂的复合分散体系, 可取二者的优点, 并使聚苯乙烯珠粒的粒经分布较窄。

a第一步是将苯乙烯合成聚苯乙烯珠粒,实验室装置如入所示:第二步再把聚苯乙烯珠粒筛选分为不同的等级,然后在同一级的珠粒中加入发泡剂,加热使发泡剂渗入珠粒中,冷却后成为可发性聚苯乙烯珠粒。

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