聚苯乙烯工艺设计

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年产8万吨聚苯乙烯工艺设计

年产8万吨聚苯乙烯工艺设计

聚苯乙烯是一种重要的合成塑料,在建筑、包装、电子、汽车、家具等领域有广泛的应用。

为了满足市场需求,设计一个年产8万吨聚苯乙烯的工艺是非常重要的。

聚苯乙烯的生产工艺主要包括原料处理、聚合反应、脱溶剂、脱水、造粒和包装等步骤。

下面将对这些步骤进行详细描述。

首先是原料处理,聚苯乙烯的原料主要是苯乙烯。

苯乙烯通常通过蒸馏的方法从原油中提取得到。

提取后的苯乙烯需要进一步进行处理,去除杂质和不纯物质,以保证产品质量。

处理后的苯乙烯进入下一步。

第二步是聚合反应。

这一步骤中,苯乙烯与催化剂反应生成聚苯乙烯。

反应过程通常在高温和高压下进行。

催化剂的选择对聚合反应的效果有重要影响,需要选择高效和稳定的催化剂。

聚合反应结束后,得到的聚苯乙烯是液态的。

第三步是脱溶剂。

在脱溶剂步骤中,通过加入溶剂和进一步的提纯,将聚苯乙烯从反应体系中分离出来。

脱溶剂的过程是通过控制温度和压力变化,使聚苯乙烯从溶解状态转变为固态,随后通过过滤分离固态聚苯乙烯和溶剂。

第四步是脱水。

脱水步骤主要是将聚苯乙烯中的水分去除,使其达到规定的含水量。

水分的去除一般通过蒸馏或真空干燥的方法进行。

第五步是造粒。

在造粒步骤中,将干燥的聚苯乙烯颗粒化处理。

该步骤的目的是使聚苯乙烯便于储存和运输。

造粒过程中需要控制颗粒的大小和形状,以满足不同应用的要求。

最后是包装,将造粒后的聚苯乙烯包装成适当的包装材料,以便于存储和销售。

包装过程中需要注意产品的质量和卫生要求。

除了以上主要步骤,还需考虑废水、废气和固体废弃物的处理问题。

在聚苯乙烯生产过程中,会产生大量的废水和废气,以及一定量的固体废弃物。

这些废水、废气和固体废弃物需要经过相应的处理和回收利用,以减少环境污染。

为了保证工艺的顺利进行,需要建立一套完善的监控系统,实时监测生产过程中的各个参数和指标,以及产品的质量标准,确保产品符合国家和行业标准。

综上所述,年产8万吨聚苯乙烯的工艺设计主要包括原料处理、聚合反应、脱溶剂、脱水、造粒和包装等步骤。

EPS生产工艺配方

EPS生产工艺配方

EPS生产工艺配方EPS(发泡聚苯乙烯)是一种广泛应用于建筑、包装、航空航天等行业的轻质发泡塑料材料。

其生产工艺配方主要包括原料选择、预发泡工艺、模具设计等方面。

以下为一个关于EPS 生产工艺配方的700字简要介绍:一、原料选择EPS的主要原料是聚苯乙烯(PS)颗粒和发泡剂。

聚苯乙烯颗粒是发泡EPS的基础材料,其特点是耐候性好、绝缘性能优异、压缩性能稳定等。

发泡剂是用于使聚苯乙烯颗粒在加热过程中发泡膨胀的物质,常用的发泡剂有氯代烷烃类和氟代烷烃类。

二、预发泡工艺EPS的制备过程分为预发泡和后发泡两个主要步骤。

预发泡是通过加热将聚苯乙烯颗粒中的发泡剂加热到高温使其膨胀,形成颗粒状发泡物。

预发泡工艺包括以下几个步骤:1. 将聚苯乙烯颗粒和发泡剂按一定比例混合,形成原料料包。

2. 将原料料包通过给料器定量送入预发泡机,设定适宜的温度和压力。

3. 在预发泡机中,原料料包受到热量和压力的作用,颗粒中的发泡剂膨胀,形成预发泡聚苯乙烯。

三、后发泡工艺预发泡的聚苯乙烯颗粒在模具中施加热,再次膨胀形成模具充填件。

后发泡工艺包括以下几个步骤:1. 准备模具和后发泡机,确保温度和压力设定正确。

2. 将预发泡聚苯乙烯颗粒填充入模具中,使其充满整个模具腔体。

3. 关闭模具,将预发泡聚苯乙烯颗粒受热加热到一定温度。

4. 在一定时间内保持温度和压力,使填充物继续发泡膨胀和熟化。

5. 待时间结束后,打开模具,取出已经发泡的EPS制品。

四、模具设计模具的设计对于EPS制品的质量和外观有很大影响。

常用的模具设计方法包括:1. 确定制品的形状、尺寸和要求。

2. 绘制制品的工程图纸,包括正视图、剖视图等。

3. 模具材料的选择,通常选用耐磨性和导热性好的材料。

4. 设计模具的腔体结构和楔紧结构,以保证EPS在模具中充填均匀且不发生渗漏。

以上是关于EPS生产工艺配方的700字简要介绍。

EPS生产工艺的具体配方和工艺参数还需要根据具体的生产需求和工艺设备进行细化和优化。

聚苯乙烯注塑工艺

聚苯乙烯注塑工艺

聚苯乙烯注塑工艺引言聚苯乙烯(Polystyrene, PS)是一种常见的塑料材料,在注塑行业中被广泛应用。

注塑是一种将熔融的聚苯乙烯通过高压注入模具中,冷却后变为固态的过程。

本文将介绍聚苯乙烯注塑的工艺流程和常见的注意事项。

工艺流程聚苯乙烯注塑的工艺流程包括材料准备、熔融注塑、冷却固化和成型。

1. 材料准备首先,需要准备好聚苯乙烯颗粒作为原料。

选择高质量的颗粒能够确保产品的性能和外观。

在注塑之前,需要将颗粒加热至熔融温度,通常为180-240摄氏度。

2. 熔融注塑将已经加热至熔融温度的聚苯乙烯颗粒注入注塑机的料筒中。

注塑机通过螺杆将颗粒推进到高压区域,使其熔融并变为可注射的熔体。

当达到一定的注射压力后,熔体通过模具中的喷嘴进入模腔。

3. 冷却固化在模腔中,熔体会迅速冷却并固化成为固态的聚苯乙烯制品。

冷却时间的控制和模具的设计非常重要,它们直接影响产品的尺寸精度和物理性能。

4. 成型当聚苯乙烯完全冷却后,模具可以打开,取出成品。

如果需要加工或涂装,进一步的处理步骤也可以在此进行。

注意事项在聚苯乙烯注塑的过程中,以下几个方面需要特别注意:1. 温度控制:确保注塑机和模具的温度控制良好,避免过高或过低的温度对产品质量产生负面影响。

2. 模具设计:模具的设计应符合产品的要求,包括尺寸、结构、冷却系统等。

合理的模具设计可以提高产品的质量和生产效率。

3. 注塑机性能:选择合适的注塑机以满足产品的要求,包括注塑压力、注射速度和模具开合速度等。

4. 模具保养:定期清洁和维护模具,确保其光洁度和几何精度。

5. 聚苯乙烯材料:选择合适的聚苯乙烯材料,以确保产品的物理性能和外观的要求。

根据产品的特点选择不同的聚苯乙烯类型,例如透明、耐热等。

结论聚苯乙烯注塑工艺是一种常见且重要的塑料加工方法。

通过掌握聚苯乙烯注塑的工艺流程和注意事项,能够提高产品质量和生产效率,满足市场需求。

希望本文能为聚苯乙烯注塑工艺的理解和实践提供帮助。

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。

聚苯乙烯聚合生产工艺设计方案报告

聚苯乙烯聚合生产工艺设计方案报告

聚苯乙烯聚合生产工艺设计方案报告聚苯乙烯(Polystyrene,PS)是一种重要的热塑性塑料,具有良好的耐热性、电绝缘性、机械强度和耐化学性。

广泛应用于电子电器、建筑材料、包装材料等领域。

本文将针对聚苯乙烯的聚合生产工艺设计方案进行报告。

一、生产工艺选择聚苯乙烯聚合的工艺主要有马可夫尼柯夫-耶东采夫法(Mass-Markovnikov-Jeovchakiow Method,M-M-J法)、巴尼-哈维恩法(Bany-Hawkins method)和防爆珠法(Bead Polymerization)等。

在这些方法中,防爆珠法是应用最广泛、生产效率最高的方法,因此我们选择防爆珠法作为生产工艺。

二、原材料准备聚苯乙烯的原材料主要为苯乙烯单体(Styrene Monomer,SM),以及聚合反应中所需的溶剂、引发剂、稳定剂等助剂。

原材料准备包括苯乙烯的净化、助剂的添加等步骤。

三、反应体系设计防爆珠法是在一个特定的溶剂中进行的乳液聚合反应。

合理选择溶剂和乳化剂,以保证聚合反应的进行。

根据实验室试验的结果,可选择适宜的溶剂和乳化剂。

四、聚合反应条件聚苯乙烯的聚合反应一般在高温下进行,需要控制反应温度、压力和物料的配比等参数。

在防爆珠法中,一般选择高温高压的条件,具体反应条件根据实验室试验结果确定。

五、聚合反应控制在聚合反应过程中,需要控制反应的速率和聚合度。

可以通过引发剂的选择、引发剂用量、加料方式等方法来控制反应速率;通过聚合反应时间、温度、压力等来控制聚合度。

六、反应后处理聚合反应结束后,需要对反应产物进行后处理。

包括溶剂的回收、产物的分离、洗涤、干燥等步骤。

同时对产物进行质量检验,满足产品质量要求。

七、废弃物处理聚苯乙烯生产过程中产生的废弃物主要为溶剂、引发剂等。

需要采取环保措施,对废弃物进行处理和回收利用,减少对环境的污染。

八、安全措施在聚合生产工艺过程中,需要采取严格的安全措施,防止发生事故。

包括防爆、防漏、防火等措施,确保生产过程的安全性。

【精品】热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺

【精品】热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺

常熟理工学院-—-—--材料科学与工程专业聚合物合成工艺课程设计题目:热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺姓名:谭桂莲学号:150208138专业:材料科学与工程专业班级:08级材料(1)班指导教师左晓兵起止日期2010。

12—2011.01目录一、聚苯乙烯简介1.1聚苯乙烯的常用特性1。

2聚苯乙烯的主要用途1。

3使用及生产近况二、聚合机理2.1、聚合过程2.1.1链引发2.1.2链增长2.1.3链终止2.1.4链转移2.2、聚合工艺2.2.1预聚合2.2.2聚合2.2.3分离及聚合物后处理三、聚合体系各组分及作用3.1单体苯乙烯3.2引发剂3.3添加剂四、聚合工艺流程图五、聚合工艺介绍4.1聚合条件4.2聚合设备4.3预聚合釜的作用4.4PS的性能与应用4.4.1聚苯乙烯的共混改性4.4.2苯乙烯系列共聚物六、参考文献一、聚苯乙烯简介聚苯乙烯(polystyrene,PS)是四大通用热塑性树脂之一,它是由苯乙烯单体通过聚合反应而得到的高聚物,聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合等。

目前,大多聚苯乙烯生产厂家都采用本体聚合,通常用热引发或引发剂引发进行聚合反应而得到聚苯乙烯,其反应都属于自由基型的聚合。

1.1聚苯乙烯的常用特性聚苯乙烯是一种无定型的透明热塑性塑料。

其分子中仅含C、H两种元素,平均分子量在20万左右,密度为1。

04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯的密度小而大于聚乙烯和聚丙烯.聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环,故柔顺性差,质硬脆,抗冲击性能差,其制品敲打起来能发出类似金属的声音。

聚苯乙烯无色透明,透光率为88%〜90%,折光系数为1。

59-1.60,透光性仅次于聚甲基丙烯酸甲酯。

在受到光照和长时间存放时,往往出现混蚀和发黄现象。

聚苯乙烯易于着色,有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率,是成型工艺性最好的塑料品种之一。

因此易于制得形状复杂的塑件。

聚苯乙烯的力学性能与制造方法、相对分子量的大小、含杂质量和定向度有关,相对分子量小者,机械强度要低些,一般低于硬质聚氯乙烯。

年产8万吨聚苯乙烯工艺设计

年产8万吨聚苯乙烯工艺设计

毕业设计题目:年产8万吨聚苯乙烯工艺设计学院:化学与材料工程学院专业:高分子材料与工程*名:***学号:*********指导老师:**完成时间:设计说明可发性聚苯乙烯(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。

可发性PS 可被加工成低密度(0.7—10.0ib/ft3)的泡沫塑料剂品。

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。

本设计为年产8万吨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;在此基础上对聚合工段进行物料衡算、热量衡算、设备选型计算,绘制了带控制点的流程图、平面布置图及配管图,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。

Design DescriptionExpandable Polystyrene (Expandable Polystyrene, referred to as EPS) commonly known as the Department of polystyrene and styrene copolymer is a resin with the physical blowing agent and other additives mixture. EPS can be processed into low-density (0.7-10.0ib/ft3) goods of the foam agent. The most common is to be made of polystyrene with n-pentane as a blowing agent aggregates of transparent PS.The design for the annual production capacity of 80,000 tons can be made of polystyrene polymerization process design section, the reaction mechanism is free radical polymerization, suspension polymerization process used to styrene as monomer, water suspension medium done using one-step production of low-temperature suspension polymerization process. This method is a styrene monomer, initiator, dispersing agent, water, blowing agent and other auxiliaries to join 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; in this section based on the polymer material balance, heat balance, equipment selection, the mapping of control points with the flow chart, diagram and layout of piping plans and the preparation of the design specification and calculation of the book.Key Words:Expandable polystyrene,Suspension Technique,Craft calculation,Technological design.1 总论1.1概论聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物,英文名称为Polystyrene, 简称PS。

聚苯乙烯工艺设计

聚苯乙烯工艺设计

聚苯乙烯工艺设计学生学号:学生姓名:专业班级:指导老师:完成日期:摘要: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。

可发性PS可被加工成低密度(0.7—10.0ib/ft3)的泡沫塑料剂品。

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。

关键词:可发性聚苯乙烯,悬浮聚合,影响因素一.聚苯乙烯的定义和合成1.1 .定义聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物,英文名称为Polystyrene,简称PS。

其分子结构式为:它是饱和烃类聚合物属热塑性树脂注意:化学性质非常活泼,单体在贮存、运输过程中,需要加入少量的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂以防止自聚1.2. 合成●本体聚合——获得的PS纯净度高,主要用来制造对电性能要求高的制品。

●悬浮聚合——获得的PS分子量高分布窄但纯度不如本体聚合PS,可用来制造一般日用和工业用品、和PS泡沫塑料。

乳液聚合——主要用于涂料和PS泡沫塑料。

溶液聚合——主要用于配制清漆。

各种生产方法制得的PS在性能上略有不同。

我国PS的工业化生产主要采用悬浮聚合和本体聚合,其中以悬浮法为主。

1.3.聚苯乙烯的结构聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。

由于侧苯基的体积较大,有较大的位阻效应,而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬,因此,玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高,且刚性脆性较大,制品易产生内应力。

由于侧苯基在空间的排列为无规结构,因此聚苯乙烯为无定形聚合物,具有很高的透明性。

侧苯基具有很大的空间位阻,造成PS分子链很僵硬,Tg在80℃。

侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些,苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。

此外,侧苯基可以使主链上a 氢原子活化,在空气中易氧化生成过氧化物,并引起降解,因此制品长期在户外使用易变黄、变脆。

但由于苯环为共扼体系,使得聚合物耐辐射性较好,在较强辐射的条件下,其性能变化较小。

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聚苯乙烯工艺设计学生学号:学生姓名:专业班级:指导老师:完成日期:摘要: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。

可发性PS可被加工成低密度(0.7—10.0ib /ft3)的泡沫塑料剂品。

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。

关键词:可发性聚苯乙烯,悬浮聚合,影响因素一.聚苯乙烯的定义和合成1.1 .定义聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物,英文名称为Polystyrene,简称PS。

其分子结构式为:它是饱和烃类聚合物属热塑性树脂注意:化学性质非常活泼,单体在贮存、运输过程中,需要加入少量的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂以防止自聚1.2. 合成•本体聚合——获得的PS纯净度高,主要用来制造对电性能要求高的制品。

•悬浮聚合——获得的PS分子量高分布窄但纯度不如本体聚合PS,可用来制造一般日用和工业用品、和PS泡沫塑料。

乳液聚合——主要用于涂料和PS泡沫塑料。

溶液聚合——主要用于配制清漆。

各种生产方法制得的PS在性能上略有不同。

我国PS的工业化生产主要采用悬浮聚合和本体聚合,其中以悬浮法为主。

1.3.聚苯乙烯的结构聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。

由于侧苯基的体积较大,有较大的位阻效应,而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬,因此,玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高,且刚性脆性较大,制品易产生内应力。

由于侧苯基在空间的排列为无规结构,因此聚苯乙烯为无定形聚合物,具有很高的透明性。

侧苯基具有很大的空间位阻,造成PS分子链很僵硬,Tg在80℃。

侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些,苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。

此外,侧苯基可以使主链上a 氢原子活化,在空气中易氧化生成过氧化物,并引起降解,因此制品长期在户外使用易变黄、变脆。

但由于苯环为共扼体系,使得聚合物耐辐射性较好,在较强辐射的条件下,其性能变化较小。

1.4.聚苯乙烯的性能1.4.1 基本特征聚苯乙烯为无色、无味的透明刚性固体,透光率可达88%~90%,制品质硬,落地时会有金属般的响声。

聚苯乙烯的密度在1.04~1.07 之间,尺寸稳定性好,收缩率低。

聚苯乙烯容易燃烧,点燃后离开火源会继续燃烧,并伴有浓烟。

1.4.2 力学性能聚苯乙烯属于一种硬而脆的材料,无延伸性,拉伸时无屈服现象。

聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用塑料中是很高的,但其冲击强度很低。

聚苯乙烯的力学性能与合成方式、相对分子质量大小、温度高低、杂质含量及测试方法有关。

1.4.3 热性能聚苯乙烯的耐热性能较差,热变形温度约为70~95℃,长期使用温度为60~80℃。

聚苯乙烯的热导率较低,约为0.10~0.13W/ ( m·K ) ,基本不随温度的变化而变化,是良好的绝热保温材料。

聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热材料之一。

聚苯乙烯的线膨胀系数较大,为(6~8 )X10-5K-1,与金属相差悬殊甚大,故制品不易带有金属嵌件。

此外,聚苯乙烯的许多力学性能都显著受到温度的影响。

1.4.4 电性能聚苯乙烯是非极性的聚合物,使用中也很少加人填料和助剂,因此具有良好的介电性能和绝缘性,其介电性能与频率无关。

由于其吸湿率很低,电性能不受环境湿度的影响,但由于其表面电阻和体积电阻均较大,又不吸水,因此易产生静电,使用时需加人抗静电剂。

1.4.5 耐化学药品性聚苯乙烯的化学稳定性比较好,可耐各种碱、一般的酸、盐、矿物油、低级醇及各种有机酸,但不耐氧化酸,如硝酸和氧化剂的侵蚀。

聚苯乙烯还会受到许多烃类、酮类及高级脂肪酸的侵蚀,可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷以及醋类当中。

此外,由于聚苯乙烯带有苯基,可使苯基a 位置上的氢活化,因此聚苯乙烯的耐气候性不好,如果长期暴露在日光下会变色变脆,其耐光性、氧化性都较差,使用时应加人抗氧剂。

但聚苯乙烯具有较优的耐辐射性。

1.4.6 加工性聚苯乙烯是一种无定形的聚合物,没有明显的熔点,从开始熔融流动到分解的温度范围很宽,约在120~180℃之间,且热稳定性较好,因此,成型加工可在很宽的范围内进行。

聚苯乙烯由于其成型温度范围宽且流动性、热稳定性好,所以可以用多种方法加工成型,如注射、挤出、发泡、吹塑、热成型等。

(1) 由于聚苯乙烯的吸湿率很低,约为0.01%~0.2 % ,因此加工前一般不需要干燥,如果需要制成透明度高的制品时,才需干燥。

(2) 聚苯乙烯在成型过程中,分子链易取向,但在制品冷却定型时,取向的分子链尚未松弛完成,因此易使制品产生内应力.因此,加工时除了选择合适的工艺条件及合理的模具结构外,还应对制品进行热处理,热处理的条件一般为60~80℃下处理1~2h 。

聚苯乙烯的成型收缩率较低,一般为0.2%~0.7% ,有利于成型尺寸精度较高及尺寸稳定的制品。

(3) 聚苯乙烯的主要成型方法为注射、挤出和发泡。

注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法。

可采用螺杆式注射机及柱塞式注射机.成型时,根据制品的形状和壁厚不同,可在较宽的范围内调整熔体温度,一般温度范围为180~220℃。

挤出成型可采用普通的挤出机。

挤出成型的产品有板材、管材、棒材、片材、薄膜等。

成型温度范围为150~200℃。

2.1 聚苯乙烯的应用聚苯乙烯是通用塑料中最容易加工的品种之一,成型温度与分解温度相差大,可在很宽的温度范围内加工成型。

同时,它具有成本低、刚性大、透明度好、电性能不受频率的影响等特点,因此可广泛地应用在仪表外壳、汽车灯罩、照明制品、各种容器、高频电容器、高频绝缘用品、光导纤维,包装材料等。

可发性聚苯乙烯由于其质量轻、热导率低、吸水性小、抗冲击性好等优点,广泛地应用于建筑、运输、冷藏、化工设备的保温、绝热和减震材料等方面。

聚苯乙烯还可通过发泡成型来制备包装材料及绝热保温材料。

聚苯乙烯的泡沫制品也是其树脂的主要用途。

其发泡方法主要有两种。

第一种方法是首先把聚苯乙烯树脂制备成含有发泡剂的珠粒,称为可发性聚苯乙烯(EPS)。

这种产品主要为厚板、包装箱等。

第二种方法是直接将发泡剂(如偶氮化合物、碳酸铵等)及其他助剂与聚苯乙烯混合均匀,然后通过挤出发泡、冷却定型即可。

其主要产品为片材、仿木型材等。

3.1 聚苯乙烯生产工艺3.1.1 聚合机理离子型聚合(包括配位离子型)自由基型聚合3.2.1 聚合方法四种均可,应用较多的是:本体聚合,悬浮聚合。

a.苯乙烯的本体聚合1.单体:纯度>99.5%2.引发剂:热引发3.反应器:塔式、釜式、槽式和管式等,一般采用:两个或更多反应器串联4.工艺:预聚→聚合→后处理随着苯乙烯本体聚合工艺的不断改造,还出现了五釜串联、三釜一管串联、一立一卧串联等生产工艺。

b.苯乙烯悬浮聚合1.苯乙烯低温悬浮聚合2.苯乙烯高温悬浮聚合(1)苯乙烯低温悬浮聚合单体/水:1/1.4~1/1.6分散剂:磷酸三钙引发剂:过氧化苯甲酰(占总引发剂的90%~80%)和过氧化叔丁基苯甲酸酯(占总引发剂的10%~20%)复合型引发剂。

分散介质:去离子水单体纯度:>99.5%聚合转化率:90%左右产物:相对分子质量可达20×104,宜作发泡聚苯乙烯材料。

(2)苯乙烯高温悬浮聚合主分散剂:MgCO3(可在釜用Na2CO3与MgSO4制备)助分散剂:苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物苯乙烯高温悬浮聚合3.2.2 高温聚合优点1.可不用引发剂,反应速度快,产品质量高。

2.用无机悬浮剂,聚合产品外表面无表面膜,易于洗涤、分离。

3.配方来源丰富,成本低。

4.粘附物少,使釜运转周期加快。

4.1 苯乙烯类树脂的种类苯乙烯类树脂按结构可划分成20多类,主要有通用级聚苯乙烯(GPPS)、发泡级聚苯乙烯(EPS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)等。

EPS采用自由基悬浮聚合,引发剂BPO,分散剂羟乙基纤维素,85~90O C下反应。

产物用低沸点烃类发泡剂浸渍制成可发性珠粒。

当其受热至90~110O C时,体积可增大5~50倍,成为泡沫塑料。

5.1 可发性聚苯乙烯(EPS)工艺路线可发性聚苯乙烯(EPS)首先是由德国BASF公司于1949年发明的一种可制成塑料泡沫的材料。

这种材料最先由瑞典政府进行大规模商品化生产救生圈。

由于EPS具有热传导率低,吸水性小,电绝缘性能好,隔音,防潮,防震及成型工艺简单等优良特性,因而在建筑,船泊,汽车,火车,冷藏等行业广泛作为隔热防烟材料和抗震材料,同时也被广泛用作包装材料。

国外对EPS的研究已卓有成效地从实验室走向了工业化,产品质量已达相当水平,但国内的EPS产品质量却始终存在一定的缺陷。

5.2 为何选悬浮聚合法悬浮聚合具有产品纯度高,成本低,聚合热容易除去,无回收问题,随分子量增大体系粘度变化小,温度易控制,以及颗粒大小可以控制在较小的幅度范围内等优点。

此法是以水为分散介质或连续相,而单体液滴和聚合物颗粒为分散相,通过搅拌,单体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基从而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,使液滴的粘度增大。

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

这样就形成了一个大液滴和小液滴的平衡态,在适宜温度下反应6-8小时后加入发泡剂浸渍一段时间便可制得EPSEPS悬浮聚合一般可分为“一步浸渍法”(一步法)和“二步浸渍法’(二步法)两种。

5.2.1 一步法a.技术原理一步法是一种将苯乙烯单体,引发剂,分散剂,水,发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内,聚合出含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤,离心分离和干燥而制得EPS珠粒产品的方法。

徐红岩开发出了一种以磷酸三钙(TCP)为分散剂,戊烷为发泡剂,过氧化苯甲酰(BPO)和过氧化苯甲酸叔丁酯(t-BP)为引发剂的一步法生产EPS的工艺。

以磷酸三钙为分散剂的一步法工艺粘釜物少,且比原二步法工艺省时。

5.2.2 工艺流程5.2.3二步法b.技术原理二步法工艺是将苯乙烯,PS,软水以及分散剂溶解,混合,经计量槽加入聚合釜内,加入引发剂和部分助剂,在适宜的条件下进行聚合生成PS粒料并干燥至含2%~3%的水分。

然后将拟进行浸渍的PS粒料,在不断搅拌的条件下,用旋风加料器或人工送至含一定分散剂和发泡剂(如戊烷)的釜中,在适当的温度和压力下浸渍2~3小时,以获得EPS。

从上面可以看出,二步法生产EPS珠粒很早就被利用,但其工序复杂,原材料消耗大等缺陷,从而不易实现其工业化,也就制约了它的进一步发展。

一步法、二步法生产EPS比较项目一步法二步法EPS成品质粒径分布较宽,不均粒径分布较窄,原材料规格序号 原材料名称 代号 控制项目名称及指标用途 1 苯乙烯 ST 外观:无色透明液杂机械杂质无游离水份纯度:≥99.6%聚合物:≤50ppmTBC:≤50ppm反应单体 2过氧化 BPO 外观:白色结晶粉沫 低温量 匀粒子均匀 工艺条件工艺要求严格,能耗少,流程短能耗较大,流程长,工艺要求相对较低,易操作 技术经济 一次性投资较高,生产自动化程度高,易集中控制,人工操作少一次性投入较低 ,自动化程度低,人工操作较多 生产灵活性 因发泡剂易挥发,故仓储时间短 市场适应性差,设备利用率差 中间产品PS 可作为产品出售,也可生产其他品种,市场适应性强苯甲酰纯度:干基≥98%(m/m)水份: ≤25-305活性氧量(干基)% ≥6.50引发剂3 过氧化苯甲酸叔丁酯Cp-O2引发剂“C”含量:≥95%叔丁基过氧化氢含量(TBHP)≤1%铁含量:≤5ppm比重d4 25:1.035-1.045折光指数n25:1.495-1.50高温引发剂4 羟基磷酸钙HAP 分散剂5 十二烷基苯磺酸钠SDBS试剂级助分散剂6 磷酸氢二钠DSP7 涂层剂外观:细白粉未,无团块粒径:200目通过95%以上8 戊烷C50 C4: ≤4%正.异戊烷含量94%C6: ≤2%发泡剂环烷烃: ≤0.1%苯:0.1%9 过氧化二异丙苯DCP 外观:无色或白色结晶粉末 纯度:≥96% 总挥发物%≥0.4 交联剂 高温引发剂 10 六溴环十二烷HBC D 水份及挥发份%≤2.0 阻燃剂 11 成核剂SN 密度g/cm3 :0.93 粘度cps :450 12过硫酸钾 KPS稳定 5.3 影响因素5.3.1 水质EPS 悬浮聚合时,水质对体系影响很大。

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