塑料材料苯乙烯
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的拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高，其拉伸强度 可达60MPa；但冲击强度很小，难以用做工程塑料。
➢PS的耐磨性差，耐蠕变性一般。 ➢PS的力学性能受温度的影响比较大。
4.1.3 聚苯乙烯的加工
一 聚苯乙烯的加工性能
➢ PS属无定形树脂，无明显熔点，熔融温度范围比
较宽（120~180℃）；且热稳定性较好，分解温度 在300℃以上。
优点
具有高度透明、电绝缘性好、易着色、加工流动性好、 刚性好、及耐化学腐蚀等。
缺点
性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差、不 耐沸水等。
改性
克服聚苯乙烯脆性大、耐热性低的缺点。共聚、共混， 如ABS、AAS、ACS、AS树脂等。
4.1.1 聚苯乙烯的制备方法
一 主要原料
苯乙烯 结构式：
常温下苯乙烯为无色透明液体，有甜香味，在空气中快速 氧化后生成醛、酮等氧化物，生成的醌类化合物会使苯乙 烯着色。苯乙烯溶于大多数有机溶剂，对醚类、苯、正庚 烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、丙酮、二硫化碳等有无限的 溶解性。苯乙烯单体有着火爆炸性和轻度毒性。
一 聚苯乙烯的结构
饱和烃类聚合物、属线型热塑性树脂
体 ➢分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈
积 现刚性和脆性，制品易产生内应力。 较 大 ➢PS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致
的 PS为无定型聚合物，具有很高的透明性；
苯 环
➢侧苯基使主链上α氢原子活化，易于被空气中
侧 的氧氧化，制品长期户外使用变黄变脆。
一般采用：两个或更多反应器串联 4.工艺：预聚→聚合→后处理
先在预聚釜中使10%～50%的苯乙烯聚合，然 后在后面的反应器中使其他单体全部聚合。
苯乙烯悬浮聚合
苯乙烯 低温
悬浮聚合
苯乙烯 高温
悬浮聚合
苯乙烯低温悬浮聚合
单体/水：1/1.4～1/1.6 分散剂:聚乙烯醇 引发剂：BPO（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% 产物：相对分子质量可达20×104，宜作发泡材料。
塑化 成型 定型
挤出成型
发泡成型
可发性PS珠粒 预 发 泡 熟 化 成 型
➢1951年，原联邦德国发明了可发性PS制造工艺； ➢工艺条件简单：不需笨重模具、不需高温高压条件 （铝质模具、低压蒸汽或沸水条件）； ➢可制造各种形状复杂的泡沫塑料制品； ➢用途广泛：冷藏、建筑、精密仪器、电子等工业的 绝热、隔音、防震、防潮等包装材料。
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。
二 聚苯乙烯生产工艺
聚合机理
自由基型聚合 离子型聚合 （包括配位离子 型）
聚合方法
四种均可， 应用较多的是：
本体聚合 悬浮聚合
二 聚苯乙烯生产工艺 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
寸稳定性影响不大。
三 聚苯乙烯的性能
光学性能
➢透明性好是PS最大的特点，透光率可达88%~92%，同
PC和PMMA一样属最优秀的透明塑料品种，人称三大透 明塑料。
➢PS的折射率为1.59~1.60，但因苯环的存在，其双折射较
大，不能用于高档光学仪器。
三 聚苯乙烯的性能
力学性能
➢PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS
苯乙烯高温悬浮聚合
主分散剂：MgCO3 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
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。
4.1.2 聚苯乙烯的结构与性能
基 ➢耐辐射性能好。
4.1.2 聚苯乙烯的结构与性能
二 聚苯乙烯的分类
➢通用级PS 这种级别的PS在耐热性、流动性和冲击性能等方面都比较一般，即各方面性能都 Nhomakorabea备但不突出。
➢高分子量PS 这种PS的相对分子质量为5-20万。这种PS主要用
于要求耐冲击而不降低其透明性的场合。
➢耐热PS 这种PS主要是降低高分子量PS中残留的低挥发性单体 ➢易流动PS 这种PS主要是在低分子PS中加入内润滑剂和外润滑
剂，并且适当控制粒度的形状和大小。
三 聚苯乙烯的性能 一般性能
➢PS无色透明，无延展性，制品质硬似玻璃状，落地或敲
打会发出类似金属的声音；能断不能弯，断口处呈现蚌壳色 银光。
➢PS为无色透明的粒料，燃烧时火焰呈橙黄色并出发浓烟，
带有松节油气味，吹熄可拉长丝；
➢PS的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强度和尺
第一节：聚苯乙烯（合成、结构、性能、 成型加工及应用、改性）
第二节：ABS（合成、结构、性能、 成型加工及应用、改性）
4.1 聚苯乙烯(PS)
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：
历史
在上世纪30年代就已经实现工业化生产，目前产量 仅次于聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯，居第四位。
膨胀系数也大，因而制件不宜带有金属嵌件，否则 容易产生应力开裂。
➢ PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%~0.7%，制
品尺寸稳定性好
➢PS很容易着色、粘接、印刷性也很好。
二 聚苯乙烯的加工工艺
➢PS可采用注塑、挤出、发泡、吹塑、热成型等
多种成型工艺，其中前三种工艺最常用。
注塑成型
原理： 将塑料原料经注射机
➢ PS熔体属非牛顿流体，粘度强烈地依赖剪切速率
的变化，PS的流动性十分好，是一种易于加工的 塑料。
➢ PS吸水率低，在加工前一般不需干燥；如有特殊
需要时(如要求透明性高)才干燥，温度为
4.1.3 聚苯乙烯的加工
一 聚苯乙烯的加工性能
➢PS加工中易产生内应力，加工中应对制品进行热
处理。
➢PS制品耐环境应力开裂性较差，对缺口很敏感，热
料斗送至料筒内加热熔 化，通过推杆或螺杆向 前推压至喷嘴，迅速注 入封闭模具内，冷却后 即得塑料制品。
五个步骤： 加料、物料熔融塑化、
注射充模、制品保压冷却、 脱模
挤出成型
➢ 将原料在料筒中加热至粘流状态，同时通过螺杆向前 推压至机头，使之通过具有一定形状的口模而成为截面 与口模形状相仿的连续体，然后通过冷却，使其具有一 定几何形状和尺寸的塑料制品。 ➢ 可生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、 异型材，以及中空制品等截面形状单一的制品等。
➢PS的耐磨性差，耐蠕变性一般。 ➢PS的力学性能受温度的影响比较大。
4.1.3 聚苯乙烯的加工
一 聚苯乙烯的加工性能
➢ PS属无定形树脂，无明显熔点，熔融温度范围比
较宽（120~180℃）；且热稳定性较好，分解温度 在300℃以上。
优点
具有高度透明、电绝缘性好、易着色、加工流动性好、 刚性好、及耐化学腐蚀等。
缺点
性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差、不 耐沸水等。
改性
克服聚苯乙烯脆性大、耐热性低的缺点。共聚、共混， 如ABS、AAS、ACS、AS树脂等。
4.1.1 聚苯乙烯的制备方法
一 主要原料
苯乙烯 结构式：
常温下苯乙烯为无色透明液体，有甜香味，在空气中快速 氧化后生成醛、酮等氧化物，生成的醌类化合物会使苯乙 烯着色。苯乙烯溶于大多数有机溶剂，对醚类、苯、正庚 烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、丙酮、二硫化碳等有无限的 溶解性。苯乙烯单体有着火爆炸性和轻度毒性。
一 聚苯乙烯的结构
饱和烃类聚合物、属线型热塑性树脂
体 ➢分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈
积 现刚性和脆性，制品易产生内应力。 较 大 ➢PS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致
的 PS为无定型聚合物，具有很高的透明性；
苯 环
➢侧苯基使主链上α氢原子活化，易于被空气中
侧 的氧氧化，制品长期户外使用变黄变脆。
一般采用：两个或更多反应器串联 4.工艺：预聚→聚合→后处理
先在预聚釜中使10%～50%的苯乙烯聚合，然 后在后面的反应器中使其他单体全部聚合。
苯乙烯悬浮聚合
苯乙烯 低温
悬浮聚合
苯乙烯 高温
悬浮聚合
苯乙烯低温悬浮聚合
单体/水：1/1.4～1/1.6 分散剂:聚乙烯醇 引发剂：BPO（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% 产物：相对分子质量可达20×104，宜作发泡材料。
塑化 成型 定型
挤出成型
发泡成型
可发性PS珠粒 预 发 泡 熟 化 成 型
➢1951年，原联邦德国发明了可发性PS制造工艺； ➢工艺条件简单：不需笨重模具、不需高温高压条件 （铝质模具、低压蒸汽或沸水条件）； ➢可制造各种形状复杂的泡沫塑料制品； ➢用途广泛：冷藏、建筑、精密仪器、电子等工业的 绝热、隔音、防震、防潮等包装材料。
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。
二 聚苯乙烯生产工艺
聚合机理
自由基型聚合 离子型聚合 （包括配位离子 型）
聚合方法
四种均可， 应用较多的是：
本体聚合 悬浮聚合
二 聚苯乙烯生产工艺 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
寸稳定性影响不大。
三 聚苯乙烯的性能
光学性能
➢透明性好是PS最大的特点，透光率可达88%~92%，同
PC和PMMA一样属最优秀的透明塑料品种，人称三大透 明塑料。
➢PS的折射率为1.59~1.60，但因苯环的存在，其双折射较
大，不能用于高档光学仪器。
三 聚苯乙烯的性能
力学性能
➢PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS
苯乙烯高温悬浮聚合
主分散剂：MgCO3 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
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。
4.1.2 聚苯乙烯的结构与性能
基 ➢耐辐射性能好。
4.1.2 聚苯乙烯的结构与性能
二 聚苯乙烯的分类
➢通用级PS 这种级别的PS在耐热性、流动性和冲击性能等方面都比较一般，即各方面性能都 Nhomakorabea备但不突出。
➢高分子量PS 这种PS的相对分子质量为5-20万。这种PS主要用
于要求耐冲击而不降低其透明性的场合。
➢耐热PS 这种PS主要是降低高分子量PS中残留的低挥发性单体 ➢易流动PS 这种PS主要是在低分子PS中加入内润滑剂和外润滑
剂，并且适当控制粒度的形状和大小。
三 聚苯乙烯的性能 一般性能
➢PS无色透明，无延展性，制品质硬似玻璃状，落地或敲
打会发出类似金属的声音；能断不能弯，断口处呈现蚌壳色 银光。
➢PS为无色透明的粒料，燃烧时火焰呈橙黄色并出发浓烟，
带有松节油气味，吹熄可拉长丝；
➢PS的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强度和尺
第一节：聚苯乙烯（合成、结构、性能、 成型加工及应用、改性）
第二节：ABS（合成、结构、性能、 成型加工及应用、改性）
4.1 聚苯乙烯(PS)
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：
历史
在上世纪30年代就已经实现工业化生产，目前产量 仅次于聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯，居第四位。
膨胀系数也大，因而制件不宜带有金属嵌件，否则 容易产生应力开裂。
➢ PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%~0.7%，制
品尺寸稳定性好
➢PS很容易着色、粘接、印刷性也很好。
二 聚苯乙烯的加工工艺
➢PS可采用注塑、挤出、发泡、吹塑、热成型等
多种成型工艺，其中前三种工艺最常用。
注塑成型
原理： 将塑料原料经注射机
➢ PS熔体属非牛顿流体，粘度强烈地依赖剪切速率
的变化，PS的流动性十分好，是一种易于加工的 塑料。
➢ PS吸水率低，在加工前一般不需干燥；如有特殊
需要时(如要求透明性高)才干燥，温度为
4.1.3 聚苯乙烯的加工
一 聚苯乙烯的加工性能
➢PS加工中易产生内应力，加工中应对制品进行热
处理。
➢PS制品耐环境应力开裂性较差，对缺口很敏感，热
料斗送至料筒内加热熔 化，通过推杆或螺杆向 前推压至喷嘴，迅速注 入封闭模具内，冷却后 即得塑料制品。
五个步骤： 加料、物料熔融塑化、
注射充模、制品保压冷却、 脱模
挤出成型
➢ 将原料在料筒中加热至粘流状态，同时通过螺杆向前 推压至机头，使之通过具有一定形状的口模而成为截面 与口模形状相仿的连续体，然后通过冷却，使其具有一 定几何形状和尺寸的塑料制品。 ➢ 可生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、 异型材，以及中空制品等截面形状单一的制品等。