聚苯乙烯ppt课件
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聚苯乙烯ppt课件
聚苯乙烯是聚合树脂中应用最广的一种, 耐水,化学药品稳定性高,透明无色,加工便 利,印刷性能好,所以在包装工业广泛应用.
聚苯乙烯在包装上主要加工成薄膜,用于 蔬菜水果的包装,还可加工成透明的包装 容器,容器盖,小盘;由于聚苯乙烯纯度高, 适应于真空镀铝,还可加工成蒸馏容器.
㈣聚苯乙烯的改进
为改进聚苯乙烯易脆裂,耐热差等缺点,目 前已采用共聚,共混等方法加以改进.应用 最多的是HIPS,ABS塑料，泡沫聚苯乙烯 等。
③聚苯乙烯泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料分两种：可发行聚苯 乙烯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料两种。
可发行聚苯乙烯泡沫塑料采用悬浮法聚 合珠状乙烯树脂生产，聚苯乙烯泡沫塑 料采用乳液聚和粉状聚苯乙烯树脂为原 料，与发泡剂混合，加热加压使混合物 熔结成毛坯，然后加热发泡成泡沫塑料。
聚苯乙烯泡沫塑料有防震，隔热，耐压， 质轻，不易损坏，可节省运费等诸多优 点，广泛应用与各种精密仪器，仪表， 电子管，家用电器，陶瓷，军工产品， 工艺品等方面的缓冲防震包装材料。
高分子聚苯乙烯能承受较大的弯曲应力，但冲 击强度很低，表面硬度小，易擦毛，以此与苯 乙烯很脆。
⒉化学稳定性能
聚苯乙烯由于c-c键饱和，并带有苯基， 对许多化学腐蚀物质具有良好的抗耐性
由于聚苯乙烯为非极性聚合物，所以能 溶于非极性溶剂。它能溶于芳香烃类， 酯类，氯代烃类;不溶于脂肪烃类，低级 醇类，水等。聚苯乙烯的溶解度随分子 量的增大而降低。而与某些食品接触也 可能发生开裂。
①抗冲性聚苯乙烯HIPS
在苯乙烯中加少量合成橡胶，以自由基 引发聚合制造。HIPS有聚苯乙烯优点， 如刚性，易染色，易加工，而且抗击强 度提高2~3倍，伸长率增加，可制成柔软 的薄膜，但伸张强烯腈三 种结构单元组成，ABS树脂拥有三种聚 合物的性能，具有耐热，表面硬度高， 尺寸稳定，耐腐蚀性，耐冲击性，耐寒 性及易于成型和加工。
高分子材料4苯乙烯类树脂ppt课件.ppt
（1）本体聚合
两步法：先预聚再完全聚合。 优点：产物纯度高、透明性好，产品介电、电
绝缘性优良。 缺点：散热困难，由于温度分布不均和局部过
热，使产物分子量分散性大，影响力 学性能。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
燥、挤出、造粒
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
★4.2.2 结构与性能
一、结构 ABS的结构通式：
塑料橡胶成型原材料课件
CH2 CH
x
CN
CH2 CH CH CH2
y
三种单体比例可调，大致是： x=0.2~0.3， y=0.05~0.4， z=0.4~0.7
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塑料橡胶成型原材料课件
4 苯乙烯类树脂
（ Styrene resins）
4.1 聚苯乙烯（Polystyrene）
4.2 ABS树脂
（Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer）
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
塑料橡胶成型原材料课件
4．光学性能 折射率为1.59~1.60，透光率达88%~92%，具 有优良的光学性能和透明性，在塑料中折射率、 透明性仅次于丙烯酸类聚合物。但受阳光、灰尘 作用后，会出现混浊、发黄等现象，需改善耐候 性后，制得高透明度的制品（用作光学部件可加 入1%不饱和脂肪酸胺，环胺或氨基酸类化合物）。
聚苯乙烯工艺设计ppt课件
的阻聚作用。假设水的硬度过高，会影响产 品的电绝缘性能和热稳定性，水中氯离子过 高，易使产品珠粒变大，影响颗粒外形。
发泡剂
分子量大的发泡剂比分子小的发泡剂分散损 失小，更有利于提高发泡倍数。
发泡剂的沸点越高，成型时在EPS中的剩余 量越大。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
性能
普通性能：EPS最初运用于建筑和包装领域领域，其绝热性能和 力学维护性能是最优的，在建筑领域的运用，如地板下或墙壁的 隔热资料，都得益于其良好的绝热性，而作为易碎电子产品的包 装资料，那么需求强的力学〔冲击〕维护性能。EPS越来越多的 用于食品运输和包装〔鱼、水果和蔬菜〕，在这方面，力学性能 和绝热性能都起重要的作用。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
用途
电器制品：电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电 容器等。
透明制品：光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器 等。儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子 、牙刷把、笔杆及文具等。
包装资料：泡沫塑料，多用于电器、精细仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热资料等。
应留意EPS泡沫塑料在非常低的密度时 〔10~15 g﹒cm3〕具有较大的导热性，随着 密度的添加而下降，密度在30~50 g﹒cm3时 具有最正确绝热性能 。
化学性能
EPS的性能受化学药剂的影响变化比较大。长时间 接触盐水、皂液、漂白剂和大多数稀酸溶液而不会 影响其性能，但多种有机溶剂会明显影响其性能。 EPS泡沫塑料和其他聚合物一样，长时间曝露在紫 外线下，性能会有很大变化。但思索到作为包装资 料时，运用期限较短，这一影响并不重要；作为建 筑资料运用时，运用寿命虽然较长，但曝露在紫外 线下的能够性较小，故这一影响也不太重要。EPS 对动物没有营养价值，不会受霉菌侵蚀，也不会分 解出任何污染地下水的水溶物。
发泡剂
分子量大的发泡剂比分子小的发泡剂分散损 失小，更有利于提高发泡倍数。
发泡剂的沸点越高，成型时在EPS中的剩余 量越大。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
性能
普通性能：EPS最初运用于建筑和包装领域领域，其绝热性能和 力学维护性能是最优的，在建筑领域的运用，如地板下或墙壁的 隔热资料，都得益于其良好的绝热性，而作为易碎电子产品的包 装资料，那么需求强的力学〔冲击〕维护性能。EPS越来越多的 用于食品运输和包装〔鱼、水果和蔬菜〕，在这方面，力学性能 和绝热性能都起重要的作用。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
用途
电器制品：电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电 容器等。
透明制品：光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器 等。儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子 、牙刷把、笔杆及文具等。
包装资料：泡沫塑料，多用于电器、精细仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热资料等。
应留意EPS泡沫塑料在非常低的密度时 〔10~15 g﹒cm3〕具有较大的导热性，随着 密度的添加而下降，密度在30~50 g﹒cm3时 具有最正确绝热性能 。
化学性能
EPS的性能受化学药剂的影响变化比较大。长时间 接触盐水、皂液、漂白剂和大多数稀酸溶液而不会 影响其性能，但多种有机溶剂会明显影响其性能。 EPS泡沫塑料和其他聚合物一样，长时间曝露在紫 外线下，性能会有很大变化。但思索到作为包装资 料时，运用期限较短，这一影响并不重要；作为建 筑资料运用时，运用寿命虽然较长，但曝露在紫外 线下的能够性较小，故这一影响也不太重要。EPS 对动物没有营养价值，不会受霉菌侵蚀，也不会分 解出任何污染地下水的水溶物。
聚苯乙烯(PS)_幻灯片
生产能力不足，进口依赖大 外资企业为生产中国聚苯乙烯的重要力量
国内产品性能质量较差 规模较小
汶川大地震后建设了大量简易房 大量采用薄钢/PS保温建材。
但PS泡沫保温材料也会 带来火灾的隐患!
2011春节沈阳万鑫大火
污染
无法被生物分解及光分解
聚苯乙烯的生产 聚苯乙烯的降解 是当代重要的研究对象
*
*
* **************************** *
六、
1、细菌不能在PS上生长。 2、PS吸湿性低，仅为0.02%， 但透湿性大于PE。 3、其热变形温度为70~100度， 连续使用温度为60~80度。 4、在低于热变形温度5~6度下 退火处理，可减少PS制品 中的内应力并提高制品的热 变形温度。
表2-36 PS的典型性能
标准级 耐冲击性能 耐热级
项目
密度/(g/cm3)
拉伸强度/Mpa 伸长率/% 拉伸模量/Mpa 冲击强度缺口/（KJ/M2) 洛氏硬度 热变形温度/'C
1.04
45 2 2900 2 70 95
1.05
33 30 2700 9 50 90
1.07
46 30 2800 3 90 105
七 1、PS电绝缘性能优良，耐辐射性极 、 好，常用于电晕处理用透明挡板，
但不耐日光照射，日光下易变色。 2、在300度以上的温度下易分解，通 用级PS在超声波作用下易分解。 3、PS可以用于挤出、注射、吹塑、 真空热成型、焊接、涂装等。PS 的典型性能列于表2--36.
表2-36 PS的典型性能
——PS
聚苯乙烯的定义和合成 <一>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：
《聚苯乙烯》PPT课件
尼龙的热变形温度为66～104℃，熔点215～ 260℃，尼龙制品使用温度范围很宽，为-40～ +105℃，长期使用温度可达80℃，短时间内可 达105℃，热膨胀系数大，是金属的5-7倍，热 导率为碳钢的1／200、黄铜的1／400。大多数 PA具有自熄性 ，少数品种虽具有可燃性，但 对火焰的传播速度很慢。
若为提高共混物的加工流动性，可选用充油性的 SBS(如充油量为33％的线型或星型SBS)。
充油量------以芳烃油作填充油
门尼黏度------是衡量橡胶平均分子量及可塑 性的一个指标.基本上可以反映合成橡胶的聚 合度与分子量的关系。 用门尼粘度计测量，门尼粘度计是一个标准的 转子，以恒定的转速（一般2转/分），在密 闭室的试样中转动。转子转动所受到的剪切阻 力大小与试样在硫化过程中的粘度变化有关， 可通过测力装置显示在以门尼为单位的刻度盘 上，以相同时间间隔读取数值可作出门尼硫化 曲线.
苯乙烯的聚合
1. 本体聚合
将单体在无引发剂或仅有少量引发剂的条
件下，先在预聚合釜中于80-1000C进行预
聚，待转化率30-50％后再连续送入塔式反应
器。
本体聚合的优ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
产物纯度高、透明性好、电绝缘性优良。
缺点：散热困难、温度分布不均、分子量 分散大，影响到材料的力学性能。
2. 悬浮聚合
AS制备方法的最佳工艺路线是连续本体聚合。 将两种单体按比例混合，以过氧化苯甲酰为引 发剂进行共聚。
结构式为：
AS的物理性能： 无味、外观呈水白色至微黄色的透明或半 透明体。着色后透明性差。
是苯乙烯单体与甲基丙烯酸酯、丁二烯三元 的共聚产物可以单独作为一种树脂使用， 也可作为PVC的增韧剂。
称之高苯乙烯，它是由苯乙烯和丁二烯共 聚而成。若其中苯乙烯含量在45％一70％ 者，称为高苯乙烯橡胶， 若苯乙烯含量在70％以上者，称之高苯乙烯 塑料。HS可以和塑料、橡胶进行共混改性。
塑料材料学第五章聚苯乙烯类塑料PPT课件
三、加工与应用
AS可适用于多种方法成型加工，可注塑、挤出、吹塑、 旋转模塑、热成型、泡沫制品成型，但最常采用的是注 塑和挤出。注塑成型在180～270℃范围内进行，模具温 度范围65～75℃，挤出成型在180～230℃范围内进行。
AS的应用扩大了原聚苯乙烯的应用范围，主要应用于 制备餐具、杯、盘、牙刷柄等日用品、化妆品、包装容 器、仪表面罩、仪表板、收录机及电视机旋扭、标尺、 仪表透镜、耐油的机械零件、空调机零部件、照相机及 汽车零部件(尾灯罩、仪表壳、仪表盘)、风扁叶片、文 教用品、渔具、玩具、灯具等，也可用于制备耐热的强 度较高的薄壁管材。
用途：常被用来做发泡塑料和热塑成型原料，用于注塑透 明商品盒、高品质化妆用品器皿和光盘包装、透明的食品 盒、果盘、小餐具等。
高流动性聚苯乙烯树脂的分子量较小，含3％－4％矿物油 添加剂，从而使结晶聚苯乙烯更加柔软、结晶温度降低。 它的典型应用是医用器皿、餐具和热塑成型的共挤片材。
中流动性聚苯乙烯树脂的分子量适中，含1％－2％矿物油 添加剂，它常被用于吹塑瓶和食品医药包装。
将两种单体按比例混合。以过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈 为引发剂进行共聚。 在两单体的比例中，苯乙烯一般占70％～80％，其具体 比例与共聚时的温度有关，在60℃下聚合时，苯乙烯占 76％为宜，在150±30℃下聚合时，苯乙烯以78％为宜， 这样才能进行恒比共聚合，得到组成恒定的共聚物。 两单体共聚后得到如下结构通式的随机共聚物。
二、结构与性能
用上述接枝方法获得的共聚物，是主链由丁二烯、苯 乙烯两种单体相嵌形成的嵌段共聚物，但又含有苯乙 烯短侧支链。
用丁苯橡胶或顺丁橡胶增韧效果最好的原因是：它们 与聚苯乙烯具有最适宜的混溶性。
影响增韧效果的因索还有：
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N2
100～110℃ 100～110℃ 5 150℃ 150℃ 180℃ 6
反应产物经挤出机拉条和切粒，得PS产品。
该装置传热效率较低，且塔中无搅拌，反 应温度颇不均一，物料返混现象还常有发 生，加之装置无脱挥设备，所得聚PS性质 差，且含有单体及低聚物高达3%～4%。
聚苯乙烯粒
180℃ 200℃ 8
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。
<四> PS生产工艺 本体聚合 1.单体：纯度＞99.5%
单体结构式：
H CC 2 H
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.
2.引发剂：热引发
3.反应器：塔式、釜式、槽式和管式等
200℃
50%PS
改进后的苯乙烯本体聚合
从该塔顶可以蒸出部分苯乙
烯，以有助于维持塔温。蒸出 的苯乙烯经冷凝，循环至预聚 釜重复使用。为此这个装置比 早期装置大提高了产率。
苯乙烯
乙 苯
塔或 压力釜 110～ 115℃
110～ 115℃ 塔 130～ 135℃
140℃ 85%～90%PS 塔 165℃
聚苯乙烯
2.4.1 PS类的定义与聚合方法
<一> 定义 以苯乙烯为单体均聚或与其他单体共聚而得到的一 系列热塑性树脂，是五大通用合成树脂品种之一。 <二> 种类 •通用聚苯乙烯(general purpose polystyrene，GPPS) 机械 强度不高、性脆、耐热性差，易燃。 •高抗冲聚苯乙烯(high impact polystyrene，HIPS)。 •发泡聚苯乙烯(expandable polystyrene，EPS)。 •间规聚苯乙烯(syndiotactic polystyrene，sPS) •共聚物系列品种，丙烯腈／苯乙烯(AS)，丙烯腈／丁二烯 ／苯乙烯(ABS)、丙烯睛／丙烯酸酯(AAS)、甲基丙酸甲酯 ／丁二烯／苯乙烯(MBS)等。每个品种中又有许多品级。
11%～15%PS
35%～40%PS 连续化塔式苯乙烯本体聚合
上图为早期普遍采用的连续化塔式聚合流程。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。
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
7
最早的本体聚合装置是由二 个釜和一个塔串联组成
预聚釜温度控制在115～
苯乙烯 140℃ 预聚釜 115～120℃ 聚 合 塔 97%～98%PS
120℃，物料停留时间4～5h。 转化率约为50%；
塔式反应器中塔顶温度保持
140℃，塔底为200℃。物料在 塔中的停留时间为3～4h，出 口产物含聚苯乙烯97%～98%。
分散剂:磷酸三钙 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% 聚合转化率：90%左右 产物：相对分子质量可达20×104，宜作发泡材料。
1 5
4 9
11
13 14
20 21 19
2
7
31 粗 37 聚 氮 苯 气 乙 29 烯 28 粒 30 26
冷风
1
去沉降槽
25
27
热风
在聚合釜中加入预热至60℃的水及16%的Na2CO3，升温至78℃，再投入MgSO4，搅拌0.5h， 并同时通入过热蒸汽以排走空气；然后封闭全部出口，降温至75℃，使之产生2.7×104Pa的 负压；将溶有2,6-叔丁基对甲酚的苯乙烯加入釜中，启动搅拌，升温至90℃，通N2至 0.15MPa，以防止高温下釜内剧烈翻腾；然后升温至150℃，釜内压力为0..6MPa，搅拌2h。 这时，聚苯乙烯颗粒已硬，再升温至155℃，釜内压力为0.7～0.75MPa，维持2h；为防止液 料暴沸，降温至125℃，维持0.5h。再升温140℃熟化4h，促使颗粒内残留单体进一步聚合， 并赶出系统内未聚合的单体，然后降温出料去洗涤釜。在洗涤釜中用98%的H2SO4维持pH值 在3～4，先洗掉分散剂，再洗涤至中性。后经离心分离、干燥、筛分等得PS粒状树脂。
2.4.2 聚苯乙烯的结构
离心分离，得含水量为2%～3%的聚苯乙烯珠粒。产品常 用于制备泡沫塑料，也可供一般日用品的注塑、挤出。
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 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
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
N2 1 2
3
放空 4
釜中搅拌转速为300～360r/min，温度 80℃，时间60～70小时，转化率为30%～ 35%。 然后物料进入高6m，内径0.8m，内衬不 锈钢的内部分为六个尺寸基本相同的钢塔 中，转化率可达95%。
10 12 3 6 8
15
16
17 18
向聚合釜内加入单体、水、分散剂、引发剂及内部润滑
剂（石蜡）等。升温到90℃，反应6h；然后再升温到 110℃和135℃两个阶段进行聚合，共约2～3h。釜内压力
为0.3MPa，聚合后降温到60℃，得聚苯乙烯悬浮液。
然后将此悬浮液送至中和槽，用HCl中和。后经洗涤、
Hale Waihona Puke 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。
8 21 9 10 19 20 22 18 苯 乙 烯 17 软 水 2 3 4 5 6 7 11 12 13 14 15 16 去 回 收 32 33
排 空 34 35 38
39 40 成 品
排 空 42 粉 料 41
36
23 24
CH2 CH n
<三> PS聚合方法 工业生产中，主要采用自由基聚合反应进行。 热引发 引发剂引发 聚合方法 本体聚合——获得的PS纯净度高， 主要生产对电性能要求高的制品。 悬浮聚合——获得高分子量窄分布 PS，但纯度不如本体聚合，用来制 造一般日用和工业用品、泡沫塑料。
PS的 主要 生产 方法