《聚苯乙烯类塑料》PPT课件
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PS类资料课件
PS类资料
11
茂金属聚苯乙烯
m-SPS、PBT、PET、PA66、PPS的性能
性能
m-SPS
PBT
PET
PA66
PPS
相对密度
1.27
1.53
1.55
1.37
1.67
吸水率/%
0.05
0.06
0.10
0.60
0.02
成型收缩率/%
0.35
0.35
0.30
0.35
0.25
拉伸强度/MPa
118
138
PS类资料
10
茂金属聚苯乙烯
茂金属聚苯乙烯英文称为m-SPS，它为在茂金属催化剂作用下 合成的间同结构PS树脂，它的苯环交替排列在大分子链的两侧，产 品具有熔点高、耐水解、耐热、耐化学腐蚀、密度小、加工前不用 干燥、收缩小及尺寸稳定性好等优点，具有与工程塑料PBT、PA及 PPS类似的性能，是传统增强工程塑料的理想替代品。
具温度120～140℃。
m-SPS可用做注塑部件、磁带、绝缘薄膜、包装用板、纤维、汽车发动机部
件、保险杠及燃油分配转子等。m-SPPSS还类资主料 要用于耐热塑料制品，在众多耐高温
12
高抗冲聚苯乙烯简介
高抗冲聚苯乙烯的英文名称为Highimpactpolysturene，简称HIPS。HIPS实质 为PS的一个冲击改性品种，具体组成为PS和橡胶。按HIPS改性幅度的大小可分 为中抗冲PS、高抗冲PS和超高抗冲PS三类。
HIPS的生产有机械共混法和接枝共聚法两种。 机械共混法HIPS的组成为PS和橡胶类聚合物，橡胶类主要有丁苯胶和苯乙 烯-丁二烯及苯乙烯 (SBS)等。PS与10%～15%丁苯胶共混的HIPS，冲击强度提高 2倍，属中抗冲PS;而PS/丁苯胶态BS三元共混为超高冲击PS，且制品的表面光泽 高。 接枝共聚法生产的HIPS，可以克服共混法橡胶相分散不均匀的缺点，目前已 成为HIPS的主要方法。接枝共聚法HlPS为苯乙烯单体和5%～10%的橡胶共聚。 HIPS的生产厂可参见PS部分。
第5章_聚苯乙烯类塑料.ppt
~CH－CH2－CH－CH2~
－＋
SO3Na
~CH－CH2－CHCH－CH2－CH－CH2~
~CH－CH2－CH－CH2~
＋
CH3CH2Cl
ZnCl2
氯甲基化
~CH－CH2－CH－CH2~
CH2Cl ~CH－CH2－CH－CH2~
（三） 聚苯乙 烯阴离 子交换 树脂
~CH－CH2－CH－CH2~
26
可发性PS珠粒的成型工艺 可发性PS珠粒 预 发 泡
熟化
成型
预发泡：加热介质用红外线、高频发生器、热空气、热 水或蒸汽等，其中热水应用较广；温度90~105 ℃ ；时间 10~15min
熟化：25~30 ℃放置12~32h或在32~38 ℃放置8~24h。颗 粒越干，吸收空气速率越快，熟化越快。温度越高空气渗 透进微孔速率越快，但发泡剂逃逸速率也越快，熟化超过 5d，可能由于发泡剂损失过多而导致不能成型失效。
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。
5.1.3 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。
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。
28
5.1.3 聚苯乙烯的应用
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。
包装材料：泡沫塑料，多用于电器、精密仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热材料等。
－＋
SO3Na
~CH－CH2－CHCH－CH2－CH－CH2~
~CH－CH2－CH－CH2~
＋
CH3CH2Cl
ZnCl2
氯甲基化
~CH－CH2－CH－CH2~
CH2Cl ~CH－CH2－CH－CH2~
（三） 聚苯乙 烯阴离 子交换 树脂
~CH－CH2－CH－CH2~
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可发性PS珠粒的成型工艺 可发性PS珠粒 预 发 泡
熟化
成型
预发泡：加热介质用红外线、高频发生器、热空气、热 水或蒸汽等，其中热水应用较广；温度90~105 ℃ ；时间 10~15min
熟化：25~30 ℃放置12~32h或在32~38 ℃放置8~24h。颗 粒越干，吸收空气速率越快，熟化越快。温度越高空气渗 透进微孔速率越快，但发泡剂逃逸速率也越快，熟化超过 5d，可能由于发泡剂损失过多而导致不能成型失效。
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。
5.1.3 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。
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。
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5.1.3 聚苯乙烯的应用
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。
包装材料：泡沫塑料，多用于电器、精密仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热材料等。
聚苯乙烯类塑料PPT课件
第六章、聚苯乙烯类塑料
主讲教师:刘仿军
2021
§6.l 聚苯乙烯
§6.1.1 制备方法 一、单体制备
1、实验室制法：将苯甲醛与醋酸酐及醋酸钠一起加热而制得 肉桂酸(苯基丙烯酸) （图1）。肉桂酸常压干馏而得单体苯乙 烯（图2）。
2、工业制法：先制取乙苯，再由乙苯脱氢得到苯乙烯单体 （图3）。
2021
2、性能
PS为无色透明粒料，燃烧时发 浓烟并带有松节油气味，吹熄 可拉长丝；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吸水率为 0.05%，稍大于PE，但对制品强 度和尺寸稳定性影响不大。
（1）光学性能
（2）力学性能
（3）热性能
（4）电性能
2021
§6.2.2 苯乙烯—丙烯腈共聚物 （AS或SAN）
一、制备方法 苯乙烯与丙烯腈的共聚，其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。
§6.3.5 ABS的应用
（1）制备机械零件，如齿轮、轴承、水箱外壳、把手、泵叶轮等。 （2）制备电机、仪器仪表零部件，例如电机外罩、仪器仪表盘、
2021
§6.1.2 结构与性能
聚苯乙烯分子链结构式如上图所示，可以看作是聚 乙烯分子链上交替地连接着侧苯基。
1、结构 侧苯基的存在使聚苯乙烯具有如下 结构特点： （1）使分子链变刚变硬 。 （2）存在空间异构现象。 （3）耐化学性较PE、PP等要差。 （4）在空气中易氧，并引起降解。 （5）耐溶剂性差。 （6）有优异的介电、电绝缘性能。 （7）耐辐射性较高 。
主讲教师:刘仿军
2021
§6.l 聚苯乙烯
§6.1.1 制备方法 一、单体制备
1、实验室制法：将苯甲醛与醋酸酐及醋酸钠一起加热而制得 肉桂酸(苯基丙烯酸) （图1）。肉桂酸常压干馏而得单体苯乙 烯（图2）。
2、工业制法：先制取乙苯，再由乙苯脱氢得到苯乙烯单体 （图3）。
2021
2、性能
PS为无色透明粒料，燃烧时发 浓烟并带有松节油气味，吹熄 可拉长丝；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吸水率为 0.05%，稍大于PE，但对制品强 度和尺寸稳定性影响不大。
（1）光学性能
（2）力学性能
（3）热性能
（4）电性能
2021
§6.2.2 苯乙烯—丙烯腈共聚物 （AS或SAN）
一、制备方法 苯乙烯与丙烯腈的共聚，其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。
§6.3.5 ABS的应用
（1）制备机械零件，如齿轮、轴承、水箱外壳、把手、泵叶轮等。 （2）制备电机、仪器仪表零部件，例如电机外罩、仪器仪表盘、
2021
§6.1.2 结构与性能
聚苯乙烯分子链结构式如上图所示，可以看作是聚 乙烯分子链上交替地连接着侧苯基。
1、结构 侧苯基的存在使聚苯乙烯具有如下 结构特点： （1）使分子链变刚变硬 。 （2）存在空间异构现象。 （3）耐化学性较PE、PP等要差。 （4）在空气中易氧，并引起降解。 （5）耐溶剂性差。 （6）有优异的介电、电绝缘性能。 （7）耐辐射性较高 。
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。
聚苯乙烯ppt课件
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。
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
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 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）。
最新塑料材料-第五章：聚苯乙烯PPT课件
（二）药物吸收后的药效作用
贴敷药物直接作用于体表穴位或表面病灶，使局部血管扩张，血 液循环加速，起到活血化瘀、清热拔毒，消肿止痛，止血生肌， 消炎排脓，改善周围组织营养的作用。还可使药物透过皮毛腠理 由表入里，通过经络的贯通运行，联络脏腑，沟通表里，发挥较 强的药效作用。
（三）两者的综合叠加作用
5.2聚苯乙烯的成型加工
1.聚苯乙烯的成型加工工艺特性
1)聚苯乙烯的吸水率小，成型前一般不进行干 燥。为提高制品表面光泽，可以先在70℃左 右的温度下预热1—2h，其制品表观质量更 佳。
2)聚苯乙烯在熔融状态下的表现粘度随温度和 剪切应力(或剪切速率)的增高而降低。后者 对粘度的影响更为敏感，表现出明显的非牛 顿性。在成型加工过程中，要降低熔体粘度 提高流动性，为避免树脂在高温下的热、氧 降解，提高成型压力或提高剪切速率比提高 温度的措施更有利。
其次的用途是家用电器，如电视机、收 录机、电冰箱、洗衣机等的一些零部件； 透明性很好的聚苯乙烯广泛用于制作各种 仪器仪表外壳、灯罩、机壳透明窗、透明 模型、陈列柜、光盘存放盒、医疗用品、 药瓶、大口杯等；泡沫聚苯乙烯片材被用 作建筑物板条和隔声绝热材料，仪器仪表 的缓冲防震材料。此外聚苯乙烯还大量用 来制作牙刷柄、梳子、瓶盖、玩具等生活 日用品。
1.丙烯腈—苯乙烯共聚物(SAN)
• 丙烯腈—苯乙烯树脂的性能 SAN树脂是线性的非晶形共聚物，是一
种无色、透明的热塑性树脂，易着色，能缓 馒燃烧。由于聚合物分子中含有丙烯腈链节， 与聚苯乙烯相似，SAN树脂有较高的刚性和 硬度，不易擦伤，机械强度和耐应力开裂性 胜过通用级聚苯乙烯，但仍显脆性，对缺口 也敏感。
6)聚苯乙烯制品耐环境应力开裂性较差，对 缺口很敏感，热膨胀系致也大，因而制件不 宜带有金属嵌件，否则容易产生应力开裂。
贴敷药物直接作用于体表穴位或表面病灶，使局部血管扩张，血 液循环加速，起到活血化瘀、清热拔毒，消肿止痛，止血生肌， 消炎排脓，改善周围组织营养的作用。还可使药物透过皮毛腠理 由表入里，通过经络的贯通运行，联络脏腑，沟通表里，发挥较 强的药效作用。
（三）两者的综合叠加作用
5.2聚苯乙烯的成型加工
1.聚苯乙烯的成型加工工艺特性
1)聚苯乙烯的吸水率小，成型前一般不进行干 燥。为提高制品表面光泽，可以先在70℃左 右的温度下预热1—2h，其制品表观质量更 佳。
2)聚苯乙烯在熔融状态下的表现粘度随温度和 剪切应力(或剪切速率)的增高而降低。后者 对粘度的影响更为敏感，表现出明显的非牛 顿性。在成型加工过程中，要降低熔体粘度 提高流动性，为避免树脂在高温下的热、氧 降解，提高成型压力或提高剪切速率比提高 温度的措施更有利。
其次的用途是家用电器，如电视机、收 录机、电冰箱、洗衣机等的一些零部件； 透明性很好的聚苯乙烯广泛用于制作各种 仪器仪表外壳、灯罩、机壳透明窗、透明 模型、陈列柜、光盘存放盒、医疗用品、 药瓶、大口杯等；泡沫聚苯乙烯片材被用 作建筑物板条和隔声绝热材料，仪器仪表 的缓冲防震材料。此外聚苯乙烯还大量用 来制作牙刷柄、梳子、瓶盖、玩具等生活 日用品。
1.丙烯腈—苯乙烯共聚物(SAN)
• 丙烯腈—苯乙烯树脂的性能 SAN树脂是线性的非晶形共聚物，是一
种无色、透明的热塑性树脂，易着色，能缓 馒燃烧。由于聚合物分子中含有丙烯腈链节， 与聚苯乙烯相似，SAN树脂有较高的刚性和 硬度，不易擦伤，机械强度和耐应力开裂性 胜过通用级聚苯乙烯，但仍显脆性，对缺口 也敏感。
6)聚苯乙烯制品耐环境应力开裂性较差，对 缺口很敏感，热膨胀系致也大，因而制件不 宜带有金属嵌件，否则容易产生应力开裂。
常用塑料ABS,PA,PPS等ppt课件
• PE是塑料中产量最大的塑料,密度为0.94g/cm3,特点是半透明、质软、 无毒、价廉、加工方便. PE料吸水性小,可不用干燥
• PE是一典型的结晶型高聚物且有后收缩现象. PE耐化性好,不易腐蚀, 印刷困难,印刷前表面需要进行氧化处理.
• 成型收缩率大,易产生缩水和变形.分类： • LDPE较软(俗称软胶或花料)可强行脱模,9500
0.4～0.6
精品课件
2
高抗冲击聚苯乙烯(H I P S)
• 1、HIPS的性能:(不碎胶) 10000
• HIPS为PS的改性材料,密度1.04g/cm3左右,分子中含有5～15%橡胶成 份,其韧性比PS提高了四倍左右,冲击强度大大提高,可做结构性材料使 用(如:制品上可做扣位、柱位),
• 它也具有PS易于成型加工、着色力强的优点,不透明;
• PP产品质轻、韧性好、耐化学性好.
• PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差,制 品易老化、变脆使用中严防与铜长期接触产生 “铜害”。
• 2、PP的应用:
• 各类家庭用品、透明锅盖、化学品输送管道、化学品容器、 医疗用品、文具、玩具、抽丝、水杯、周转箱、管材、合 页等.
精品课件
11
• 3、PP的工艺特点:
• 2、HIPS的应用:
• 各类家庭电器外壳、电子零件、电子仪表壳、冷藏库和冰箱内壳、电 话壳、文具、玩具等.
• 3、HIPS的工艺特点:
• 因HIPS分子含有5～15%的橡胶成分,在一定程度上影响了其流动性, 注射压力和成型温度都宜高一些.其冷却速度比PS慢,故需足够的保压 压力、保压时间和冷却时间.成型周期会比PS稍长一点,
中等
回 料 转 速 (rpm)
标 准 螺 杆 (直 通 式 喷 嘴)
• PE是一典型的结晶型高聚物且有后收缩现象. PE耐化性好,不易腐蚀, 印刷困难,印刷前表面需要进行氧化处理.
• 成型收缩率大,易产生缩水和变形.分类： • LDPE较软(俗称软胶或花料)可强行脱模,9500
0.4～0.6
精品课件
2
高抗冲击聚苯乙烯(H I P S)
• 1、HIPS的性能:(不碎胶) 10000
• HIPS为PS的改性材料,密度1.04g/cm3左右,分子中含有5～15%橡胶成 份,其韧性比PS提高了四倍左右,冲击强度大大提高,可做结构性材料使 用(如:制品上可做扣位、柱位),
• 它也具有PS易于成型加工、着色力强的优点,不透明;
• PP产品质轻、韧性好、耐化学性好.
• PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差,制 品易老化、变脆使用中严防与铜长期接触产生 “铜害”。
• 2、PP的应用:
• 各类家庭用品、透明锅盖、化学品输送管道、化学品容器、 医疗用品、文具、玩具、抽丝、水杯、周转箱、管材、合 页等.
精品课件
11
• 3、PP的工艺特点:
• 2、HIPS的应用:
• 各类家庭电器外壳、电子零件、电子仪表壳、冷藏库和冰箱内壳、电 话壳、文具、玩具等.
• 3、HIPS的工艺特点:
• 因HIPS分子含有5～15%的橡胶成分,在一定程度上影响了其流动性, 注射压力和成型温度都宜高一些.其冷却速度比PS慢,故需足够的保压 压力、保压时间和冷却时间.成型周期会比PS稍长一点,
中等
回 料 转 速 (rpm)
标 准 螺 杆 (直 通 式 喷 嘴)
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RN(CH3)3OH + HCl RN(CH3)3Cl + H2O R NHOH + HCl R NHCl + H2O
（2）复分解反应：
R SO3Na + KCl R SO3K + NaCl 2R COONa + CaCl2 (RCOO)2CaNa + 2NaCl R NCl + NaBr R NBr + NaCl
➢ 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70~80℃，时间1.5h。
➢ PS加工中易产生内应力，加工中应对制品进行热处理。 ➢ PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%~0.7%。
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H＝CH2
引发剂
CH＝CH2
~CH－CH2－CH－CH2~ ~CH－CH2－CH－CH2~
苯乙烯
二乙烯基苯
苯乙烯-二乙烯苯共聚物
（二）聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂 将含水量小于0.4%的筛选后的苯乙烯-二乙烯苯共聚物珠粒 加入搪瓷釜中，以二氯乙烷为膨胀剂，用98%的硫酸，在 80～120℃进行磺化反应约7h后，缓慢加水稀释，并分离出 稀酸，用水洗至pH=5，然后加食盐转化，最后加碱转化， 使树脂由磺酸型转变成磺酸钠型，再水洗磺酸钠，再水洗 至中性，过滤，即为最终产品。其结构如下：
化，制品长期户外使用变黄变脆。
二 聚苯乙烯的性能
一般性能
➢PS为无色透明的粒料，燃烧时发浓烟并带有松节油气味，
吹熄可拉长丝；
➢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的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强度和尺寸
稳定性影响不大。
二 聚苯乙烯的性能
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: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。
结构式：CH2＝CH－
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
~CH－CH2－CH－CH2~
－＋
SO3Na
~CH－CH2－CH－CH2~
－＋
SO3Na
~CH－CH2－CH－CH2~
＋ CH3CH2Cl
ZnCl2
氯甲基化
~CH－CH2－CH－CH2~
~CH－CH2－CH－CH2~
CH2Cl ~CH－CH2－CH－CH2~
（三） 聚苯乙 烯阴离 子交换 树脂
~CH－CH2－CH－CH2~
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
预聚釜 115～120℃
140℃
聚 合 塔
97%～98%PS
200℃ 50%PS
改进后的苯乙烯本体聚合
➢预聚釜温度控制在115～
120℃，物料停留时间4～5h。 转化率约为50%；
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
Injection Molding Product Examples
19
5.1.3 聚苯乙烯的应用
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。
包装材料：泡沫塑料，多用于电器、精密仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热材料等。
第五章 聚苯乙烯类塑料
1
5.1 聚苯乙烯(PS)
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、MBS、AAS、ACS、AS树脂等。
5.1.1 聚苯乙烯的制备方法 一 主要原料
5.1.2 聚苯乙烯的结构与性 能 一 聚苯乙烯的结构
饱和烃类聚合物、属热塑性树脂
体积较 大的苯 环侧基
➢分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈
现刚性和脆性，制品易产生内应力。
➢PS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致
PS为无定型聚合物，具有很高的透明性；
➢主链上α氢原子活化，易于被空气中的氧氧
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。
塑化
成型 定型
分类：
➢阳离子交换树脂： 强酸型： R-SO3H 中酸型： R-PO(OH)2 弱酸型：R-COOH
习惯上，一般将中酸型和弱酸型统称为弱酸型； ➢阴离子交换树脂：
强碱型： R3-NCl 弱碱型：R-NH2、R-NR´H 和 R-NR´´
主要功能：离子交换
可逆反应——再 生特性
（1）中和反应：
R SO3H + NaOH R SO3Na + H2O R COOH + NaOH R COONa + H2O
27
可发性PS珠粒 预 发 泡 熟 化 成 型
➢成型： 条件：110~120 ℃加热10~30min 在蒸汽中颗粒再次膨胀并填满颗粒之间的间隙而形 成一体。 加热方式：热空气、热水、蒸汽（最好，水蒸汽能 助长发泡能力）； 启模前应适当冷却，以防PS泡沫进一步发泡，导致 变形； 再次熟化：2~5d
28
原子能工业
离子交换树脂在原子能工业上的应用包括核燃料的分离、提纯、 精制、回收
化学（化学合成、医药、制酒等）工业
普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩和回收等， 还可用作化学反应催化剂，
（一）网状结构高分子骨架——苯乙烯-二乙烯苯共聚体的合成
以苯乙烯为单体，二乙烯苯（占单体总量的2%～7%）为共聚单 体，采用低温悬浮聚合法制得网状结构的不溶不熔的苯乙烯二乙烯苯共聚物珠状球粒，选取直径为1.0～1.2mm的球粒用 于制造离子交换树脂。
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
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
57
11 9
10 12
3
68
13 14
20
15
16 17 18
21
19
➢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、
➢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。
5.1.3 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。
➢ 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。
2R NH3Cl + Na2SO4 (RNH3)2SO4 + 2NaCl
（3）中性盐反应： R SO3H + NaCl R SO3Na + HCl R NHOH + NaCl R NHCl + NaOH
吸附功能
➢无论是凝胶型或大孔型离子交换树脂，均具有很大的
比表面积——表面具有吸附能力；
➢吸附量的大小和吸附的选择性，主要决定于表面的极
性和被吸附物质的极性。
脱水功能
➢强酸型阳离子交换树脂中的－SO3H基团是强极性基团，相
当于浓硫酸，有很强的吸水性；
➢干燥的强酸型阳离子交换树脂可用作有机溶剂的脱水剂 。
催化功能
离子交换树脂的应用
水处理
水质的软化、水的脱盐和高纯水的 制备等，如去离子水的制备
冶金工业应用
通过离子交换完成金属的分离、提纯和回收
➢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%。
➢从该塔顶可以蒸出部分苯乙
（2）复分解反应：
R SO3Na + KCl R SO3K + NaCl 2R COONa + CaCl2 (RCOO)2CaNa + 2NaCl R NCl + NaBr R NBr + NaCl
➢ 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70~80℃，时间1.5h。
➢ PS加工中易产生内应力，加工中应对制品进行热处理。 ➢ PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%~0.7%。
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H＝CH2
引发剂
CH＝CH2
~CH－CH2－CH－CH2~ ~CH－CH2－CH－CH2~
苯乙烯
二乙烯基苯
苯乙烯-二乙烯苯共聚物
（二）聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂 将含水量小于0.4%的筛选后的苯乙烯-二乙烯苯共聚物珠粒 加入搪瓷釜中，以二氯乙烷为膨胀剂，用98%的硫酸，在 80～120℃进行磺化反应约7h后，缓慢加水稀释，并分离出 稀酸，用水洗至pH=5，然后加食盐转化，最后加碱转化， 使树脂由磺酸型转变成磺酸钠型，再水洗磺酸钠，再水洗 至中性，过滤，即为最终产品。其结构如下：
化，制品长期户外使用变黄变脆。
二 聚苯乙烯的性能
一般性能
➢PS为无色透明的粒料，燃烧时发浓烟并带有松节油气味，
吹熄可拉长丝；
➢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的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强度和尺寸
稳定性影响不大。
二 聚苯乙烯的性能
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: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。
结构式：CH2＝CH－
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
~CH－CH2－CH－CH2~
－＋
SO3Na
~CH－CH2－CH－CH2~
－＋
SO3Na
~CH－CH2－CH－CH2~
＋ CH3CH2Cl
ZnCl2
氯甲基化
~CH－CH2－CH－CH2~
~CH－CH2－CH－CH2~
CH2Cl ~CH－CH2－CH－CH2~
（三） 聚苯乙 烯阴离 子交换 树脂
~CH－CH2－CH－CH2~
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
预聚釜 115～120℃
140℃
聚 合 塔
97%～98%PS
200℃ 50%PS
改进后的苯乙烯本体聚合
➢预聚釜温度控制在115～
120℃，物料停留时间4～5h。 转化率约为50%；
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
Injection Molding Product Examples
19
5.1.3 聚苯乙烯的应用
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。
包装材料：泡沫塑料，多用于电器、精密仪表、工艺品、玻 璃制品及陶瓷制品等包装；隔热材料等。
第五章 聚苯乙烯类塑料
1
5.1 聚苯乙烯(PS)
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、MBS、AAS、ACS、AS树脂等。
5.1.1 聚苯乙烯的制备方法 一 主要原料
5.1.2 聚苯乙烯的结构与性 能 一 聚苯乙烯的结构
饱和烃类聚合物、属热塑性树脂
体积较 大的苯 环侧基
➢分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈
现刚性和脆性，制品易产生内应力。
➢PS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致
PS为无定型聚合物，具有很高的透明性；
➢主链上α氢原子活化，易于被空气中的氧氧
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。
塑化
成型 定型
分类：
➢阳离子交换树脂： 强酸型： R-SO3H 中酸型： R-PO(OH)2 弱酸型：R-COOH
习惯上，一般将中酸型和弱酸型统称为弱酸型； ➢阴离子交换树脂：
强碱型： R3-NCl 弱碱型：R-NH2、R-NR´H 和 R-NR´´
主要功能：离子交换
可逆反应——再 生特性
（1）中和反应：
R SO3H + NaOH R SO3Na + H2O R COOH + NaOH R COONa + H2O
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可发性PS珠粒 预 发 泡 熟 化 成 型
➢成型： 条件：110~120 ℃加热10~30min 在蒸汽中颗粒再次膨胀并填满颗粒之间的间隙而形 成一体。 加热方式：热空气、热水、蒸汽（最好，水蒸汽能 助长发泡能力）； 启模前应适当冷却，以防PS泡沫进一步发泡，导致 变形； 再次熟化：2~5d
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原子能工业
离子交换树脂在原子能工业上的应用包括核燃料的分离、提纯、 精制、回收
化学（化学合成、医药、制酒等）工业
普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩和回收等， 还可用作化学反应催化剂，
（一）网状结构高分子骨架——苯乙烯-二乙烯苯共聚体的合成
以苯乙烯为单体，二乙烯苯（占单体总量的2%～7%）为共聚单 体，采用低温悬浮聚合法制得网状结构的不溶不熔的苯乙烯二乙烯苯共聚物珠状球粒，选取直径为1.0～1.2mm的球粒用 于制造离子交换树脂。
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
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。
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3
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➢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、
➢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。
5.1.3 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。
➢ 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。
2R NH3Cl + Na2SO4 (RNH3)2SO4 + 2NaCl
（3）中性盐反应： R SO3H + NaCl R SO3Na + HCl R NHOH + NaCl R NHCl + NaOH
吸附功能
➢无论是凝胶型或大孔型离子交换树脂，均具有很大的
比表面积——表面具有吸附能力；
➢吸附量的大小和吸附的选择性，主要决定于表面的极
性和被吸附物质的极性。
脱水功能
➢强酸型阳离子交换树脂中的－SO3H基团是强极性基团，相
当于浓硫酸，有很强的吸水性；
➢干燥的强酸型阳离子交换树脂可用作有机溶剂的脱水剂 。
催化功能
离子交换树脂的应用
水处理
水质的软化、水的脱盐和高纯水的 制备等，如去离子水的制备
冶金工业应用
通过离子交换完成金属的分离、提纯和回收
➢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%。
➢从该塔顶可以蒸出部分苯乙