聚苯乙烯的结构与性能.
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聚苯乙烯的结构与性能
刘青山 广东轻工职业技术学院
背景资料
聚苯乙烯(Polystyrene,缩写为PS)是以苯 乙烯为单体,经过聚合反应而得到的一种聚合 物。聚苯乙烯早在二十世纪三十年代就已实现 工业化生产,是发现最早、研究较完善的一种 不饱和烃类树脂。聚苯乙烯具有价廉、容易着 色、透明、吸湿性低、电性能好以及加工性能 优良等特点,所以广泛应用于电子电器工业、 化学工业以及日用品等多方面,做各种仪器仪 表零件、光学零件、高频绝缘材料、保温材料 及日用品等。目前,聚苯乙烯的产量仅次于聚 乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯,居第四位。
6.
卫生性能 聚苯乙烯是碳氢化合物,毒性极低,属 于卫生安全的树脂品种。
国产聚苯乙烯树脂的卫生标准
项
目
数 ≤0.2 1.0 0.5 0.3 1.5
值
干燥失重(100℃,3h)/% 挥发分/% 苯乙烯/% 乙苯/% 正己烷提取物/%
谢谢!
支链 苯环取代基使分子链刚性增大,也存在 着无规立构现象,所以是无定型聚合物 主链上的叔氢原子是聚苯乙烯易于氧化 和老化的根源
二、聚苯乙烯的性能
聚苯乙烯的简易鉴别
外观:无色透明,无延展性,质硬似玻璃状。当 制品落地或受到敲打时会发出金属似的清脆声 音。能断不能弯,断口出现蚌壳色银光。 燃烧现象:易于燃烧,离开火焰后可继续燃烧。 燃烧时的火焰呈橙黄色,并冒出浓黑的烟柱。 燃烧时塑料软化、起泡、熔化成稀液体并发出 苯乙烯单体特殊的甜香味。吹熄后可拉丝。
1.
力学性能 硬度较高,弯曲强度较高,抗弯能力强, 拉伸强度较低,常温下脆性大,并且在 成型加工中易产生内应力,在较低的外 力作用下即可发生应力开裂。
2.
力学性能
透光率为88~92%,折光率为1.59~1.60,可
透过所有波长的可见光,透明性仅次于丙烯 酸类聚合物。 受到光照或长时间存放,往往会出现混浊和 发黄的现象。 若在配方体系中加入1%不饱和脂肪酸胺、环 胺或氨基醇类化合物,可大大改善聚苯乙烯 的透明度。
5. 化学性能
耐碱、任何浓度的硫酸、磷酸、硼酸、10~36%的 盐酸、25%以下的醋酸、10~90%的甲酸以及其它 有机酸等;但它不耐浓硝酸及其它氧化剂。 溶度参数为(1.74~1.90)×103 (J/m3)1/2,它能溶于 许多 δ 相近的溶剂中,如四氯乙烷、苯乙烯、异丙 苯、苯、氯仿、二甲苯、甲苯、四氯化碳、甲乙酮、 酯类等;它不溶于许多脂肪烃、乙醚、丙酮、苯酚 等,但能被它们溶胀或发生开裂。 在热、氧或大气等条件下容易发生老化,尤其是 在其中含有单体、硫化物等杂质及在阳光照射下, 会造成分子链的断裂和显色。
两种方法生产的聚苯乙烯的性能比较
聚合方法 本 性 分子量 密度/g· cm-3 拉伸强度/MPa 弯曲强度/MPa 冲击强度(无缺口)/KJ· m-2 马丁耐热温度/℃ 维卡软化点/℃ 最高使用温度/℃ 导热系数/W· (m· K)-1 线膨胀系数/10-5 K-1 透光率/% 吸水率/% 能 180000 1.05 45 100 12 70 90 65 0.14 8 88 0.05 190000 1.05 50 105 16 73 100 75 0.14 8 87 0.07 体 法 悬 浮 法
3. 热性能
耐热性较差: Tg 为 80 ~ 82℃;熔融温度为 150 ~ 180℃;Td约为300℃;在承载情况下,聚苯乙烯制 品的最高连续使用温度仅为60~80℃。 导热系数较低,仅为 0.14W/(m· K) ,且不随温度的 变化而变化。若制成泡沫塑料,其导热系数会更低。 所以,可作为良好的冷冻绝热材料。 比热低,约为 1.33KJ/(Kg· K) ,但会随着温度的升 高而增大。 线膨胀系数为 (6~8)×10-5/℃,与金属相差较大, 所以制品中不宜带有金属嵌件。否则,当环境温度 有变化时,制品中极易产生内应力而发生开裂。 退火处理后可以减少内应力,提高力学强度、负荷 变形温度及耐溶剂开裂性。
4.
电性能
是优良的高频电绝缘材料
聚苯乙百度文库的电性能 性 能 数 值 试 验 方 法 GB1410 GB1409 GB1409 GB1408
体积电阻率/Ω·cm 介电损耗角正切(50~106Hz) 介电常数(50~106Hz) 介电强度/KV· mm2
1017~1019 (1~2)×10-4 2.45~2.65 20~28
纯聚苯乙烯
通用级聚苯乙烯姓名
高分子量聚苯乙烯
耐热聚苯乙烯
易流动级聚苯乙烯
改性聚苯乙烯
高抗冲聚苯乙烯 HIPS
苯乙烯 -丙烯腈共聚物 SAN
苯乙烯 -甲基丙烯酸甲酯共聚物 MS
苯乙烯 -马来酸酐共聚物 SMA
苯乙烯 -丁二烯共聚物 BS
苯乙烯 -丁二烯嵌段共聚物 SBS
一、聚苯乙烯的结构
自由基型聚合反应中的链转移反应带来
刘青山 广东轻工职业技术学院
背景资料
聚苯乙烯(Polystyrene,缩写为PS)是以苯 乙烯为单体,经过聚合反应而得到的一种聚合 物。聚苯乙烯早在二十世纪三十年代就已实现 工业化生产,是发现最早、研究较完善的一种 不饱和烃类树脂。聚苯乙烯具有价廉、容易着 色、透明、吸湿性低、电性能好以及加工性能 优良等特点,所以广泛应用于电子电器工业、 化学工业以及日用品等多方面,做各种仪器仪 表零件、光学零件、高频绝缘材料、保温材料 及日用品等。目前,聚苯乙烯的产量仅次于聚 乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯,居第四位。
6.
卫生性能 聚苯乙烯是碳氢化合物,毒性极低,属 于卫生安全的树脂品种。
国产聚苯乙烯树脂的卫生标准
项
目
数 ≤0.2 1.0 0.5 0.3 1.5
值
干燥失重(100℃,3h)/% 挥发分/% 苯乙烯/% 乙苯/% 正己烷提取物/%
谢谢!
支链 苯环取代基使分子链刚性增大,也存在 着无规立构现象,所以是无定型聚合物 主链上的叔氢原子是聚苯乙烯易于氧化 和老化的根源
二、聚苯乙烯的性能
聚苯乙烯的简易鉴别
外观:无色透明,无延展性,质硬似玻璃状。当 制品落地或受到敲打时会发出金属似的清脆声 音。能断不能弯,断口出现蚌壳色银光。 燃烧现象:易于燃烧,离开火焰后可继续燃烧。 燃烧时的火焰呈橙黄色,并冒出浓黑的烟柱。 燃烧时塑料软化、起泡、熔化成稀液体并发出 苯乙烯单体特殊的甜香味。吹熄后可拉丝。
1.
力学性能 硬度较高,弯曲强度较高,抗弯能力强, 拉伸强度较低,常温下脆性大,并且在 成型加工中易产生内应力,在较低的外 力作用下即可发生应力开裂。
2.
力学性能
透光率为88~92%,折光率为1.59~1.60,可
透过所有波长的可见光,透明性仅次于丙烯 酸类聚合物。 受到光照或长时间存放,往往会出现混浊和 发黄的现象。 若在配方体系中加入1%不饱和脂肪酸胺、环 胺或氨基醇类化合物,可大大改善聚苯乙烯 的透明度。
5. 化学性能
耐碱、任何浓度的硫酸、磷酸、硼酸、10~36%的 盐酸、25%以下的醋酸、10~90%的甲酸以及其它 有机酸等;但它不耐浓硝酸及其它氧化剂。 溶度参数为(1.74~1.90)×103 (J/m3)1/2,它能溶于 许多 δ 相近的溶剂中,如四氯乙烷、苯乙烯、异丙 苯、苯、氯仿、二甲苯、甲苯、四氯化碳、甲乙酮、 酯类等;它不溶于许多脂肪烃、乙醚、丙酮、苯酚 等,但能被它们溶胀或发生开裂。 在热、氧或大气等条件下容易发生老化,尤其是 在其中含有单体、硫化物等杂质及在阳光照射下, 会造成分子链的断裂和显色。
两种方法生产的聚苯乙烯的性能比较
聚合方法 本 性 分子量 密度/g· cm-3 拉伸强度/MPa 弯曲强度/MPa 冲击强度(无缺口)/KJ· m-2 马丁耐热温度/℃ 维卡软化点/℃ 最高使用温度/℃ 导热系数/W· (m· K)-1 线膨胀系数/10-5 K-1 透光率/% 吸水率/% 能 180000 1.05 45 100 12 70 90 65 0.14 8 88 0.05 190000 1.05 50 105 16 73 100 75 0.14 8 87 0.07 体 法 悬 浮 法
3. 热性能
耐热性较差: Tg 为 80 ~ 82℃;熔融温度为 150 ~ 180℃;Td约为300℃;在承载情况下,聚苯乙烯制 品的最高连续使用温度仅为60~80℃。 导热系数较低,仅为 0.14W/(m· K) ,且不随温度的 变化而变化。若制成泡沫塑料,其导热系数会更低。 所以,可作为良好的冷冻绝热材料。 比热低,约为 1.33KJ/(Kg· K) ,但会随着温度的升 高而增大。 线膨胀系数为 (6~8)×10-5/℃,与金属相差较大, 所以制品中不宜带有金属嵌件。否则,当环境温度 有变化时,制品中极易产生内应力而发生开裂。 退火处理后可以减少内应力,提高力学强度、负荷 变形温度及耐溶剂开裂性。
4.
电性能
是优良的高频电绝缘材料
聚苯乙百度文库的电性能 性 能 数 值 试 验 方 法 GB1410 GB1409 GB1409 GB1408
体积电阻率/Ω·cm 介电损耗角正切(50~106Hz) 介电常数(50~106Hz) 介电强度/KV· mm2
1017~1019 (1~2)×10-4 2.45~2.65 20~28
纯聚苯乙烯
通用级聚苯乙烯姓名
高分子量聚苯乙烯
耐热聚苯乙烯
易流动级聚苯乙烯
改性聚苯乙烯
高抗冲聚苯乙烯 HIPS
苯乙烯 -丙烯腈共聚物 SAN
苯乙烯 -甲基丙烯酸甲酯共聚物 MS
苯乙烯 -马来酸酐共聚物 SMA
苯乙烯 -丁二烯共聚物 BS
苯乙烯 -丁二烯嵌段共聚物 SBS
一、聚苯乙烯的结构
自由基型聚合反应中的链转移反应带来