聚苯乙烯的制备方法及原理

本体聚合制备HIPS
• 工艺流程图
具体工艺
• 本体法聚合时，首先将橡胶溶解于苯乙烯单体中。在 与聚合反应转化至6％—10％时，就开始形成两相，即PS 相和橡胶相。这样，苯乙烯中的PS相和苯乙烯中的橡胶相 达到一定的相体积比时，在切应力搅拌存在下，即发生相 变。此时，橡胶在反应系统中的相容性降低，因橡胶析出 而体系粘度骤降，而切应力的存在使橡胶颗粒分散为切断 小粒，这便是本体聚合法生产HIPS的关键所在。反应由苯 乙烯本体聚合和橡胶苯乙烯聚合两种方式同时进行，经过 四个聚合釜连续反应，转化率达75%～80%时，将聚合物送 入脱气槽，脱去未反应的单体，再经挤压抽条、冷却、造 粒、包装即得成品。
，如果控制不当，将引起爆聚；产物分子量分布宽，未反应的单体难
以除尽，制品机械性能变差等
产品特点
• HIPS具有通用聚苯乙烯（GPPS）的尺寸稳定性，而且具 有更好的冲击强度和刚性。HIPS具有通用聚苯乙烯（GPPS）
的尺寸稳定性，而且具有更好的冲击强度和刚性。
• 耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁二烯橡 胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。这种聚苯 乙烯产品会添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙 烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时，裂纹扩展的尖端
应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到
阻碍，抗冲击性得到了提高。
一步法与两步法悬浮聚合制备EPS
• 一步法工艺流程图
一步法与二步法具体步骤
• 一步法 ：以羟基磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠为分散剂，以有机过氧化 物为引发剂，在搅拌作用下，苯乙烯单体以液滴的形式悬浮于水中， 按自由基反应历程进行聚合反应，聚合到稳定时间后加入发泡剂，发 泡剂在一定温度压力下渗透到珠粒内，同时珠粒进一步聚合，得到EPS 粒子，产物经洗涤、干燥、筛分、称重。把含有发泡剂的聚苯乙烯珠 粒,在发泡器中预发泡(用蒸气加热),在室温下熟化后即可供成型使用 。将熟化后的发泡聚苯乙烯颗粒料,装入成型模中,上紧盖后通入蒸气 加热,待成型后再通入水冷却,即得到制品。 • 二步法：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。
工艺特点
• 一步法工艺具有工艺简单、流程短和投 资费用低的优点，在降低消耗 和节约能耗方 面均优于二步法，但产品分子量略低，且由于聚合与浸 溃在同一过程中进行，难免产生部分含发泡剂的粉状物，处理起来十 分麻烦。
• 二步法生产工艺由于聚合后就对聚合物颗粒进行分级，再根据不同粒 经按不同工艺浸渍，故所得EPS珠粒质量较佳，同时还可避免含发泡 剂粉状物的产生，不必进一步处理，但二步法工艺生产流程较长，投 资费用较高，且生产过程能耗大，产品成本高。 一步法虽有缺点，但 与二步法比较仍是利多弊少，特别是在经济上占有极大优势，故目前 国外生产EPS较为普遍地应用一步浸渍。
一步法，二步法生产EPS比较
工艺特点
• 1、优点
• 产品纯净，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简 单，不需要复杂的分离、提纯操作。投资较少，反应器有效反应容积 大，生产能力大，易于连续化，生产成本低． • 2、缺点 • 热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重 时则温度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大。由于体系粘度随聚 合不断增加，混合和传热困wenku.baidu.com，有时还会出现聚合速率自动加速现象
•聚苯乙烯的制备
聚苯乙烯分类和优缺点
• 聚苯乙烯（PS） • 包括普通聚苯乙烯（GPPS)，发泡聚苯乙烯（EPS)，高抗冲 聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS） • 聚苯乙烯PS的优点：透明度高（透过率高，可作光学聚合 物材料）、加工流动性好（成型温度与分解温度之间范围 宽）、刚性较高（苯侧基位阻效应）、尺寸稳定性好、收 缩率低、易着色、易印刷和电绝缘性好。 • 聚苯乙烯Ps的缺点：韧性差、耐溶剂耐化学试剂耐沸水性 能差、易出现应力开裂现象（硬且脆）、易燃烧，离开火 源会继续燃烧并伴有浓烟。