塑料聚苯乙烯.ppt
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1、塑料聚苯乙烯现在学习的是第1页,共23页三三 PSPS聚合方法聚合方法工业生产中,主要采用工业生产中,主要采用自由基自由基聚合反应进行。聚合反应进行。聚合方法聚合方法本体聚合本体聚合获得的获得的PSPS纯净度高纯净度高,主要用来制造对电性能要求高,主要用来制造对电性能要求高的制品。的制品。悬浮聚合悬浮聚合获得的获得的PSPS分子量高分子量高分布窄但纯度不如本体聚合分布窄但纯度不如本体聚合PSPS,可用来制造一般日用和工业用品、可用来制造一般日用和工业用品、和和PSPS泡沫塑料。泡沫塑料。乳液聚合乳液聚合主要用于涂料和主要用于涂料和PSPS泡泡沫塑料。沫塑料。溶液聚合溶液聚合主要用于配制清漆主要
2、用于配制清漆。PSPS的的主要主要生产生产方法方法热引发热引发引发剂引发引发剂引发现在学习的是第2页,共23页1.1.单体:单体:纯度纯度99.5%99.5%2.2.引发剂:引发剂:热引发热引发3.3.反应器:反应器:塔式、釜式、槽式和管式等塔式、釜式、槽式和管式等 一般采用:两个或更多反应器串联一般采用:两个或更多反应器串联4.4.工艺:工艺:预聚预聚聚合聚合后处理后处理 先在预聚釜中使先在预聚釜中使10%10%50%50%的苯乙烯聚合,然后在后面的苯乙烯聚合,然后在后面 的反应的反应器中使其他单体全部聚合。器中使其他单体全部聚合。本体聚合本体聚合四四 PS PS生产工艺生产工艺化学性质非常
3、活泼,单体在贮存、运输过程中,需要加入少量化学性质非常活泼,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的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂以防止自聚.CHH2C现在学习的是第3页,共23页苯乙烯低温悬浮聚合苯乙烯低温悬浮聚合单体单体/水:水:1/1.41/1.41/1.61/1.6分散剂分散剂:磷酸三钙磷酸三钙引发剂:引发剂:BPOBPO(占总引发剂的(占总引发剂的90%90%80%80%)和过氧化叔丁基苯甲酸酯)和过氧化叔丁基苯甲酸酯 (占总引发剂的(占总引发剂的10%10%20%20%)复合型引发剂)复合型引发剂分散介质:分散介质:去离子水去离子水单体纯
4、度:单体纯度:99.5%99.5%聚合转化率:聚合转化率:90%90%左右左右产物:产物:相对分子质量可达相对分子质量可达202010104 4,宜作发泡材料。,宜作发泡材料。现在学习的是第4页,共23页苯乙烯高温悬浮聚合苯乙烯高温悬浮聚合主分散剂:主分散剂:MgCOMgCO3 3(可在釜用(可在釜用NaNa2 2COCO3 3与与MgSOMgSO4 4 制备)制备)助分散剂:助分散剂:苯乙烯苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物顺丁烯二酸酐共聚物优点优点1.1.可不用引发剂,反应速度快,产品质量高。可不用引发剂,反应速度快,产品质量高。2.2.用用无机悬浮剂,聚合产品外表面无表面膜,易于洗涤、分离。无机
5、悬浮剂,聚合产品外表面无表面膜,易于洗涤、分离。3.3.配方来源丰富,成本低。配方来源丰富,成本低。4.4.粘附物少,使釜运转周期加快。粘附物少,使釜运转周期加快。现在学习的是第5页,共23页2.4.2 聚苯乙烯的结构聚苯乙烯的结构一一 链结构链结构 PSPS的侧苯基在空间的排列为无规结构,导致的侧苯基在空间的排列为无规结构,导致PSPS为无定型聚合物为无定型聚合物,具,具有有很高的透明性。很高的透明性。分子结构不对称,分子结构不对称,侧苯基具有很大的空间位阻侧苯基具有很大的空间位阻,造成分子链很僵硬,造成分子链很僵硬,PSPS呈现刚性和脆性呈现刚性和脆性,制品易产生内应力,制品易产生内应力,
6、TgTg100100o oC C。主链上主链上氢原子活化,易于被空气中的氧氧化氢原子活化,易于被空气中的氧氧化,制品长期户外使用变,制品长期户外使用变黄变脆。黄变脆。二二 聚集态结构聚集态结构无规无规PSPS乙烯是乙烯是完全无定形完全无定形的聚合物。的聚合物。现在学习的是第6页,共23页2.4.3 2.4.3 聚苯乙烯的性能聚苯乙烯的性能一一 基本特征基本特征PSPS为无色、无味的透明刚性固体、透光率高达为无色、无味的透明刚性固体、透光率高达88889090PSPS的制品质硬似玻璃状,落地时有金属般的响声;的制品质硬似玻璃状,落地时有金属般的响声;能断不能弯,断口处呈现蚌壳色银光;能断不能弯,
7、断口处呈现蚌壳色银光;PSPS的密度在的密度在1.041.041.071.07之间;之间;PSPS的尺寸稳定性好、收缩率低;的尺寸稳定性好、收缩率低;PSPS易燃,燃烧时发浓烟并带有松节油气味,吹熄可拉长丝;易燃,燃烧时发浓烟并带有松节油气味,吹熄可拉长丝;PSPS的吸水率为的吸水率为0.05%0.05%,稍大于,稍大于PEPE,但对制品的强度和尺寸稳定性影,但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。响不大。现在学习的是第7页,共23页二二 力学性能力学性能 PSPS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂服点附近即断裂。PSPS的拉伸强度和的拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料
8、中最高,弯曲在通用热塑性塑料中最高,其拉伸强度可达其拉伸强度可达60MPa60MPa;但冲击强度;但冲击强度很小,难以用做工程塑料。很小,难以用做工程塑料。PSPS的耐磨性差,耐蠕变性一般的耐磨性差,耐蠕变性一般。当温度升高,拉伸强度、弯曲强度当温度升高,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和冲击强度均下降。、压缩强度和冲击强度均下降。现在学习的是第8页,共23页三三 光学性能光学性能 透明性好是透明性好是PSPS最大的特点最大的特点四四 热学性能热学性能PSPS耐热性差,耐热性差,PSPS导热率低,导热率低,PSPS线膨胀系数大。线膨胀系数大。PSPS的力学性能随温度提高显著下降的力学性能随温度提高
9、显著下降。五五 电性能电性能PSPS具有具有良好的电绝缘性良好的电绝缘性。六六 耐化学药品性耐化学药品性PSPS化学稳定性较好;化学稳定性较好;PSPS长期与烃类溶剂、高级脂肪酸接触会溶胀。长期与烃类溶剂、高级脂肪酸接触会溶胀。PSPS溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿等有机溶剂。溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿等有机溶剂。由于苯基由于苯基氢较活泼,氢较活泼,PSPS耐候性差。耐候性差。侧苯基可以吸收能量,侧苯基可以吸收能量,PSPS耐辐射性优良。耐辐射性优良。现在学习的是第9页,共23页无定形聚合物,熔融温度范围宽,在约无定形聚合物,熔融温度范围宽,在约9595时开始软化,在时开始软化,在120120
10、180180之间呈黏流态,之间呈黏流态,300300以上开始分解。以上开始分解。成型温度与分解温度相差较成型温度与分解温度相差较大大;属非牛顿流体,粘度强烈地依赖剪切速率的变化,流动性好,易加工。属非牛顿流体,粘度强烈地依赖剪切速率的变化,流动性好,易加工。PSPS吸水率低,在加工前一般不需干燥;如有特殊需要时吸水率低,在加工前一般不需干燥;如有特殊需要时(如要求透如要求透明性高明性高)才干燥,温度为才干燥,温度为70807080,时间,时间1.5h1.5h。分子链呈刚性,在加工成型时分子链呈刚性,在加工成型时易产生内应力易产生内应力,导致制品出现裂纹和应力,导致制品出现裂纹和应力开裂,加工中
11、应对制品进行热处理。开裂,加工中应对制品进行热处理。比热容低比热容低,随温度的变化明显,加热和冷却固化速度都很快,随温度的变化明显,加热和冷却固化速度都很快,易于成易于成型、模塑周期短型、模塑周期短。PS PS成型收缩率成型收缩率仅为仅为0.4%0.7%0.4%0.7%。加工性能加工性能现在学习的是第10页,共23页聚苯乙烯的聚苯乙烯的主要成型方法为注射、挤出和发泡主要成型方法为注射、挤出和发泡。注射成型注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法。可采用螺杆式注射机及柱塞是聚苯乙烯最常用的成型方法。可采用螺杆式注射机及柱塞式注射机。式注射机。挤出成型挤出成型可采用普通的挤出机。挤出成型的产品有可采用普
12、通的挤出机。挤出成型的产品有板材、管材、板材、管材、棒材、片材、薄膜棒材、片材、薄膜等。等。发泡成型发泡成型可制造各种形状复杂的泡沫塑料制品;可制造各种形状复杂的泡沫塑料制品;用途广泛,如冷藏用途广泛,如冷藏、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。、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。现在学习的是第11页,共23页2.4.4 PS的应用的应用仪表外壳仪表外壳汽车灯罩汽车灯罩照明制品照明制品高频电容器高频电容器高频绝缘高频绝缘光导纤维光导纤维包装材料包装材料PSPS成本低成本低PSPS刚性大刚性大PSPS透明度高透明度高PSPS电性能好电性能好P
13、SPS易成型易成型通用通用PSPSPSPS泡沫泡沫质轻质轻低导热低导热抗冲击抗冲击吸水率低吸水率低建筑、运输、冷藏建筑、运输、冷藏、化工设备的保温、化工设备的保温、绝热和减震材料、绝热和减震材料现在学习的是第12页,共23页2.4.5 PS的改性的改性PSPS的缺点的缺点:(1)PS(1)PS的的抗冲击性差抗冲击性差(2)PS(2)PS的耐热性不好,的耐热性不好,强度随温度提高大幅度降低强度随温度提高大幅度降低 高抗冲高抗冲PSPS(HIPSHIPS)1.1.制备制备HIPSHIPS的两种方法:的两种方法:PSPS与顺丁橡胶或丁苯与顺丁橡胶或丁苯橡胶(含量橡胶(含量1020%)1020%)直接
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