聚苯乙烯hips.ppt
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1、HIPS组员组员:刘卫新:刘卫新 高远高远 康洪康洪 一、聚苯乙烯的定义和合成 定义定义 聚苯乙烯树脂是由苯乙聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而烯单体通过自由基聚合而成的聚合物成的聚合物,英文名称为,英文名称为PolystyrenePolystyrene,简称,简称PSPS。其。其分子结构式为:分子结构式为:合成合成本体聚合本体聚合获得的获得的PSPS纯净度高,主要用来制造对纯净度高,主要用来制造对电性能要求高的制品。电性能要求高的制品。悬浮聚合悬浮聚合获得的获得的PSPS分子量高分布窄但纯度不如分子量高分布窄但纯度不如本体聚合本体聚合PSPS,可用来制造一般日用和工业用品、和,可用来
2、制造一般日用和工业用品、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泡沫塑料。泡沫塑料。溶液聚合溶液聚合主要用于配制清漆。主要用于配制清漆。各种生产方法制得的各种生产方法制得的PSPS在性能上略有不同。我国在性能上略有不同。我国PSPS的工业化生产主要采用悬浮聚合和本体聚合,其的工业化生产主要采用悬浮聚合和本体聚合,其中以悬浮法为主。中以悬浮法为主。二、聚苯乙烯的结构 聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。由于侧苯基的体聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。由于侧苯基的体积较大,有较大的位阻效应,而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬,积较大,有较大的位阻效应,而使聚苯
3、乙烯的分子链变得刚硬,因此,玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高,且刚性脆性较大,因此,玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高,且刚性脆性较大,制品易产生内应力。制品易产生内应力。由于侧苯基在空间的排列为无规结构,因此聚苯乙烯为无由于侧苯基在空间的排列为无规结构,因此聚苯乙烯为无定形聚合物,具有很高的透明性。侧苯基具有很大的空间位阻,定形聚合物,具有很高的透明性。侧苯基具有很大的空间位阻,造成造成PSPS分子链很僵硬,分子链很僵硬,TgTg在在8080。侧苯基的存在使聚苯乙烯侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些,苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、的化学活性要大一些,苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、
4、磺化等聚苯乙烯都可以进行。磺化等聚苯乙烯都可以进行。此外,侧苯基可以使主链上此外,侧苯基可以使主链上a a 氢原子活化,在空气中易氧氢原子活化,在空气中易氧化生成过氧化物,并引起降解,因此制品长期在户外使用易变化生成过氧化物,并引起降解,因此制品长期在户外使用易变黄、变脆。但由于苯环为共扼体系,使得聚合物耐辐射性较好,黄、变脆。但由于苯环为共扼体系,使得聚合物耐辐射性较好,在较强辐射的条件下,其性能变化较小。在较强辐射的条件下,其性能变化较小。三、聚苯乙烯的性能 基本特征基本特征 聚苯乙烯为无色、无味聚苯乙烯为无色、无味的透明刚性固体,透光率的透明刚性固体,透光率可达可达88%88%90%90
5、%,制品质硬,制品质硬,落地时会有金属般的响声。落地时会有金属般的响声。聚苯乙烯的密度在聚苯乙烯的密度在1.041.041.07 1.07 之间,尺寸稳定性之间,尺寸稳定性好,收缩率低。聚苯乙烯好,收缩率低。聚苯乙烯容易燃烧,点燃后离开火容易燃烧,点燃后离开火源会继续燃烧,并伴有浓源会继续燃烧,并伴有浓烟。烟。力学性能力学性能 聚苯乙烯属于一种聚苯乙烯属于一种硬而脆的材料,无延伸硬而脆的材料,无延伸性,拉伸时无屈服现象。性,拉伸时无屈服现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用等常规力学性能在通用塑料中是很高的,但其塑料中是很高的,但其冲击强度很低。聚苯乙冲击强度很低。
6、聚苯乙烯的力学性能与合成方烯的力学性能与合成方式、相对分子质量大小、式、相对分子质量大小、温度高低、杂质含量及温度高低、杂质含量及测试方法有关。测试方法有关。热性能热性能 聚苯乙烯的耐热性能较差,热变形温度约为聚苯乙烯的耐热性能较差,热变形温度约为707095 95,长期使用温度为,长期使用温度为606080 80。聚苯乙烯的。聚苯乙烯的热导率较低,约为热导率较低,约为0.100.100.13W/(m0.13W/(mK)K),基,基本不随温度的变化而变化,是良好的绝热保温材本不随温度的变化而变化,是良好的绝热保温材料。聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热材料之料。聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热材
7、料之一。一。聚苯乙烯的线膨胀系数较大,为(聚苯乙烯的线膨胀系数较大,为(6 68)X10-8)X10-5K-15K-1,与金属相差悬殊甚大,故制品不易带有,与金属相差悬殊甚大,故制品不易带有金属嵌件。此外,聚苯乙烯的许多力学性能都显金属嵌件。此外,聚苯乙烯的许多力学性能都显著受到温度的影响。著受到温度的影响。电性能电性能 聚苯乙烯是非极性的聚合物,使用中也很少聚苯乙烯是非极性的聚合物,使用中也很少加人填料和助剂,因此具有良好的介电性能和加人填料和助剂,因此具有良好的介电性能和绝缘性,其介电性能与频率无关。由于其吸湿绝缘性,其介电性能与频率无关。由于其吸湿率很低,电性能不受环境湿度的影响,但由于
8、率很低,电性能不受环境湿度的影响,但由于其表面电阻和体积电阻均较大,又不吸水,因其表面电阻和体积电阻均较大,又不吸水,因此易产生静电,使用时需加人抗静电剂。此易产生静电,使用时需加人抗静电剂。耐化学药品性耐化学药品性 聚苯乙烯的化学稳定性比较好,可耐各种碱、一聚苯乙烯的化学稳定性比较好,可耐各种碱、一般的酸、盐、矿物油、低级醇及各种有机酸,但不般的酸、盐、矿物油、低级醇及各种有机酸,但不耐氧化酸,如硝酸和氧化剂的侵蚀。聚苯乙烯还会耐氧化酸,如硝酸和氧化剂的侵蚀。聚苯乙烯还会受到许多烃类、酮类及高级脂肪酸的侵蚀,可溶于受到许多烃类、酮类及高级脂肪酸的侵蚀,可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、
9、氯仿、二氯苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷以及醋类当中。此外,由于聚苯乙烯带有苯基,甲烷以及醋类当中。此外,由于聚苯乙烯带有苯基,可使苯基可使苯基a a 位置上的氢活化,因此聚苯乙烯的耐气位置上的氢活化,因此聚苯乙烯的耐气候性不好,如果长期暴露在日光下会变色变脆,其候性不好,如果长期暴露在日光下会变色变脆,其耐光性、氧化性都较差,使用时应加人抗氧剂。但耐光性、氧化性都较差,使用时应加人抗氧剂。但聚苯乙烯具有较优的耐辐射性。聚苯乙烯具有较优的耐辐射性。加工性 聚苯乙烯是一种无定形的聚合物,没有明显的熔聚苯乙烯是一种无定形的聚合物,没有明显的熔点,从开始熔融流动到分解的温度范围很宽
10、,约在点,从开始熔融流动到分解的温度范围很宽,约在120120180 180 之间,且热稳定性较好,因此,成型加之间,且热稳定性较好,因此,成型加工可在很宽的范围内进行。聚苯乙烯由于其成型温工可在很宽的范围内进行。聚苯乙烯由于其成型温度范围宽且流动性、热稳定性好,所以可以用多种度范围宽且流动性、热稳定性好,所以可以用多种方法加工成型,如注射、挤出、发泡、吹塑、热成方法加工成型,如注射、挤出、发泡、吹塑、热成型等型等 (1)(1)由于聚苯乙烯的吸湿率很低,约为由于聚苯乙烯的吸湿率很低,约为0.01%0.01%0.2%0.2%,因此加工前一般不需要干燥,如果需要,因此加工前一般不需要干燥,如果需要
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