聚苯乙烯----解析

聚苯乙烯（PS）制作人：吴奇学号：11150103272聚苯乙烯1概述2聚苯乙烯的制备方法3聚苯乙烯的结构与性能2020/6/3聚苯乙烯概述1、定义：聚苯乙烯是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的，英文简称PS。聚苯乙烯的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。其结构式为———聚苯乙烯概述2.特点聚苯乙烯的优点是：透明性高，加工流动性好，易着色，易印刷，电绝缘性、刚性都很好。聚苯乙烯的缺点是：韧性差、耐热性低、耐溶剂性、耐化学试剂性、耐沸水性差，且易出现应力开裂的现象。2020/6/3聚苯乙烯概述仪表外壳汽车灯罩照明制品高频电容器高频绝缘光导纤维包装材料PS成本低PS刚性大PS透明度高PS电性能好PS易成型通用PSPS泡沫质轻低导热抗冲击吸水率低建筑、运输、冷藏、化工设备的保温、绝热和减震材料3.用途2020/6/3汶川大地震后建设了大量简易房大量采用薄钢/PS保温建材。但PS泡沫保温材料也会带来火灾的隐患!2011春节沈阳万鑫大火聚苯乙烯聚苯乙烯的制备方法（一）单体制备1.苯乙烯的实验室制备是由肉桂酸（苯基丙烯酸）常压干馏而得是最初制取苯乙烯的方法。2.现今工业上制取苯乙烯的方法是先制取乙苯，再由乙苯脱氢得到苯乙烯。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的制备方法3.苯乙烯常压下是无色油状液体，沸点145～146℃，属易燃品。由于苯基的存在，使-CH＝CH2受到一定的极化（偶极矩0.37），因此苯乙烯比乙烯、丙烯更容易聚合，储存时应加人阻聚剂。（二）聚合苯乙烯可以在引发剂存在下按自由基机理或离子型机理进行聚合。工业化生产的PS是用引发剂按自由基机理进行聚合。聚合的实施可以是本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合或乳液聚合。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的制备方法1．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%的物料进入改进后的塔式反应器中，塔项温度保持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%。从该塔项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。预聚釜115～120℃苯乙烯50%PS140℃聚合塔200℃97%～98%PS苯乙烯本体聚合2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的制备方法2.悬浮聚合（低温、高温）☆苯乙烯低温悬浮聚合苯乙烯低温悬浮聚合的单体与水的比值为1∶1.4～1∶1.6，分散剂一般为磷酸三钙，引发剂为过氧化苯甲酰（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，水为去离子水。单体的纯度在99.5%以上，各种杂质如甲苯、乙苯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等要控制规定指标之内，尤其有二乙烯苯存在时，还会使聚合产物呈凝胶状，表面粗糙而不透明，熔融指数可能下降为零，致使产品无法使用，因此更要严格控制。含阻聚剂的单体在聚合前，可以用5%NaOH洗涤3～4次，再用水洗涤至中性。另外，聚合温度对聚合影响较大，一般是温度越高，反应速度越快。聚合转化率一般控制在90%左右。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的制备方法3．溶液聚合溶液聚合是将单体溶解到适当溶剂中进行聚合。在溶液中进行聚合，由于体系粘度小，进行搅拌比本体聚合时容易，实施过程中机械设备上的困难较少，散热也较容易。4．乳液聚合用乳化剂使苯乙烯单体在水中乳化，乳化后的单体形成远小于悬浮聚合中的液滴，部分单体进人乳化剂胶束，反应过程中亦进行强烈搅拌。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的制备方法制备方法优点缺点本体聚合产物纯度高、透明性好，产品介电、电绝缘性优良；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，影响到材料的力学性能。悬浮聚合散热容易、产物分子量较高，分散性小；由于分散剂不易除尽，使产物纯度不及本体聚合。溶液聚合机械设备上的困难较少，散热也较容易。聚合速率低，聚合物平均分子量小，力学性能差，溶剂回收也较麻烦乳液聚合聚合反应速率高、聚合物分子量高、分散性小，使其力学性能、耐热性均较优。产物纯度差，后处理也复杂，成本高于悬浮聚合。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的制备方法本体聚合——获得的PS纯净度高，主要用来制造对电性能要求高的制品。悬浮聚合——获得的PS分子量高分布窄但纯度不如本体聚合PS，可用来制造一般日用和工业用品、和PS泡沫塑料。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。各种生产方法制得的PS在性能上略有不同。我国PS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。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的结构与性能（一）聚苯乙烯结构特点由于侧苯基的存在使聚苯乙烯具有如下结构特点：（1）分子链变刚变硬。（2）聚合物分子链存在空间异构现象。（3）PS的耐化学性不及PE、PP等聚合物。（4）分子量降低而变脆，并变色老化。（5）耐溶剂性变差。（6）具有优异的介电、电绝缘性能。（7）耐辐射性较高。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的结构与性能（二）聚苯乙烯的性能力学性能聚苯乙烯属于一种硬而脆的材料，无延伸性，拉伸时无屈服现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用塑料中是很高的，但其冲击强度很低。聚苯乙烯的力学性能与合成方式、相对分子质量大小、温度高低、杂质含量及测试方法有关。热学性能PS的耐热性能不好，热变形温度仅为70~90℃，只可长期在60~80℃温度范围内使用。PS的耐低温性也不好，脆化温度为-30℃。PS的热导率低，一般为0.04~0.13W/(m·K)；线膨胀系数较大，为(6~8)×10-5K-1，与金属相差悬殊，故制品不易带金属嵌件。2020/6/3聚苯乙烯聚苯乙烯的结构与性能电学性能PS的电绝缘性优良，且不受温度和湿度的影响，介电损耗角正切值小，可耐适当的电晕放电，耐电弧性好，适于做高频绝缘材料。耐化学试剂及耐溶剂性。加工性聚苯乙烯由于其成型温度范围宽且流动性、热稳定性好，所以可以用多种方法加工成型，如注射、挤出、发泡、吹塑、热成型等．