2 聚苯乙烯的现状
2.1聚苯乙烯概述
聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基连锁聚合反应合成的聚合物,英文简称PS。早在1839年人们就发现水汽蒸馏苯乙烯出现苯乙烯的固化反应,当时以为是氧化反应,1930年美国首先开始生产聚苯乙烯[3]。聚苯乙烯的单体苯乙烯可以由乙苯通过不同的方法制得,或由乙炔与苯直接反应而得,聚苯乙烯用氧或过氧化物之类的引发剂,聚合反应按自由基聚合机理进行,一般,工业上的聚合实施方法有本体聚合法、悬浮聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法四种方法,但多为本体聚合法和悬浮聚合法,制得的聚苯乙烯分子量一般为20万左右[3]。毕业论文http://www.youerw.com
2.1.1聚苯乙烯的结构
聚苯乙烯的大分子主链为饱和烃类聚合物,具有良好的电绝缘性[3],又因吸湿性小,可用于潮湿环境中。聚苯乙烯的分子结构不对称,分子链上具有苯环,大分子链运动困难,聚苯乙烯呈现刚性和脆性,制品易产生内应力。通用聚苯乙烯(GPPS)的分子为无规结构,导致PS为无定型聚合物,具有很高的透明性。由于苯基的存在,制品长期户外使用变黄变脆;但苯基的存在又使其具有较高的耐辐射性。
2.1.2聚苯乙烯的性能
一、聚苯乙烯的一般性能:聚苯乙烯为无色透明的颗粒,燃烧时发浓烟并带有松节油气味,吹熄可拉长丝。制品质硬似玻璃状,落地或敲打会发出类似金属的声音。能断不能弯,断口处呈蚌壳色银光。聚苯乙烯的吸水率为0.05%,稍大于聚乙烯(PE),但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。
二、聚苯乙烯的光学性能:透明性好是PS最大的特点,透光率可达88%-92%,同聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)一样属最优秀的透明塑料品种[3]。聚苯乙烯的折射率为1.59-1.60,但因苯环的存在,其二-2双折射较大,不能用于高档光学仪器。
三、聚苯乙烯的力学性能:聚苯乙烯硬而脆、无延伸性,拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲强度在通用热塑性塑料中最高,但冲击强度很小,难以用作工程塑料。PS的耐磨性差,耐蠕变性一般。PS的力学性能受温度的影响比较大。
四、聚苯乙烯的热学性能:聚苯乙烯的耐热性能不好,热变形温度为70-90℃,只可长期在60-80℃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,线膨胀系数较大,与金属相差悬殊,故制品不易带金属嵌件。但聚苯乙烯的热导率不随温度的变化而变化,因此是良好的绝热材料。
五、聚苯乙烯的电学性能:聚苯乙烯电绝缘性优良,且不受温度和湿度的影响。介电损耗角正切值小,体积电阻和表面电阻高,功率因数接近于0可耐适当的电晕放电,耐电弧性好,适于做高频绝缘材料。
优、聚苯乙烯的环境性能:聚苯乙烯的化学稳定性较好,可耐一般酸、碱、盐、矿物油及低级醇等,但可受许多烃类、酮类及高级脂肪酸等侵蚀,可溶于芳烃(如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯等)、氯化烃(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯苯)及酯类等。PS的耐候性不好,其耐光、耐氧化性都差,不适于长期户外使用。但PS的耐辐射性好,是最耐辐射的聚合物之一,大剂量辐射时发生交联而变脆。
2.1.3聚苯乙烯的成型加工性能
一、聚苯乙烯的加工特性:聚苯乙烯属无定型树脂,无明显熔点,熔融温度范围比较宽,可在120℃-180℃之间成为流体。热稳定性较好,分解温度在300℃以上。PS熔体属非牛顿流体,粘度强烈地依赖剪切速率的变化,但温度的影响也比较明显。PS的流动性十分好,是一种易于加工的塑料。聚苯乙烯在加工前一般不需要干燥,有特殊需要时(如要求制品透明性高)才干燥,干燥温度70℃-80℃,1.5-2小时。PS在加工中易产生内应力,除要选择适宜的工艺条件、改进制品设计和合理的模具结构外,还应对制品进行热处理,以消除应力。PS成型受缩率比较低,一般仅为0.4%-0.7%。本文来自优~文~论^文'网
二、聚苯乙烯的加工方法: 聚苯乙烯流动性好,加工性能好,易着色,尺寸稳定性好。可用注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件[4]。特别适用于注塑成型,聚苯乙烯的注塑和挤出加工均可在普通注塑机和挤出机上进行。
2.1.4聚苯乙烯的分类和改性产品
聚苯乙烯一般包括普通聚苯乙烯(GPPS)、可发性聚苯乙烯(EPS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)及间规聚苯乙烯(SPS)。
一、可发性聚苯乙烯:可发性聚苯乙烯粒子是用悬浮法,在压力下添加发泡剂生产的。通常是戊烷,它能使树脂在模塑过程中发泡。这有两种工艺过程:挤出或者水蒸汽模塑。聚苯乙烯泡沫制品为其树脂的主要用途,具体成型方法有两种:①采用可发性聚苯乙烯树脂(EPS)为原料。可发性聚苯乙烯树脂为通用级聚苯乙烯珠粒在加温、加压条件下,将6%左右的低沸点物理发泡剂如正戊烷、石油醚或异戊烷等渗透到珠粒中,使之溶胀即为可发性PS珠粒。EPS可用蒸汽模塑法、挤出和注塑等方法生产泡沫塑料制品。②用通用级聚苯乙烯为原料。采用一步法挤出工艺,直接将发泡剂与PS混合好或在挤出熔融段将物理发泡剂注入PS熔体内,挤出发泡、冷却即可。