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聚苯乙烯(PS) 知识介绍

  • 发布日期:2007-02-09 浏览次数417

聚苯乙烯

聚苯乙烯(PS)是一种热塑性树脂,由于其价格低廉且易加工成型,因此得以广泛应用。聚苯乙烯有均聚物(透明粒料)或增韧接枝共聚物或与弹性体的共混体(抗冲击聚苯乙烯IPS)形式。聚苯乙烯共聚物在物理性能和热性能上比均聚物有所提高。这几类聚苯乙烯有多种品级,如标准IPS和标准透明品级、抗环境应力开裂品级(ESCR)、耐紫外线级。阻燃级、耐磨级、制轻质制件的高挠性品级、可发泡品级、超初级以及低残余挥发分品级等。聚苯乙烯树脂用于制造日常生活中的一次性餐具、汽车部件、包装材料、玩具、建筑材料、电器和家庭用品等。

化学和性能

透明PS粒料它是通过苯乙烯单体的加成聚合反应得到的无定形聚合物。无色、透明,光学性能极好,并有高刚性。性脆易裂、经过双轴拉伸后才较柔软和有韧性,透明PS的代表性能如下:

密度         1.05 g/cm3

拉伸强度     48.3MPa.

弯曲强度     82.7MPa.

典型收缩率   0.0045 in/in

热膨胀系数   5—8 X 10-5in/(in·°c)

伸长率       2—3%

维卡软化点   225°F

聚苯乙烯本身耐y射线,因此y线照射灭菌对制品性能没有影响。聚苯乙烯溶于芳香族溶剂和某些酮类,能溶解于甲基乙基酮。透明PS颗粒的熔体指数范围是 1—25 g/10 min或高于 25 g/10 min。它有耐热高的品级(维卡软化点达223°F),也有残余单体含量低的品级。

抗冲击PS 它是苯乙烯单体与橡胶接枝聚合生成的无定形聚合物,或是聚苯乙烯与橡胶(通常为聚丁二烯橡胶)的物理共混物。所生成的聚合物具有韧性,通常为白色(也有透明的品级),挤出和成型非常容易。它的韧性主要决定于橡胶组分的比率和使用量。因此,抗冲击PS的性能变化较大,一般将其分成三类:中等冲击强度级(悬臂梁冲击强度< 1.5 ft.lb=、高冲击强度级(悬臂梁冲击强度为1.5~2.4 ft.lb和超高冲击强度级(悬臂梁冲击强度为2.6—5.0 ft./lb)。抗冲击PS的代表性能为:弯曲强度和拉伸强度为13.8~48.3MPa(随橡胶和添加剂含量不同而不同);伸长率 10— 60%;光泽度 5一100%。目视透明度从极佳至较差,收缩率约为0.006 in/in,热膨胀系数与透明PS相同。抗冲击PS受γ一射线灭菌照射后性能无变化,与透明PS具有同样的耐溶剂性。抗冲击PS的熔体指数为1~10g/min,维卡软化点为215°F。具有增强性能的抗冲击级聚苯乙烯的商业化生产有广泛的市场前景。已有的一些特殊品级包括:超高光泽度级、高透明级、耐磨级、抗环境应力一开裂级(ESCR)、高模量级、低光泽级、残余单体苯乙烯含量低的品级(1500 ppm以下)以及低温抗冲击良好的品级。

聚苯乙烯共聚物   它们的韧度非常好。主要品种有:苯乙烯一丙烯睛共聚物(SAN)、苯乙烯一马来酸酥共聚物(SMA)、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯和丙烯酸酯共聚物,以及以它们为基材的改性体。SAN的热变形温度比透明PS高,其耐溶剂性也有改进,具有优异的抗渗透性。橡胶改性的SAN有丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)和丙烯睛.苯乙烯一丙烯酸酯共聚物(ASA)等树脂。S-MA的热变形温度比透明体PS更高,可达40°F,它有优良的透明性和光泽度。SMA可用橡胶改性或采用玻璃纤维增强。SBS和SBS的各种改性体可作为改善抗冲击性、柔性和流动性的组分用于生产具有粘性和抗弯曲的产品如胶泥、鞋底、沥青毡等,SBS还用于生产透明抗冲击PS。苯乙烯可与丙烯酸酯弹性体共聚生成具有优良物理性能的透明级抗冲击PS。

可发性聚苯乙烯(EPS)  用于制造从茶杯到家用绝缘绝热材料等。泡沫塑料的性能(如密度和抗冲击强度)取决于泡孔的大小和分布,这二个因素是由所加入的发泡剂的分散率、百分含量和挥发性来控制的,代表性的发泡剂是戊烷和异戊烷。阻燃级发泡聚苯乙烯以卤代烃作为阻燃剂,广泛用作建筑物隔音绝热层和工程上使用。可发泡剂SAN已被用于制造漂浮制品和其它耐汽油制品.

制法

目前制造聚苯乙烯有几种方法。最早工业化生产的方法之一是用悬浮聚合制取透明PS和用本体、悬浮聚合制取抗冲击PS。苯乙烯单体与几乎与其等体积的水混合,并加入表面活性剂,搅拌使苯乙烯单体成为悬浮状液滴,最后聚合成硬的珠粒。反应中需加入引发剂加速和终止反应。最后制成的聚苯乙烯珠粒再经挤出成为粒料。

可发性聚苯乙烯的制法与上述相同,但在用浸渍法制取浸润珠粒过程中要加入发泡剂(一般为戊烷)。抗冲击聚苯乙烯的制法是:将橡胶溶解在苯乙烯中,进行本体聚合(使苯乙烯与PS在低于相转变点时反应,加入水和表面活性剂使之成为悬浮液,加入弓没剂终止反应,然后对珠粒进行干燥、挤出切粒。目前生产上大都采用连续法

 

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