聚苯乙烯PPT课件

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聚苯乙烯1.

1聚苯乙烯（PS-polystyrene）§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料——CH2—CH——［］│结构单元2.

2§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料聚苯乙烯是最早（1939年）实现工业化生产的塑料之一，它具有高度透明、电绝缘性好、易着色、加工流动性好、刚性好、及化学腐蚀等优点，也具有性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差、不耐沸水等明显的缺点。为此，对聚苯乙烯的改性研究也较多，如ABS树脂就是其中最典型的例子。3.

3§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料主要原料苯乙烯结构式：CH2＝CH－苯乙烯的物理常数：熔点－30.6℃相对密度0.9019沸点145.2℃折射率1.5463闪点31℃临界温度373℃临界压力4.1MPa4.

4§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料苯乙烯为无色或微黄色易燃液体。有芳香气味和强折射性。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等有机溶剂。由于苯乙烯分子中的乙烯基与苯环之间形成共轭体系，电子云在乙烯基上流动性大，使得苯乙烯的化学性质非常活泼，不但能进行均聚合，也能与其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。5.

5§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料苯乙烯单体在贮存、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其发生自聚。聚合级苯乙烯的规格要求如下表所示。外观相对密度（30℃）粘度（25℃）/cP折射率色度（ApHA）聚合物/%纯度/%水/%聚合热/kJ/mol清洁无悬浮物0.897≤0.751.5435～1.5445≤15≤0.001≥99.7≤0.0269.9醛（以苯甲醛计）/%硫/%氢/%过氧化物(以H2O2计)/%乙苯/%α-甲基苯乙烯二乙苯/%对叔丁基邻苯二酚/%≤0.005≤0.005≤0.0005≤0.001≤0.1≤0.05≤0.0005≤0.001～0.00156.

6§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料苯乙烯的来源苯乙烯的来源乙苯脱氢法苯乙酮法共氧化法氧化脱氢法7.

7§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料聚苯乙烯生产工艺苯乙烯能按离子型聚合（包括配位离子型）、自由基型聚合机理进行聚合，并可以按各种聚合方式进行聚合，但应用较多的是本体聚合和悬浮聚合。8.

8§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料先在预聚釜中使10%～50%的苯乙烯聚合，然后，在后面的反应器中使其他单体全部聚合。最早的本体聚合装置是由二个釜和一个塔串联组成，其流程如图所示。N2N212345678100～110℃100～110℃150℃150℃180℃180℃200℃苯乙烯放空聚苯乙烯粒聚苯乙烯生产工艺★苯乙烯的本体聚合9.

9§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料预聚釜温度控制在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改进后的苯乙烯本体聚合10.

10§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料★苯乙烯悬浮聚合☆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。苯乙烯悬浮聚合苯乙烯低温悬浮聚合苯乙烯高温悬浮聚合11.

11§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料聚苯乙烯塑料的结构、性能与用途聚苯乙烯的结构1、PS的大分子主链为饱和烃类聚合物，具有良好的电绝缘性；又因吸湿性小，可用于潮湿环境中。2、PS的侧基为体积大的苯环，分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈现刚性和脆性，制品易产生内应力。12.

12§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料聚苯乙烯塑料的结构、性能与用途聚苯乙烯的结构3、PS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致PS为无定型聚合物，具有很高的透明性；但近年来新开发的间同立构PS的规整性高，虽其他性能好，但透明性低。4、由于苯基的存在，主链上α氢原子活化，易于被空气中的氧氧化，制品长期户外使用变黄变脆。但同时，苯基的存在又赋予其较高的耐辐射性能。13.

13§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的性能一般性能PS为无色透明的粒料，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，断口处呈现蚌壳色银光。PS的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。14.

14§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的性能光学性能透明性好是PS最大的特点，透光率可达88%～92%，同PC和PMMA一样属最优秀的透明塑料品种，人称三大透明塑料。PS的折射率为1.59～1.60，但因苯环的存在，其双折射较大，不能用于高档光学仪器。15.

15§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的性能力学性能PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高，其拉伸强度可达60MPa；但冲击强度很小，难以用做工程塑料。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。16.

16§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的性能热学性能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。17.

17§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的性能电学性能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。18.

18§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的性能环境性能PS的化学稳定性较好，可耐一般酸、碱、盐、矿物油及低级醇等，但受许多烃类、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、氧化性都差，不适于长期户外使用；但PS的耐辐射性好。19.

19§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的加工性能1、PS属无定形树脂，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。2、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。3、PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%～0.7%。20.

20§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的加工性能4、PS的吸水率比较低，在加工前一般不需干燥；如有特殊需要时(如要求透明性高)才干燥，具体干燥温度为70～80℃，时间1.5h。5、PS在加工中易产生内应力，除选择正确的工艺条件、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。热处理的条件为在温度65～85℃热风循环干燥箱或热水中处理1～3h。21.

21§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆聚苯乙烯的用途电器制品PS兼有透明性和良好的绝缘性，可用于电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电容器等。透明制品PS具有优异的透明性，可用于一般光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器等。PS的着色性和光泽性好，可广泛用于日用品的生产，具体有儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子、牙刷把、笔杆及文具等。包装材料主要是PS泡沫塑料，多用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品及陶瓷制品等包装；隔热材料等。22.

22§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料ABS树脂ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，由于它具有优良的耐冲击韧性和综合性能，是重要的工程塑料之一，应用非常广泛。23.

23§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料☆ABS塑料的结构、性能及用途△ABS塑料的结构ABS大分子主链由三种结构单元重复连接而成，不同的结构单元赋予其不同的性能：丙烯腈，耐化学腐蚀剂性好、表面硬度高；丁二烯，韧性好；苯乙烯，透明性好、着色性、电绝缘性及加工性。三种单体结合在一起，就形成了坚韧、硬质、刚性的ABS树脂。24.

24§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料△ABS塑料的性能一般性能ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，其制品可着成五颜六色，并具有90%的高光泽度。ABS的相对密度为1.05，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18.2，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不落滴，并发出特殊的肉桂味。25.

25§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料△ABS塑料的性能力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；即使ABS制品被破坏也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。26.

26§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料△ABS塑料的性能热学性能ABS的热变形温度为93～118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40～100℃的温度范围内使用。27.

27§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料△ABS塑料的性能电学性能ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。28.

28§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料△ABS塑料的性能环境性能ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。29.

29§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料ABS塑料的加工性能1、ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。2、ABS的熔体流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似；3、ABS的流动特性属非牛顿流体；其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。30.

30§2-4　聚苯乙烯树脂及塑料ABS塑料的加工性能4、ABS的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS的吸水率较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度80～85℃，时间2～4h；5、ABS制品在加工中易产生内应力，如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为放于70～80℃的热风循环干燥箱内2～4h，再冷却至室温即可。31.

31§8-5　聚苯乙烯、ABS树脂及塑料△ABS塑料的用途壳体材料广泛用于制造电话机、移动电话、传呼机、电视机、洗衣机、录音机、收音机、复印机、传真机、玩具及厨房用品等的壳体。机械配件ABS可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽及电动工具壳等。汽车配件具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄及扶手等。其他制品化工各类防腐蚀管材、镀金制品、文具如笔杆等，保温、防震用泡沫塑料，仿木制品等。32.

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