聚苯乙烯 PolyStyrene

目录 概 况 1 2 3 4 合成工艺 应 用 最新研究

概 况 聚苯乙烯（英语：Polystyrene，简称PS）为一种无色透明的热塑性塑料 由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物。 包括 普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（EPS)，高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。

概 况 普通聚苯乙烯 无毒，无臭、无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90%以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。 属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高.刚度大.玻璃化温度高，性脆等。 普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等

概 况 发泡聚苯乙烯（EPS) 发泡聚苯乙烯（俗称保丽龙）由于其质量小（特别是发泡型）、残余价值低，聚苯乙烯不容易循环再生。通常聚苯乙烯不能以街边收集法进行回收。 固体形式使用是安全的，非毒性的。但是在存储过程中EPS粒子将散发出戊烷蒸汽。戊烷是极易燃的，与空气会形成爆炸混合物，加热聚苯乙烯型聚合物能释放出苯乙烯单体，苯乙烯是一种危险的物质，PS粉末能刺激呼吸道和皮肤

概 况 高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。 间规聚苯乙烯 为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。

绝大多数的塑胶皆可回收但需要因它们不同的聚合物种类而分类。由于挑选、搜集、清洁与再加工的困难性及昂贵的价格，目前经济上只能够应付回收聚对苯二甲酸乙二酯与高密度聚乙烯

合成工艺 一 原料 结构式：CH2＝CH－ 化学性质非常活泼，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 自聚 结构式：CH2＝CH－

二 聚苯乙烯生产工艺 聚合机理 聚合方法 离子型聚合 （包括配位离子型） 自由基型聚合 四种均可，应用较多的是： 本体聚合 悬浮聚合

二 聚苯乙烯生产工艺 苯乙烯的本体聚合 1.单体：纯度＞99.5% 2.引发剂：热引发 3.反应器：塔式、釜式、槽式和管式等 1.单体：纯度＞99.5%　 2.引发剂：热引发 3.反应器：塔式、釜式、槽式和管式等 一般采用：两个或更多反应器串联 4.工艺：预聚→聚合→后处理 随着苯乙烯本体聚合工艺的不断改造，还出现了五釜串联、三釜一管串联、一立一卧串联等生产工艺。

聚苯乙烯生产工艺 二 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

苯乙烯的悬浮聚合 苯乙烯的悬浮聚合是苯乙烯以微珠状分散在介质中进行的聚合反应。水通常被用作悬浮介质，苯乙烯在水中的溶解度非常低，80℃时仅为0.062%。苯乙烯苯乙烯悬浮聚合的温度，有高低之分。低温法在80～85℃聚合，如仅靠热引发，则反应速度很慢，因此要加引发剂；高温法在120～150℃聚合，不加引发剂，反而要加一点阻聚剂（或缓聚剂），避免反应速度过快而产生爆聚。

二 聚苯乙烯生产工艺 苯乙烯低温悬浮聚合 单体/水：1/1.4～1/1.6 分散剂:磷酸三钙 引发剂：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 分散介质：去离子水 单体纯度： ＞99.5% 聚合转化率：90%左右 产物：相对分子质量可达20×104，宜作发泡聚苯乙烯材料。

二 聚苯乙烯生产工艺 苯乙烯高温悬浮聚合 主分散剂：MgCO3（可在釜用Na2CO3与MgSO4 制备） 助分散剂：苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物

可发性聚苯乙烯EPS EPS悬浮聚合 一步浸渍法 二步浸渍法

一步法技术原理 将苯乙烯单体，引发剂，分散剂，水，发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内，聚合出含发泡剂的树脂颗粒，经洗涤，离心分离和干燥而制得EPS珠粒产品的方法。 磷酸三钙（TCP）为分散剂，戊烷为发泡剂，过氧化苯甲酰（BPO）和过氧化苯甲酸叔丁酯（t-BP）为引发剂。

二步法技术原理 是将苯乙烯，PS，软水以及分散剂溶解，混合，经计量槽加入聚合釜内，加入引发剂和部分助剂，在适宜的条件下进行聚合生成PS粒料并干燥至含２％～３％的水分。然后将拟进行浸渍的PS粒料，在不断搅拌的条件下，用旋风加料器或人工送至含一定分散剂和发泡剂（如戊烷）的釜中，在适当的温度和压力下浸渍２～３小时，以获得EPS。

两法比较 一步法能耗低，流程短，自动化程度高，易于集中控制 ，一次投入较高，而且由于发泡剂易挥发，所以存储时间短，市场适应性差。 二步法耗能高，流程长，自动化程度低，但是，二步法一次性投入较少，其中间产品可作为产品出售，也可生产其他品种，市场适应性较强 。

影响因素 水质 - 在水中，由于电子转移，Fe3+对体系有明显的阻聚作用。如果水的硬度过高，会影响产品的电绝缘性能和热稳定性，水中氯离子过高，易使产品珠粒变大，影响颗粒形状。 发泡剂 - 分子量大的发泡剂比分子小的发泡剂扩散损失小，更有利于提高发泡倍数。 - 发泡剂的沸点越高，成型时在EPS中的剩余量越大。

应 用 日常用途 电器制品： 透明制品： 包装材料： 电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电容器等。 应 用 日常用途 电器制品： 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： 光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器等。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： 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。

　　聚苯乙烯具有透明、成型性好、刚性高、化学性能及电绝缘性优良、低吸湿性和价格低廉等优点。为了改变其质脆，冲击强度不高，耐环境应力开裂及耐溶剂性能、耐热性能差，导电性能差等性质，多对其进行改性。 关于改性聚苯乙烯,下面例举其在几个方面的应用

1. 采用熔融共混方法，用深度萃取脱油硬沥青和尤里卡沥青两种高软化点硬沥青材料，对聚苯乙烯（PS）进行改性。硬沥青与PS熔融共混后，硬沥青能在PS基中分散成100nm左右的微颗粒，从而能使改性后的PS在冲击强度上得到有效的改善。但由于沥青由多层次结构组成，尽管在超胶束结构上能得到充分的分散，但在胶束或似晶结构等低层次结构上不能在PS基体得到有效的剥离和分散，没能达到类似纳米粘土的插层作用，导致 1!的力学性能不能全面提升。-------参考自[期刊论文] 《塑料工业》 ISTIC PKU -2005年3期罗付生 赵锁奇 徐春明LUO Fu-shengZHAO Suo-qiXU Chun-ming 2. 以聚苯乙烯(PS)为基体材料．制备废旧胶粉(PS)改性聚苯乙烯材料. 胶粉对聚苯乙烯有一定的增韧作用，由于它们之间的界面相容性不好，其增韧效果不佳．偶联剂和增韧剂SBS的添加对胶粉改性聚苯乙烯的增韧效果有较大的提升．当胶粉含量为20份，偶联剂含量为2份，SBS含量为15份时，胶粉改性聚苯乙烯共混物的综合物理性能最好． ------参考自《武汉工程大学学报》ISTIC -2011年7期王浩张桥邹头君鄢国平李亮喻湘华郭庆中杜飞鹏黄林芸WANG HaoZHANG QiaoZOU Tou-junYAN Guo-pingLI LiangYU Xiang-huaGUO Qing-zhongDU Fei-pengHUANG Lin-yun

3. 无机纳米粒子／PS复合材料的制备方法及性能 3.无机纳米粒子／PS复合材料的制备方法及性能. 用适量纳米粒子填充聚合物可起到增韧增强的作用; 利用具有紫外屏蔽保护作用的纳米粒子如纳米Ti02等对聚合物进行改性。因为纳米粒子优异的长效吸收紫外线的能力，吸收的紫外线光子能量主要以危害小的热能或较低的荧光形式逐渐释放，从而有效地减缓了复合材料的老化速度; 在聚合物中加人均匀分散的导电纳米粒子，例如碳纳米管等，导电粒子在基体中相互搭接，形成导电网络，使复合材料获得优良的导电性能。 ------参考自《河北理工大学学报（自然科学版）》 -2009年2期于守武桑晓明肖淑娟武鹏YU Shou-wuSANG Xiao-mingXIAO Shu-juanWU Peng 4. 改性聚苯乙烯塑料件电镀仿金工艺，工艺组合合理，操作简便，生产成本低，产品合 格率高。所得仿金镀层色泽均匀、结合力好，成色为18 ~ 22 K金色，抗变色能力强，适 合批量生产。 ------参考自《电镀与涂饰》ISTIC PKU -2000年5期龙有前肖鑫LONG You-qianXIAO Xin

相容剂对长玻纤增强聚苯乙烯复合材料性能的影响 最新成果 相容剂对长玻纤增强聚苯乙烯复合材料性能的影响 采用熔体浸渍工艺制备一系列不同含量的长玻纤增强聚苯乙烯复合材料，以聚苯乙烯作为基体，苯乙烯接枝马来酸酐作为相容剂，热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂．研究了不同相容剂用量对长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料性能的影响．结果表明，随着相容剂含量的增加，长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料的储能模量呈现先增大后降低的趋势，这预言复合材料的力学性能变化趋势为先增加后减小，长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料的损耗因子呈先减小后增加，这表明复合材料的相容性是先增加后减小；对长玻纤增强聚苯乙烯复合材料的形态分析得出，添加相容剂后的玻璃纤维表面包覆了一层树脂，并且分析了相容性机理；另外对长玻纤增强复合材料的力学性能进行了测试． 出自：高分子学报 2014 第3期 P378-384 作者：张道海，何敏，郭建兵，张凯舟（国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心；贵州大学材料与冶金学院）

钼酸/ 聚苯乙烯/ 聚乙烯醇电纺纤维膜的制备及性能 采用静电纺丝法制备了磷钼酸/ 聚苯乙烯(PS) / 聚乙烯醇(PVA)复合纤维, 并将其模压成膜. 利用红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)及X 射线能谱(EDX)等对复合纤维及其膜的结构与形貌进行表征, 并对复合纤维膜的光催化性能、力学性能及在水中稳定性进行测试. 结果表明, 在复合纤维中磷钼酸的Keggin结构得到保持. PS 与PVA 质量比为1 颐1时, 复合纤维形貌最佳, 表面光滑, 直径较小且分布均匀, 复合纤维的直径随着磷钼酸含量的增加而减小. 将磷钼酸固载于复合纤维膜上比直接使用具有更高的光催化活性,光照25 min 后接近98%的甲基橙降解; 复合纤维膜易于回收再利用, 5 次重复使用后, 复合纤维膜没有破损, 磷钼酸损失较少, 光催化性能无明显下降. 复合纤维膜的强度随磷钼酸含量的增加先增大后减小, 韧性随PVA 含量的增加而增大, 随磷钼酸含量的增加而减小. 出自：高等学校化学学报 2014 第2期 作者：李婷婷，刘策，张志明，安立宝，杨翠环

端基含希夫碱配合物的聚苯乙烯的合成及其荧光性能的研究 通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了含水杨醛端基的聚苯乙烯(PSt—S)，并分别与对氨基苯甲酸、对甲氧基苯胺、苯胺以及对硝基苯胺反应，使其水杨醛端基转变成希夫碱可配位基团。这类含希夫碱端基的聚苯乙烯在微波辐射条件下分别与zn(II)配位，得到端基为希夫碱-Zn(II)~位基团的聚苯乙烯配合物，具有良好的成膜性，并能发射较强的绿色荧光。考察了取代基、聚合物分子量、微波辐射强度和时间对聚苯乙烯配合物荧光强度的影响，结果表明供电子基团的引入使得荧光发射峰红移，且荧光强度增大：控制聚合物的分子量可以调控荧光强度；相对于常规条件，微波辐射有助于配位反应. 出处：高校化学工程学报 2014 第3期 P654-658 作者：杨珍，路建美，李娜君（镇江高等专科学校化工系；苏州大学材料与化学化工学部）

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