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    PS——聚苯乙烯

    来源 : 网络 作者 : 杨廷和 发表时间 : 2018-08-15 浏览 : 53

    聚苯乙烯(PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物,英文名称为Polystyrene,日文名称为ポリスチロール,简称PS。它是一种无色透明的热塑性塑料,具有高于摄氏100度的玻璃转化温度,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。

    分类

    聚苯乙烯(PS)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)。普通聚苯乙烯树脂为无毒,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。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。

    属性

    普通聚苯乙烯树脂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。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成,加工过程中受热发泡,专用于制作泡沫塑料产品。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,发展的聚苯乙烯新品种,性能好,属于工程塑料。

    特点

    PS一般为头尾结构,主链为饱和碳链,侧基为共轭苯环,使分子结构不规整,增

      聚苯乙烯材料性能

    大了分子的刚性,使PS成为非结晶性的线型聚合物。由于苯环存在,PS具有较高的Tg80105℃),所以在室温下是透明而坚硬的,由于分子链的刚性,易引起应力开裂。

    聚苯乙烯无色透明,能自由着色,相对密度也仅次于PP、PE,具有优异的电性能,特别是高频特性好,次于F-4PPO。另外,在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂,但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好,所以易成型加工,特别是注射成型容易,适合大量生产。成型收缩率小,成型品尺寸稳定性也好。

    热性能:最高工作温度为60~80℃。当加热至Tg以上,PS转变为高弹态,且保持这种状态在较宽的范围内,这就使其热成型提供方便。PS的热变形温度为7080℃,脆化温度为-30℃,PS在高真空和330380℃下剧烈降解。

    机械性能

    PS的分子量过高,加工困难,所以通常聚苯乙烯的分子量为520万。PS的机械性能,随温度升高,刚性(弹性模量、抗拉强度、冲击强度等下降,而断裂伸长率较大。PS的透明性好,透光率达8892%,仅次于丙烯酸类聚合物,折射率为1.591.60。故可用作光学零件,但它受阳光作用后,易出现发黄和混浊。PS有主要缺点是性脆和耐热性低。对PS进行改性,如橡胶改性的高抗冲PSHIPS);MMA-丁二烯-苯乙烯(MBS);A(丙烯腈)B(丁二烯)S ,在工业上应用最广泛的是ABS塑料。 优异、持久的隔热保温性:挤塑板,导热系数为0.028w/mk,具有高热阻、低线性膨胀率的特性。其导热系数远远低于其它的保温材料,如:EPS板、发泡聚氨酯、保温砂浆、水泥珍珠岩等。同时由于苯材料具有稳定的化学结构和物理结构,确保本材料保温性能的持久和稳定。

    抗水防潮性

    挤塑板具有紧密的闭孔结构。聚苯乙烯分子结构本身不吸水,板材的正反面又都没有缝隙,因此,吸水率极低,防潮和防渗透性能极佳。 高强度抗压性:挤塑板由于发泡结构紧密相连且壁间无缝隙,所以其抗压强度极高,即使长时间水泡仍维持不变。因此用作泊车平台、机场跑道、高速公路等领域能受到良好的抗冲击性。

    防腐蚀、经久耐用性:一般的硬质发泡保温材料使用几年后易产生老化,随之导致吸水造成性能下降。而挤塑板因具有优异的防腐蚀、防老化性、保温性,在高水蒸汽压力下,仍能保持其优异性能,使用寿命可达到30-40年。

    轻质高硬度

    挤塑板完全的闭孔发泡结构形成轻质,而均匀的蜂窝结构造成高硬质,但又不像聚氨酯发泡、酚醛发泡那样发脆,因此不易破损,不仅搬运、安装轻便,切割容易,用作屋顶保温时不会影响结构的承受能力。 高品质环保型:挤塑板不会发生分解和霉变,不会有有害物质挥发,化学性质稳定。同时在生产过程中,利用环保型原料,不产生有害气体,没有废水产生,所形成的固体下脚料,可回收处理再利用,是高品质环保型产品。

    成型性能

    无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力。流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型。宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔、变形.。 可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件。脱模斜度大,顶出均匀。塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热。

    1.吸水性极小,成型前可不干燥。模温30-60度,料温140-200度。

    2.性脆易裂,热膨胀系数大,易产生内应力。

    3.流动性较好,应注意模具间隙,防止缩孔、飞边。

    4.宜采用高料温、高模温、低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔、变形,但料温过高,容易出现银丝,料温低或脱模剂多则透明性差。

    5.可采用各种形式的浇口,脱模斜度宜大,顶出力均匀,以防开裂。

    6.塑件壁厚均匀,最好不带嵌件,各面应圆弧连接,不宜有缺口、尖角。

    2化学性能

    塑料检测是将塑料原料或塑料制品通过多种分离技术,利用高科技分析仪器进行检测,而后将塑料检测的结果通过经过技术人员的逆向推导,最终对完成对样品未知成分进行定性、定量判断的过程。在这个过程中技术人员除了依靠先进设备支持外,同时还必须具有丰富的行业知识和理论知识。

    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。

    化学和塑料检测性能:

    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 125 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。[1]

    3生产应用

    可发性加工

    第一步为预发泡或简单发泡,设定最终产品的密度。在此过程中含有发泡剂的聚合物颗粒在加热条件下软化,发泡剂挥发。其结果是每个珠粒内产生膨胀,形成许多泡孔。泡孔的数量(最终密度)由加热温度和受热时间来控制。这个过程中,珠粒必须保持分散和自由流动状态。

    工业化生产时,发泡过程是将可发性 PS直接置于蒸汽中进行的,一般通过珠粒和蒸汽在搅拌釜中的连续混合完成反应,反应设备(象预发泡机)是以保持外界压力常压敞口的,并使已发泡的珠粒从顶端溢出。有的生产厂为了保证停留时间更均衡或是当某些可发性DPS需要比较高的温度时采用间歇釜。发泡以后珠粒要经熟化处理,使空气逐步掺入到泡孔中。

    第二步。首先,将熟化的预发泡珠粒放入具有特定型腔的模具中。对于小型的和复杂结构的产品,成型时要采用文氏管作用设备(如灌料枪).借助空气流将珠粒吹至模腔中。大型的产品可依自身重力充满模腔。将充满粒料的模腔密闭并加热,珠粒受热软化,使泡孔膨胀。珠粒发泡膨胀至填满相互间的空隙,并粘结成均匀的泡沫体。此时这个泡沫体仍然是柔软的并承受泡孔内热气体的压力。从模具中取出制品之前,须使气体渗出泡孔和降低温度使制品形状稳定,这一般是采用向模具内壁喷水的方法。

    由于成型模具是双层壁的,因此发泡PS的成型被称为“蒸气室成型”。模具内壁尺寸即为实际制品的尺寸,模具内壁上有气孔.以使蒸汽透过泡沫体并使热气扩散出去。双层壁之间的空间形成蒸汽室,其中通入用于加热珠粒的蒸汽。对于多数制品,发泡PS的成型压力低于276kPa。模具为铝制并按制品要求铸成一定形状。发泡PS的成型由于成型压力低、成型设备成本低,因此是一种经济的生产方法。