文档介绍：—— HIPS 组员:刘卫新高远康洪一、聚苯乙烯的定义和合成<一> 定义聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物,英文名称为 Polystyrene ,简称 PS。其分子结构式为: <二> 合成?本体聚合——获得的 PS纯净度高,主要用来制造对电性能要求高的制品。?悬浮聚合——获得的 PS分子量高分布窄但纯度不如本体聚合 PS,可用来制造一般日用和工业用品、和 PS泡沫塑料。?乳液聚合——主要用于涂料和 PS泡沫塑料。?溶液聚合——主要用于配制清漆。各种生产方法制得的 PS在性能上略有不同。我国 PS的工业化生产主要采用悬浮聚合和本体聚合,其中以悬浮法为主。二、聚苯乙烯的结构聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。由于侧苯基的体积较大,有较大的位阻效应,而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬, 因此,玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高,且刚性脆性较大, 制品易产生内应力。由于侧苯基在空间的排列为无规结构,因此聚苯乙烯为无定形聚合物,具有很高的透明性。侧苯基具有很大的空间位阻, 造成 PS分子链很僵硬, Tg在80℃。侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些,苯环所能进行的特征反应如***化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。此外,侧苯基可以使主链上 a 氢原子活化,在空气中易氧化生成过氧化物,并引起降解,因此制品长期在户外使用易变黄、变脆。但由于苯环为共扼体系,使得聚合物耐辐射性较好, 在较强辐射的条件下,其性能变化较小。三、聚苯乙烯的性能<一> 基本特征聚苯乙烯为无色、无味的透明刚性固体,透光率可达 88% ~90% ,制品质硬, 落地时会有金属般的响声。聚苯乙烯的密度在 ~ 之间,尺寸稳定性好,收缩率低。聚苯乙烯容易燃烧,点燃后离开火源会继续燃烧,并伴有浓烟。<二> 力学性能聚苯乙烯属于一种硬而脆的材料,无延伸性,拉伸时无屈服现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用塑料中是很高的,但其冲击强度很低。聚苯乙烯的力学性能与合成方式、相对分子质量大小、温度高低、杂质含量及测试方法有关。<三> 热性能聚苯乙烯的耐热性能较差,热变形温度约为 70~ 95℃,长期使用温度为 60~80℃。聚苯乙烯的热导率较低,约为 ~/ ( m ·K ) ,基本不随温度的变化而变化,是良好的绝热保温材料。聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热材料之一。聚苯乙烯的线膨胀系数较大,为( 6~8 )X10- 5K-1 ,,与金属相差悬殊甚大,故制品不易带有金属嵌件。此外,聚苯乙烯的许多力学性能都显著受到温度的影响。<四> 电性能聚苯乙烯是非极性的聚合物,使用中也很少加人填料和助剂,因此具有良好的介电性能和绝缘性,其介电性能与频率无关。由于其吸湿率很低,电性能不受环境湿度的影响,但由于其表面电阻和体积电阻均较大,又不吸水,因此易产生静电,使用时需加人抗静电剂。<五> 耐化学药品性聚苯乙烯的化学稳定性比较好,可耐各种碱、一般的酸、盐、矿物油、低级醇及各种有机酸,但不耐氧化酸,如***和氧化剂的侵蚀。聚苯乙烯还会受到许多烃类、***类及高级脂肪酸的侵蚀,可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四***化碳、***仿、二***甲烷以及醋类当中。此外,由于聚苯乙烯带有苯基, 可使苯基 a 位置上的氢活化,因此聚苯乙烯的耐气候性不好,如果长期暴露在日光下会变色变脆,其耐光性、氧化性都较差,使用时应加人抗氧剂。但聚苯乙烯具有较优的耐辐射性。<六> 加工性聚苯乙烯是一种无定形的聚合物,没有明显的熔点,从开始熔融流动到分解的温度范围很宽,约在 120 ~180 ℃之间,且热稳定性较好,因此,成型加工可在很宽的范围内进行。聚苯乙烯由于其成型温度范围宽且流动性、热稳定性好,所以可以用多种方法加工成型,如注射、挤出、发泡、吹塑、热成型等. (1) 由于聚苯乙烯的吸湿率很低,约为 % ~ % ,因此加工前一般不需要干燥,如果需要制成透明度高的制品时,才需干燥。(2) 聚苯乙烯在成型过程中,分子链易取向,但在制品冷却定型时,取向的分子链尚未松弛完成,,加工时除了选择合适的工艺条件及合理的模具结构外,还应对制品进行热处理,热处理的条件一般为 60~80℃下处理 1~2h 。聚苯乙烯的成型收缩率较低,一般为 % ~% ,有利于成型尺寸精度较高及尺寸稳定的制品。(3) 聚苯乙烯的主要成型方法为注射、挤出和发泡。注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法。,根据制品的形状和壁厚不同,可在较宽的范围内调整熔体温度,一般温度范围为 180 ~220 ℃。挤出成型可采用普通的挤出机。挤出成型的产品有板材、管材、棒材、片材、薄膜等。成型温度范围为 150 ~200 ℃。