聚苯乙烯的生产技术
2009-07-21
苯乙烯系树脂是苯乙烯单体经均聚或与其他单体共聚而得的一系列树脂。1998年世界77％的苯乙烯用于生产各类苯乙烯系列树脂，日本这一比例为83％。商品化苯乙烯聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、发泡聚苯乙烯(EPS树脂)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯一丙烯睛(SAN)共聚物等。几种重要的商品化苯乙烯聚合物基本上都是以自由基链式聚合机理经本体、溶液、悬浮或乳液工艺制造的，其中稀释剂本体法工艺最为常用，虽然某些苯乙烯类树脂用悬浮法工艺(EPS树脂)和乳液法工艺(ABS 树脂)生产，但由于经济及其他一些原因，在可能的情况下尽可能采用连续本体工艺是一个发展趋势。
采用自由基聚合反应生产的聚苯乙烯(PS)是玻璃化温度为105℃的无规聚合物，PS均聚物是无定型的脆性材料，具有优异的透明性和可加工性，可制成形状复杂的制品。IPS是通过苯乙烯在聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物存在下进行聚合而形成的一种高分子共混物(橡胶粒子分散在PS基质中)。
苯乙烯与丙烯腈、α－甲基苯乙烯、马来酸酐进行共聚，得到的聚合物具有较高的热性能和机械性能。苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚可以提高透明性和耐磨性。苯乙烯与丙烯腈、丁二烯的三聚物(ABS树脂)具有优良的热性能、机械性能和抗冲击性能等综合性能。苯乙烯共聚物是通用树脂和工程树脂之间的一个桥梁，主要用于汽车、电子电器和器械部件以及家用器具等领域，在这些应用领域与尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)以及聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)竞争。
工业上聚苯乙烯的生产主要采用两种生产工艺：本体法及悬浮法。本体法是最主要的生产方法，目前世界上85％以上的Ps和IPS是采用连续本体法工艺生产的。连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线，生产能力为(20～160)kt/a。通过改进反应器设计、相对分子质量和橡胶粒径控制和脱挥技术，可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。目前已有单线能力90～138kt/a的大型本体法生产装置投入工业运转，但一般来说单反应器能力30～50kt/a。
悬浮法是第二种聚苯乙烯基本生产工艺，悬浮法工艺的装置规模一般小于本体法工艺，间歇操作、牌号切换时清洗时间很短。对于某些高耐热和高相对分子质量牌号的产品只能用间歇悬浮聚合工艺生产，但在相同的生产能力下采用连续本体法的工厂固定资产投资及生产成本比悬浮法低，因此对于大多数PS牌号来说用本体法生产更为经济。目前悬浮法一般已经被本体法代替，主要用于生产EPS。
苯乙烯既可作给电子体，又可作受电子体，其聚合过程可有4种不同的机理：自由基聚合、负离子聚合、正离子聚合及配位聚合。苯乙烯聚合的几种机理有其各自的特点：自由基引发、增长和终止过程是同时发生的，因此可以得到较宽的分子量分布(Mw／Mn>2)，多种终止途径使其端基具有多样性，而且聚合物分子量对反应物进料的要求不高；负离子聚合机理的链引发、增长和终止是相继发生的，聚合物分子量分布较窄(Mw ／Mn＜1.1＝，控制链终止步骤可以控制聚合物链的端基结构，但是要求聚合反应中的进料必须净化；由于苯乙烯基碳正离子不稳定使分子链很快终止，因此正离子聚合机理很难生产高分子质量的聚合物，而且正离子聚合反应的进料也必须进行净化；Ziegler-Natta配位聚合中使用的金属化合物能够使聚合反应按立构有规的方式进行。因此能够生产高熔点高结晶性有规立构PS，但聚合反应中进料必须进行净化。工业生产中主要采用自由基聚合，其原因一是对进料单体的要求不高，二是引发剂对聚合物性能的影响很小，从而不必从聚合物中将残留的引发剂脱除。
PS树脂的自由基聚合反应仅通过加热(100℃以上)就可以进行，聚合反应一般分为链引发、链增长及链终止三个阶段，聚合反应转化率一般为70％～85％。随着苯乙烯的转化率提高，聚合温度可由100℃升至220℃。此外，聚合反应也可用引发剂引发聚合，在引发剂(如过氧化苯甲酰)存在下聚合反应会更迅速。热引发和化学引发在工业上用于生产GPPS及HIPS。由于苯乙烯聚合反应是大量的放热反应(67.4KJ/mol)，因此对于以10％～20％聚合物／h的反应速率进行的聚合反应来说，良好的混合和有效的除热措施极其重要。20％聚合物／h的反应速率进行的聚合反应来说，良好的混合和有效的除热措施极其重要。
自由基的数量和反应温度对链转移和链终止的速度有影响，因此控制引发剂的注入量、注入速度以及聚合反应温度等反应条件，即可以实现对链长(相对分子质量)的控制。在反应温度保持恒定的条件下增加引发剂的浓度，则大批聚合物链被引发、终止，导致平均相对分子质量降低。相反，如果提高反应温度，而自由基供给保持恒定，则聚合物链不断增长，聚合速度和平均相对分子质量随之增加。一般注塑级及挤出级的相对分子质量约为16万～18万，相对分子质量分布系数为2-4，相对分子质量最高可达40万。在确定的反应温度范围内，引发剂体系的选择必须适应聚合速度、停留时间、相对分子质量分布以及残余单体含量的要求。
抗冲聚苯乙烯采用苯乙烯与橡胶进行接枝共聚的方法生产。得到的产品由分散的橡胶相及连续PS相组成，橡胶的引入使PS的韧性和抗冲击性能提高。为了使HIPS在较宽的温度范围内具有较高的抗冲击强度，所用橡胶的玻璃化温度必须低于-50℃。聚丁二烯橡胶(玻璃化温度－80℃)是苯乙烯塑料最常用的抗冲改性剂，烯丙基氢原子和弱活性的双键可以提供理想的接枝和交联度。也有使用其他橡胶如丙烯酸酯橡胶、乙烯－丙烯－二烯烃橡胶、聚异戊二烯橡胶等的报道，但是由于这些橡胶的化学活性较低、玻璃化温度不合适等因素还未完全实现工业化。
SAN树脂由苯乙烯和丙烯腈嵌段共聚而成，聚合工艺可为乳液法，悬浮法和本体法。共聚物中丙烯腈的含量在15%左右，ABS树脂的制备工艺是先浮液法制备不同粒径的聚丁二烯胶乳，然后再于乳液中进行苯乙烯-丙烯睛嵌段共聚，同时接枝共聚聚丁二烯胶粒，之后三元共聚物再和SAN聚合物共混而成，由于共混物SAN分别可用乳液法，悬浮法，本体法制备，因此用SAN和苯乙烯三元共聚物共混而成的ABS树脂的制备工艺，则分别称为乳液接枝乳液SAN共混工艺，乳液接枝悬浮SAN共混工艺，乳液接枝本体SAN共混工艺。
PS聚苯乙烯树脂(本体法)的生产方法和性能及用途介绍
聚苯乙烯树脂(本体法)
a.生产方法：以苯乙烯为单体，用热引发方式在连续受热条件下于聚合釜中进行聚合反应，反应温度分段控制，逐段升高，最高不超过220℃，最终转化率为97%左右，得到熔融状聚合物，经挤压、拉条、冷却、造粒即得成品。
b.产品性能：无色透明的圆柱形小颗粒，质地纯净，具有良好的透明度、耐水性、电绝缘性、染色性。易于加工成型，可采用注塑、挤压、吹塑等加工方法，制成各种透明或不透明的制品。缺点是质脆、抗冲性能差。
c.用途：可用作光学仪器零件，电器、仪表制件以及日用品、文教用品、玩具、装饰品等制品。
d.包装与储运：以内衬聚乙烯薄膜袋，外套聚丙烯编织袋包装，每袋净重25kg。应储存在清洁、干燥的仓库中，严禁与油类、粉尘等易污染物堆放在一起。运输过程中也要注意清洁、干燥。
PS聚苯乙烯树脂(悬浮法)的生产方法和性能及用途介绍
聚苯乙烯树脂(悬浮法)
a.生产方法：以苯乙烯为单体，采用悬浮聚合工艺聚合，制得无色透明珠状或圆柱形颗粒的成品，也可制得有一定颗粒度的白色或无色透明珠状体的粗粒型成品。
b.产品性能：无毒、无嗅，具有优良的透明度、表面光泽性的耐化学性，有一定的机械强度和使用温度，有均衡的物理机械性能，有良好的模塑性、可染色性，适宜于注塑成型。粗粒型成品在一定条件下用低沸点烃类发泡剂浸渍后即成为含一定量发泡剂的可发性珠体，具有良好的成型加工性，可制得泡沫制品。
c.用途：可用于电讯、电器零件、家用器皿、包装容器、玩具及其他工业及生活制品等。发泡体可用于防震包装材料、绝缘材料、漂浮材料、隔音材料等。
d.包装与储运：以内衬聚乙烯薄膜袋，外套聚丙烯编织袋包装，每袋净重25kg。应储存在清洁、干燥的仓库中。储存时要远离火源。严禁与油类、粉尘等污染物堆放在一起。运输时，同一车厢内不允许装易燃、易挥发的有机溶剂，以防变质。
PS高抗冲聚苯乙烯树脂的生产方法和性能及用途介绍
高抗冲聚苯乙烯树脂
a.生产方法：以苯乙烯与顺丁橡胶为原料，采用本体接技聚合法制备。
先将顺丁橡胶按一定配比溶解于苯乙烯及少量乙苯(作稀释剂)溶液中，成为苯乙烯的橡胶溶液，加入聚合釜进行聚合反应，反应由苯乙烯本体聚合和橡胶苯乙烯聚合两种方式同时进行，经过四个聚合釜连续反应，转
化率达75%～80%时，将聚合物送入脱气槽，脱去未反应的单体，再经挤压抽条、冷却、造粒、包装即得成品。
b.产品性能：外观为乳白色、半透明颗粒。除具有普通聚苯乙烯树脂的特性外，还具有较高的冲击强度和抗张强度。加工性能优良、流动性、表面光泽性等成型性能好。
c.用途：可制备各种日常生活用品和玩具塑料制品；电视机、录音机、收音机、洗衣机、电冰箱、吸尘器等的壳体及零部件；在电工、电讯、仪表工业中用以制备弱电器件的板材、壳体及零部件等。
d.包装与储运：采用内衬聚乙烯薄膜、外套聚丙烯编织袋包装，每袋净重25kg，应有标签，标有批号、包装号等。储存于清洁、干燥，并备有消防器材的仓库中，运输时也应保持清洁干燥，严禁曝晒、雨淋或与易污染物混装。
ABS/聚氯乙烯塑料合金的生产方法和性能及用途介绍
ABS/聚氯乙烯塑料合金
a.生产方法：将干燥的ABS、经筛去粉料的PVC及添加剂加入高速混合器，充分混合后送入双螺杆挤出机，经挤出造粒，即得成品。
b.产品性能：具有良好的冲击强度、刚性、染色性和二次加工性能。
c.用途：可代替金属、木材，广泛用于家用电器、仪表、建筑材料、家具、轻工等部门的各种管、棒、异型材等挤出和真空吸塑制品等。
d.包装与储运：以内衬聚乙烯薄膜的丙纶编织袋包装，每袋净重25kg。需储存于干燥、清洁的仓库中，严禁混入金属及其他杂质，并远离火源。不允许与易燃、易爆、易挥发有毒物品一起储存和运输，储运过程中应保持干燥、通风，注意防潮防雨。
OF-1脲醛树脂的生产方法和性能及用途介绍
OF-1脲醛树脂
a.生产方法：以甲醛和尿素为原料，先在缩合釜中加入甲醛和75%用量的尿素，搅拌升温至90℃，以氯化铵溶液将反应液调至pH为4.8，反应30min后缓慢加入2%用量的尿素，反应终了后以苛性碱溶液调至中性，降温至72℃，真空减压蒸馏，然后加入0.05%用量的尿素，搅拌后用少量苛性碱溶液调至中性，降温至40℃,即得成品。
b.产品性能：无味，具有较高的粘接强度，有良好的耐光性和耐老化性，但脆性较大，耐水性较差，还溶于有机溶剂。可室温固化，也可加温固化。
c.用途：优良的粘合剂，可用于刨花板、胶合板、贴面板等木材加工制造。
d.包装与储运：以铁桶或铁听包装，铁桶每桶净重200kg，铁听每听净重20kg或25kg。应储存于阴
凉、干燥的库房中，远离火种、热源，存放期为一个月。储运中需防止桶内进水，搬运时要轻装轻卸，避免包装破损。
PP聚丙烯树脂的生产方法和性能及用途介绍
聚丙烯树脂
a.生产方法：以高纯度丙烯为单体，三氯化钛为主催化剂，一氯二乙基铝为助催化剂，汽油为溶剂，氢气为分子量调节剂，在温度55～70℃、压力0.1MPa下于聚合釜中进行连续聚合，聚合物为悬浮液，经甲醇酯化洗涤、分离、干燥或挤压造粒得到粒状或粉状均聚物或共聚物成品。
b.产品性能：无嗅、无味、无毒的乳白色粒状产品或粉状产品，相对密度0.90～0.91。熔点164～167℃。具有优良的机械性能、耐热性能、电绝缘性能，化学稳定性也好，与多数化学药品不发生作用。但耐光性差，易老化，低温下冲击强度较差，染色性差，需采用添加助剂、共混、共聚等方法加以改进。不溶于水，也不吸水，可在水中煮沸，在130℃下消毒，易加工成型。
c.用途：可用作电扇马达罩和电器绝缘材料、家用电器如电视机、收音机外壳，防腐管道、板材、储槽和设备衬里、建筑材料，专用牌号可用于制作洗衣机桶料、输液瓶等；还可用于制作编织袋、包装薄膜、捆扎材料和各类容器，也可用于生产纤维。
d.包装与储运：以内衬塑料薄膜，外套编织袋包装，每袋净重25kg。应储存于干燥、阴凉、通风的仓库内，防止阳光直接照射，不得露天存放，仓库内应备有消防设施。运输时不得与沙土、水泥、煤炭、金属等杂物混装，更不能与易燃、易爆品混装、储运过程中严防日晒雨淋。
HDPE高密度聚乙烯树脂的生产方法和性能及用途介绍
高密度聚乙烯树脂
a.生产方法：以聚合级乙烯为原料，在齐格勒催化剂存在下，于120号溶剂油中聚合，再经醇解、水洗、中和、干燥后即得成品。
b.产品性能：无味、无嗅、无毒的白色粉末，在加热情况下能与石蜡互溶。支链化程度低，密度大，有较高刚性及韧性，良好的机械性能，使用温度可达80℃，还有较高的耐温耐油性、耐蒸汽渗透性及环境应力开裂性，还能耐稀酸、碱，电性能良好。易加工成型，可用注塑、吹塑及挤出等方法加工成型。
c.用途：经注塑成型可制备各种日常用具，如盆、桶、篮、篓；经吹塑成型可制备各种瓶、罐、工业用槽等；经挤塑成型可制备各种管材、包装用的压延带和结扎带，还可用于制备绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆包皮以及合成纸、合成木材等。
d.包装与储运：采用内衬塑料薄膜袋，外套聚丙烯编织袋包装，每袋净重25kg。应储存在阴凉、通
风、干燥的库房中，防止阳光直接照射，不应露天堆放，需防止受潮，库房应配备消防器材。储运时不应靠近火种，并防止曝晒和雨淋。
LDPE低密度聚乙烯树脂的生产方法和性能及用途介绍
低密度聚乙烯树脂
a.生产方法：以高纯度乙烯为原料，有机过氧化物为引发剂，在200～250MPa压力及170～265℃温度条件下，在管式或釜式反应器中聚合得到粉状聚合物，在挤压造粒时加入具有防老化、夹滑、开口等性能的各种助剂，经挤压、造粒、包装即得成品。
b.产品性能：无嗅、无味、无毒，乳白色，表面无光泽的蜡状物颗粒，相对密度0.9165～0.9300。具有优良的介电性能、耐化学腐蚀及耐低温性能，韧性强，耐冲击，有极好的热塑性，易于成型。
c.用途：可以注塑、挤塑、吹塑、大棚膜等加工方法制备各种容器、塑料日用品及工农业管道、管件和各种板材；可制备农业秧用薄膜及药品、食品包装等薄膜制品；可用于炮弹保护套、机油壶等，电线、电缆的绝缘层，护套及电器绝缘零件；还可用于纸张涂层复合、防腐、喷涂及各种工艺美术、塑料花等制品。
d.包装及储运：采用内衬塑料袋，外套聚丙烯编织袋缝口包装，每袋净重25kg。储存于清洁、干燥，并有良好消防设施的仓库中，储存于室温条件下，防止阳光直接照射，不得露天堆放。不得与沙土、金属、煤等易污染物混合装运，严禁与易燃品混装，应使用专用车或车内清洁干净的货车，敞车运输必须使用蓬布，注意防止在阳光下曝晒或雨淋。
聚苯乙烯塑料的生产工艺 聚苯乙烯[1](PS)是一种无色透明的热塑性树脂。PS 具有良好的光学性能及电气性能，容易加工成型，着色性能好。由于它具有良好的性能，因此，现在已经成为世界上应用最广的热塑性树脂，是通用塑料的五大品种之一。PS 注射成型是PS 制品的主要加工方法。PS 是由苯乙烯单体加聚反应得到的无定形聚合物。苯乙烯的聚合方很多，主要有本体聚合、悬浮聚合和乳液聚合等。文章以PS GP-525 制造工艺马为例，对成型技术进行了研究。 1 PS 塑料成型特性分析 1.1 工艺特性 (1)熔点不明显：聚苯乙烯为无定形聚合物，熔融温度范围较宽，且热稳定性较好，约在95 ℃左右开始软化，在190 ℃成为熔体，在270 ℃以上开始出现分解。 (2)比热较低：加热流动和冷却固化速度快，熔体粘度适中，且流动性好，塑化效率较高，易于成型；在模具冷却硬化也比较快，故模塑周期短。 (3)受温度和压力影响较大：成型温度和压力的增加，对聚苯乙烯熔体的流动性有明显增长，其中温度比压力的影响更大，在成型过程中，可以通过改变温度和压力，来调节熔体流动性。 (4)吸水性较低：聚苯乙烯的吸水性＜0.05 %，成型中所允许的水分含量通常为0.1 %，因此一般无需进行预干燥处理。 (5)收缩率较低：聚苯乙烯的收缩率一般在0.4 %左右，制品成型稳定性好。 1.2 注塑机工作原理及结构[2] (1)注塑机工作原理：注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆(或柱塞)的推力，将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出件后又再闭模，然后再进行下一个循环。 (2)注塑机结构，如图1 所示。 图1 注塑机结构图 Fig.1 Structure of injection machine 1.3 制品与模具的设计 (1)制品的壁厚：制品的壁厚应根据树脂情况进行选择。为减少制品的内应力，有利于物料的均匀收缩，在考虑制品的壁厚时，应注意壁厚的均匀性，要求相差不要太大，并避免缺口、尖角的存在，转角、厚薄连接处等部位采取圆弧进行过渡。
聚苯乙烯(PS)
目录 聚苯乙烯 (1) 聚苯乙烯- 基本资料 (1) 聚苯乙烯- 材料简介 (1) 聚苯乙烯- 发展历程 (2) 聚苯乙烯- 材料性能 (2) 热性能 (2) 机械性能 (2) 隔热保温性 (2) 抗水防潮性 (3) 高强度抗压性 (3) 耐用性 (3) 物理性质 (3) 环保 (3) 聚苯乙烯- 化学性能 (3) 聚苯乙烯- 加工生产 (4) 聚苯乙烯- 市场分析 (4) 中国聚苯乙烯市场的特点 (4) 中国聚苯乙烯产品特点 (5) 中国聚苯乙烯工业发展建议 (5) 聚苯乙烯- 发展现状 (6) 聚苯乙烯- 现存问题 (6) 聚苯乙烯- 抗冲击聚苯乙烯 (7)
聚苯乙烯 聚苯乙烯（英语：Polystyrene，简称PS）为一种无色透明的热塑性塑料，是由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，因其具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，所以经常被用来制造各种需要承受开水温度的一次性容器或一次性泡沫饭盒等。 聚苯乙烯 - 基本资料 名称：聚苯乙烯 密度：1050 kg/m3 电导率：(σ) 10-16 S/m 导热率：0.08 W/(m·K) 杨氏模量：(E) 3000-3600 MPa 拉伸强度：(σt) 46–60 MPa 伸长长度：3–4% 夏比冲击试验：2–5 kJ/m2 玻璃转化温度：80-100°C 熔点：240°C 热膨胀系数：(α) 8 * 10-5/K 热容：(c) 1.3 kJ/(kg·K) 吸水率：(ASTM) 0.03–0.1 降解：±2000年 聚苯乙烯 - 材料简介 聚苯乙烯是指有苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，通式是[(CH2CHC6H5)n]，包括普通聚苯乙烯（GPPS），聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯（EPS)、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。玻璃化温度80～90℃，非晶态密度1.04～1.06克/厘米3，晶体密度1.11～1.12克/厘米3，熔融温度240℃，电阻率为1020～1022欧·厘米。导热系数3 0℃时0.116瓦/(米·开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0～70℃，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。 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，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。 聚苯乙烯（PS）具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，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。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
聚苯乙烯的生产技术 2009-07-21 苯乙烯系树脂是苯乙烯单体经均聚或与其他单体共聚而得的一系列树脂。1998年世界77％的苯乙烯用于生产各类苯乙烯系列树脂，日本这一比例为83％。商品化苯乙烯聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、发泡聚苯乙烯(EPS树脂)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯一丙烯睛(SAN)共聚物等。几种重要的商品化苯乙烯聚合物基本上都是以自由基链式聚合机理经本体、溶液、悬浮或乳液工艺制造的，其中稀释剂本体法工艺最为常用，虽然某些苯乙烯类树脂用悬浮法工艺(EPS树脂)和乳液法工艺(ABS 树脂)生产，但由于经济及其他一些原因，在可能的情况下尽可能采用连续本体工艺是一个发展趋势。 采用自由基聚合反应生产的聚苯乙烯(PS)是玻璃化温度为105℃的无规聚合物，PS均聚物是无定型的脆性材料，具有优异的透明性和可加工性，可制成形状复杂的制品。IPS是通过苯乙烯在聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物存在下进行聚合而形成的一种高分子共混物(橡胶粒子分散在PS基质中)。 苯乙烯与丙烯腈、α－甲基苯乙烯、马来酸酐进行共聚，得到的聚合物具有较高的热性能和机械性能。苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚可以提高透明性和耐磨性。苯乙烯与丙烯腈、丁二烯的三聚物(ABS树脂)具有优良的热性能、机械性能和抗冲击性能等综合性能。苯乙烯共聚物是通用树脂和工程树脂之间的一个桥梁，主要用于汽车、电子电器和器械部件以及家用器具等领域，在这些应用领域与尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)以及聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)竞争。 工业上聚苯乙烯的生产主要采用两种生产工艺：本体法及悬浮法。本体法是最主要的生产方法，目前世界上85％以上的Ps和IPS是采用连续本体法工艺生产的。连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线，生产能力为(20～160)kt/a。通过改进反应器设计、相对分子质量和橡胶粒径控制和脱挥技术，可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。目前已有单线能力90～138kt/a的大型本体法生产装置投入工业运转，但一般来说单反应器能力30～50kt/a。 悬浮法是第二种聚苯乙烯基本生产工艺，悬浮法工艺的装置规模一般小于本体法工艺，间歇操作、牌号切换时清洗时间很短。对于某些高耐热和高相对分子质量牌号的产品只能用间歇悬浮聚合工艺生产，但在相同的生产能力下采用连续本体法的工厂固定资产投资及生产成本比悬浮法低，因此对于大多数PS牌号来说用本体法生产更为经济。目前悬浮法一般已经被本体法代替，主要用于生产EPS。 苯乙烯既可作给电子体，又可作受电子体，其聚合过程可有4种不同的机理：自由基聚合、负离子聚合、正离子聚合及配位聚合。苯乙烯聚合的几种机理有其各自的特点：自由基引发、增长和终止过程是同时发生的，因此可以得到较宽的分子量分布(Mw／Mn>2)，多种终止途径使其端基具有多样性，而且聚合物分子量对反应物进料的要求不高；负离子聚合机理的链引发、增长和终止是相继发生的，聚合物分子量分布较窄(Mw ／Mn＜1.1＝，控制链终止步骤可以控制聚合物链的端基结构，但是要求聚合反应中的进料必须净化；由于苯乙烯基碳正离子不稳定使分子链很快终止，因此正离子聚合机理很难生产高分子质量的聚合物，而且正离子聚合反应的进料也必须进行净化；Ziegler-Natta配位聚合中使用的金属化合物能够使聚合反应按立构有规的方式进行。因此能够生产高熔点高结晶性有规立构PS，但聚合反应中进料必须进行净化。工业生产中主要采用自由基聚合，其原因一是对进料单体的要求不高，二是引发剂对聚合物性能的影响很小，从而不必从聚合物中将残留的引发剂脱除。
聚苯乙烯工艺设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导老师： 完成日期：
摘要：可发性聚苯乙烯（Expandable PolyStyrene，简称EPS）通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。可发性PS可被加工成低密度（0．7—10．0ib ／ft3）的泡沫塑料剂品。最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。 关键词：可发性聚苯乙烯，悬浮聚合，影响因素 一.聚苯乙烯的定义和合成 1.1 .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： 它是饱和烃类聚合物属热塑性树脂 注意：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 1.2. 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。 1.3.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氯化、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。 1.4.聚苯乙烯的性能 1.4.1 基本特征
可发性聚苯乙烯E P S的生产工艺修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
论文题目： 《可发性聚苯乙烯（EPS）的生产工艺》摘要主要介绍了国内EPS的生产工艺一步法和两步法，并具体对一步法加以着重介绍。 要介绍了国内的生产状况及其用途，指出EPS市场潜力巨大。 关键词可发性聚苯乙烯（EPS）生产工艺回收和环保 1.前言 可发性聚苯乙烯(EPS)具有质轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防震、防潮、成型工艺简单等优点，因而被广泛地用作建筑、交通运输等行业的保温绝热、隔音、抗震材料、用作电器、仪表、玻璃制品、电子产品等的缓冲包装材料和食品包装。 自50年代由德国BASF公司开发EPS珠粒生产工艺后，泡沫塑料由于成型工艺及设备简易可行，并可制成各种形状、不同密度的产品，因而发展迅速。现在EPS已成为苯乙烯树脂三大产品(GPPS、HIPS、EPS)中重要的品种之一。国内EPS消费结构，主要是包装和建材，大体比例为包装50%，建材45%，其它5%。随着近年来声像市场，家电市场和快速食品市场的迅猛发展，EPS需求量日益加大。仅据1992年轻工部统计，EPS用于包装方面的需求量就达6.0万t，其中电器包装3.5万t，快餐盒2.5万t。 另外，在建材行业，近年来推出的新型墙体材料，钢板增强EPS板不仅质轻，而且大大减少了建筑的投资，节省能源，施工方便、高效，并能改善居住环境，提高住宅房屋的
档次。这种材料大有取代传统建材的趋势。业内人士介绍，我国EPS的年需求量将以20%的速度递增，市场潜力十分巨大。 国内的EPS消费主要集中在江、浙等沿海一带，绝大部分用于包装。由于国家大力发展中西部地区的政策，西北地区的EPS用量也随着电子产业、第三产业、建筑业的蓬勃发展，用于包装及建材的EPS需求量也越来越大，但西北地区目前尚无生产EPS的装置，主要原因是前几年苯乙烯价格的波动及其产量的限制，使很多厂家望而却步，故所用的EPS 均需从外地调运。 2.EPS生产主要工艺概况 国外从70年代开始，EPS生产工艺由两步法转向一步法，我国一直延用传统的两步法工艺。两步法工艺能耗高，但由于过程简单、控制容易，因而为一些中小型厂家广泛采用，因此也会长时间地存在下去，通过多年摸索与研究，国产两步法生产也得到改进和完善，在节能降耗方面取得了显着的成绩。如将不符合规格的EPS料返回重新溶解、聚合，不但改善了聚合条件，也使能耗大幅度降低。 90年代初，我国也先后引进英国Shell公司一步法生产工艺，并在上海高桥化工厂和金陵石化公司塑料厂投产，通过多年实践与探索，对工艺和配方进行一系列的改进，所用悬浮剂和各种助剂已实现国产化，使该生产技术日趋完善和成熟。 EPS一般采用悬浮聚合。悬浮聚合法是将苯乙烯单体在强烈的机械搅拌下分散为油状液滴，并借助于悬浮剂的分散作用悬浮于水中，在引发剂的作用下，聚合为珠状固体。国外从70年代开始，EPS生产工艺由二步法转向一步法。80年代以前国内一直用传统的二步法工艺。90年代初先后引进英国Shell公司一步法生产工艺在上海高桥化工厂和金陵石化公司塑料厂投产，通过多年实践与探索，对其工艺和配方进行了一系列的改进，所用
一、前言 （一）可发性聚苯乙烯简介 可发性聚苯乙烯树脂，英文简称（EPS），通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物。其是由苯乙烯单体在一定量的纯水中，在一定温度下加入引发剂、分散剂、稳定剂、发泡剂后进行悬浮聚合制得的一种新型高分子材料。主要分为普通型、高倍型和阻燃型三种类型。经预发、熟化和模塑成形即可制得泡沫塑料制品。具有质轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防潮、成型工艺简单等优点，广泛用作包装、保温、隔热建筑装磺等方面的材料［1］。 （二）可发性聚苯乙烯生产工艺发展概况 在国外，可发性聚苯乙烯（EPS）的生产开始于40年代，其制备工艺现有一步浸渍法（一步法）和二步浸渍法（二步法）。自50年代由德国BASF公司开发EPS 珠粒生产工艺后, 泡沫塑料由于成型工艺及设备简易可行, 并可制成各种形状、不同密度的产品, 因而发展迅速。70年代以来，国外一步法工艺开发的主要类型如下：聚合后期加发泡剂法，以日本日立化成公司为例，以在聚合转化率80％-85％时压入发泡剂最好。“一锅煮法”，以德国BASF公司为代表，将包括发泡剂在内的所有物料一次加入，采用较好的配方设计和控制技术，可制得粒径分布窄的珠粒产品。种子聚合选用可发性聚苯乙烯（EPS）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）等作为聚合种子，得到合乎要求的可发性聚苯乙烯珠粒。以日本钟渊化学公司为例，将离心收集的一定规格可发性聚苯乙烯细颗粒作为聚合的种子，分散在分散介质中，然后进行悬浮聚合。在实际生产中，国外大量采用的仍是聚合后期加发泡剂法。 在国内，60年代才开始可发性聚苯乙烯技术的开发工作，随后实现工业化，但采用的方法为二步法，且规模都很小，只有千吨级水平。80年代以前国内一直用传统的二步法工艺。90年代初先后引进荷兰Shell公司一步法生产工艺在上海高桥化工厂和金陵石化公司塑料厂投产, 开创了我国一步法工艺的先河。在该工艺中，PS珠粒的浸渍是在聚合过程中一起完成的。悬浮聚合时采用了有机与无机悬浮稳定剂，发泡剂为戊烷，在聚合后期加入。反应结束后，从水相中分离出可发性聚苯乙烯珠
聚苯乙烯及共聚物概述 研发历史 早在1839年人们即发现水汽蒸馏苯乙烯出现苯乙烯的固化反应，当时认为是氧化。20世纪30年代初，为备战需要，德国加快了工业生产苯乙烯及苯乙烯聚合物的开发工作，1933年法本公司开发了连续本体聚合生产聚苯乙烯的工产生产技术。美国于1938年开发了苯乙烯釜式本体聚合工业生产技术。在50年代初道化学公司推出高抗冲聚苯乙烯商品（HIPS），1953年美国出现了ABS树脂，并于1958年建厂投产。 对于苯乙烯聚合过程和聚苯乙烯性质的研究，带动了高分子科学基础研究的发展，HIPS和ABS的成功开发，带动了高分子物理及高分子材料应用研究的发展。因此聚苯乙烯的研究在高分子科学的发展中，发挥了重要作用。 生产规模 2000年世界苯乙烯系树脂生产能力太约为20Mt/a，其中聚苯乙烯(GPPS、HIPS、EPS)生产能力约13Mt/a，ABS树脂生产能力为622Mt/a。我国苯乙烯系树脂发展起步于20世纪60年代，70年代开始工业化生产,80年代随着几套较大型的生产装置的引进开始初具规模。进入90年代，生产装置向着更大型化发展，引进了几套代表目前世界先进水平的生产装置，使我国的苯乙烯系树脂工业迈上了一个新的台阶，到20世纪末我国苯乙烯系树脂生产能力已达到1.20Mt／a。目前我国苯乙烯系树脂生产装置中，除一些小型GPP5装置和小型EPS装置外，其他大型PS生产型装置和全部ABS／SAN装置都是从国外引进的。 生产技术 苯乙烯系树脂是苯乙烯单体经均聚或与其他单体共聚而得的一系列树脂。1998年世界77％的苯乙烯用于生产各类苯乙烯系列树脂，日本这一比例为83％。商品化苯乙烯聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、发泡聚苯乙烯(EPS 树脂)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯一丙烯睛(SAN)共聚物等。几种重要的商品化苯乙烯聚合物基本上都是以自由基链式聚合机理经本体、溶液、悬浮或乳液工艺制造的，其中稀释剂本体法工艺最为常用，虽然某些苯乙烯类树脂用悬浮法工艺(EPS树脂)和乳液法工艺(ABS树脂)生产，但由于经济及其他一些原因，在可能的情况下尽可能采用连续本体工艺是一个发展趋势。 采用自由基聚合反应生产的聚苯乙烯(PS)是玻璃化温度为105℃的无规聚合物，PS 均聚物是无定型的脆性材料，具有优异的透明性和可加工性，可制成形状复杂的制品。HIPS是通过苯乙烯在聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物存在下进行聚合而形成的一种高分子共混物(橡胶粒子分散在PS基质中)。 苯乙烯与丙烯腈、α－甲基苯乙烯、马来酸酐进行共聚，得到的聚合物具有较高的热性能和机械性能。苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚可以提高透明性和耐磨性。苯乙烯
课题：乙苯脱氢生产苯乙烯 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 １.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下： 或者 系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃， 凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1 ％～6．01％。 苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。 苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、 丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外， 出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线， 同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1. 主、副反应 主反应： 催化剂 ＋H 2 △H Φ 在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应： ＋H 2 ＋C H 4 4 +H 2 H 6 +2H 2O +2CO 2+3H 2 高温下生碳 8C+5H 2 此外，产物苯乙烯还可能发生聚合，生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物等。 CH 3 CH=CH 2 CH=CH 2 CH 2—CH 3 CH=CH 2 CH 2—CH 3 CH 4 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH
聚苯乙烯包装制品的生产配方及工艺 一、聚苯乙烯的性能及特点聚苯乙烯（Polystyrene，PS），1937年由美国一公司工业化生产，目前是继PE、PVC后的第三大通用型热塑性塑料。均聚苯乙烯又叫水晶聚苯乙烯（Crystal PS），其特点如下：（一）均聚苯乙烯有极好的透光率，超过90%，是无色无嗅无味无毒的无定型热塑性塑料，平均相对分子质量在20~30万之间；（二）PS易燃烧，燃烧时冒黑色浓烟并有黑丝在空气中飘扬；（三）PS熔融温度88~105℃，流动性好，易加工成型，刚性大，但发脆，耐各种溶剂性差；（四）PS脆性可以用双向拉伸的方法得到改善；（五）PS耐电弧性好，电绝缘性好，可用作电晕处理的透明挡板，耐光性差，耐热性差，冲动强度低。 等规聚苯乙烯IPS是1955年意大利Montedison公司用高纯度苯乙烯在Ziegler-Natta催化剂下聚合而成的一种结晶型聚苯乙烯，又叫通用PS（即GPPS），GPPS熔点205~215℃，IPS熔点高，加工困难，硬度大，性脆，需改性后才能使用。 高冲聚苯乙烯（HIPS）是弹性体（如聚丁二烯）同PS的接枝共聚物或二者的掺混物。这是一种半透明的冲击强度较好的聚苯乙烯。市场上所销售的聚苯乙烯一般是指HIPS。 二、HIPS用于包装制品的生产配方和工艺 配方一：包装顺丁橡胶用HIPS薄膜 顺丁橡胶是一种黏度很高的材料，一般都是用HIPS挤出吹胀生产的薄膜（兰州化学工业公司合成橡胶厂生产的HIPS，MI=3.5g/10min，在150~200℃机筒温度，190~200℃机头温度下挤吹而成薄膜）包装，使用时不必撕剥下来，不影响顺丁橡胶使用质量。 配方二：可用于真空吸塑成型的HIPS配方 聚苯乙烯50.04%，丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物49.45%，含6%顺式聚丁二烯的聚苯乙烯粒料0.06%，上述组份混合挤出1mm厚度片材，可用于真空吸塑成型包装用盒、器皿等。 配方三：可真空模塑各种包装制品的HIPS共混物配方 10:90的乙烯-丙烯嵌段共聚物（MI=0.5g/10min）10份质量，HDPE（MI=2.5g/10min）26份质量，甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯共聚物5份质量，橡胶改性聚苯乙烯（MW=27万）60份质量，70:25苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物10份质量，上述组份混合，挤出机挤出片材、板材，可真空模塑包装制品盒、皿、碗、碟，缺口冲击强度170J/m，制品光泽好。 配方四：电冰箱冷藏室用果蔬盒用HIPS配方 GPPS硬而脆，而HIPS是用顺丁橡胶或丁苯橡胶改性的共聚物，二者共混有良好的冲击韧性，可应用于-30℃使用的薄壁电冰箱冷藏室使用的果蔬盒包装用。GPPS+HIPS=50:50份质量，混合后在螺杆式注射机中注射成型，料筒温度170~180℃/200~210℃/180~190℃，喷嘴温度160~170℃，模具温度40~50℃，注射压力80~100mPa，背压3~5mPa，注射时间5~8s，保压时间20~25s，冷却时间10~15s。 配方五：聚苯乙烯泡沫塑料配方 聚苯乙烯泡沫塑料是良好的缓冲包装材料，其泡沫片材还可真空热成型为盒饭包装使用。在悬浮聚合聚苯乙烯珠粒中，加入低沸点液体，在加温加压下，低沸点液体发泡剂渗透入PS珠粒中，使其溶胀，制成可发性PS珠粒料，把它充填在模具内预发泡、熟化和发泡成型成缓冲包装材料制品，包装电视机、收音机等家用电器，有良好的缓冲包装作用。 在乳液聚合的粉状PS中，加入固体发泡剂，混合均匀，压制成毛坯，然后发泡成型为PS 泡沫制品，密度为0.06~0.2g/cm3，冲击强度好，外表面光滑平整，介电性好。可发性PS 珠粒料配方如下：
聚苯乙烯生产技术及其进展 聚苯乙烯(PS)是产量仅次于聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯的通用树脂，分为通用聚苯乙烯（GPPS）、抗冲聚苯乙烯（HIPS）和发泡聚苯乙烯（EPS）3种。聚苯乙烯树脂在工业上主要采用本体法和悬浮法制得，其中稀释剂本体法最为常用。聚苯乙烯树脂是一种热塑性树脂，易加工、价格低，被广泛应用于一次性用品、包装、玩具、建筑、电子和家具器械等方面。 1 主要工艺技术 工业上聚苯乙烯主要采用本体法及悬浮法两种生产工艺，本体法是最主要的生产方法，目前世界上85%以上的GPPS和HIPS是采用连续本体法工艺生产的。连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线，生产能力为2万-16万吨/年。通过改进反应器设计、分子量和橡胶粒径控制以及脱挥发分技术，可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。目前已有单线能力9万-13.8万吨/年的大型本体法生产装置投入工业运转，但一般来说单反应器能力3万-5万吨/年。 悬浮法是第二种聚苯乙烯基本生产工艺，悬浮法工艺的装置规模一般小于本体法，间歇操作，牌号切换时清洗时间很短。对于某些高耐热和高分子量的牌号只能用间歇悬浮聚合工艺生产，但在相同的生产能力下采用连续本体法的工厂固定资产投资及生产成本比悬浮法低，因此对大多数PS牌号来说用本体法生产更为经济。目前悬浮法一般已被本体法代替，主要还用于生产EPS。 （1）本体聚合工艺技术。目前全世界工业化的本体法PS生产装置采用的专利技术在12种以上，这些工艺基本步骤相同，仅在反应器及工艺配置方面有所不同，如反应器的撤热方式、轴向混合程度、径向混合程度、串联的反应器数(包括预聚合)以及反应器的构型(如立式或卧式)等。 PS稀释剂本体聚合反应主要采用两种类型的反应器：线性流反应器(LFR)和连续搅拌槽式反应器(CSTR)。前者与理想情况下的柱塞流反应器类似，后者的组成和温度具有比较理想的各向同性。美国大多数GSPS(即未改性)采用这类装置生产。 LFR工艺一般使用乙苯作稀释剂以降低聚合体系的粘度，用量一般为5%(质量)，最高为20%(质量)。3个反应器中每一个反应器再划分为3个温度控制区，这种反应器配置和结构能够对聚合物的分子量分布以及适宜的单位(反应器)体积产量进行灵活控制。反应温度为100-170℃。LFR 通常必须配有导热装置，通过导热管中的换热液体流将热转移出去，在单LFR中很容易形成不同的温度区，带有搅拌轴的LFR可以长时间运转，并且可以在较高的聚合体系粘度下具有可靠的换热系数。 CSTR工艺所不同的是通常采用单反应器，因此只有单一的温度区域，虽然反应器比较大，而且反应体系中固体比例占60%(质量)，但为使挥发分充分脱除需要更大的聚合物加热器。CSTR既采用循环盘管和冷却夹套，又采用蒸汽的沸腾和冷却来达到除去反应热、控制温度的目的。通常，CSTR 聚合体系中固体含量限制在60%-70%(质量)范围内。 产品中的残留单体含量是PS工业的一个重要指标，一般来说食品包装级PS树脂中残留单体含量为300-400ppm，非食品包装级为500-600ppm；低残留单体级(LRM)仅为175ppm，可用于一些特殊用途。现有聚合物脱挥技术是：落条脱挥技术(FSD)、脱挥挤出技术及刮拭式薄膜蒸发器技术。落条脱挥技术(FSD)是工业上应用最广的脱挥技术：从反应器出来的聚合物熔体，经预热到220-250℃后进入带夹套的真空闪蒸槽，在槽内被分割成条状以加大表面积、有利于未反应单体气化。 生产橡胶改性PS需要解决另外一些问题：在苯乙烯中溶解大约5%-10%(质量)聚丁二烯；剪切力满足相转化和给定产品所需粒径大小的要求；控制相组成得到需要的粒子形态；反应过程后期充分的时间和足够的温度以得到必要的交联、凝胶和溶胀指数。对于LFR聚合反应体系，只需增加橡胶溶解罐就可达到上述要求。对于CSTR聚合反应体系，需要将多个反应器串联，也可以使用3个CSTR反应器串联的方法，在后面再连接一个绝热式反应器以得到更高的固体含量。
聚苯乙烯聚合生产工艺设计方案报告 说明 本次设计主要是针对年产1万吨聚苯乙烯聚合车间工艺的设计。设计的内容主要包括绪论、聚苯乙烯的聚合机理、聚合工艺介绍、物料衡算、反应釜的设计、热量衡算、自动控制等几部分。本设计采用的是热引发本体聚合的生产工艺，在确定工艺流程的基础上对以下几部分进行了设计计算：物料衡算、反应釜的设计、热量衡算等。本次设计年理论产值是一万吨经计算投料每小时需投入苯乙烯1288.8kg，甲苯175.69kg，每小时生成的聚苯乙烯计算后可知，年产量为1.08万吨。符合设计的要求。釜体容积14.33m3，釜体高度 3.18m。共需反应热为24000000KJ。
目录 设计说明 ........................................................................................................................... I 前言 (1) 第1章绪论 (1) 1.1聚苯乙烯简介 (1) 1.2聚苯乙烯的性能与应用 (1) 1.2.1聚苯乙烯的特性及用途 (1) 1.2.2聚苯乙烯的共混改性及用途 (1) 1.2.3苯乙烯系列共聚物 (3) 1.3聚苯乙烯的使用及生产近况 (5) 1.4聚苯乙烯的发展现状 (5) 1.4.1聚苯乙烯产量及消费量 (5) 1.4.2聚苯乙烯的消费结构及预测 (6) 1.4.3聚苯乙烯的主要生产厂商 (6) 1.4.4新产品开发 (7) 1.4.5 生产和发展的思考 (7) 第2章聚苯乙烯的聚合机理 (9) 2.1聚合过程 (9) 2.1.1 链引发 (9) 2.1.2 链增长 (9) 2.1.3 链终止 (9) 2.1.4 链转移 (10) 2.2聚合工艺 (10) 2.2.1 预聚合 (10) 2.2.2 聚合 (11) 2.2.3 分离及聚合物后处理 (11) 2.3聚合工艺流程图 (11) 2.4聚合体系各组分及作用 (12) 2.4.1单体苯乙烯 (12) 2.4.2 引发剂 (13) 2.4.3 添加剂 (13)
可发性聚苯乙烯的生产方法与流程 1）将纯水100~120份加入反应釜中，开启搅拌后加入活性磷酸钙0.05~0.1份、磷酸三钠0.0001~0.0003份、十二烷基苯磺酸钠0.01~0.02份，转相后加入苯乙烯100份至反应釜内，再依次加入TBPB0.03~0.06份、DOP0.01~0.03份、DCP0.005~0.015份、甲苯0.15~0.3份、二甲苯0.2~0.4份、成核剂0.1~0.2份后搅拌均匀； 2）向反应釜设备夹套中通入蒸汽，缓慢升温； 3）55至65℃时加入BPO0.4~0.6份； 4）升温至88 至92℃后，恒温造粒，此过程时间4 ～6 小时； 5）加入分散剂磷酸钙0.1 ～0.15 份、灰钙粉0.1 ～0.2 份； 6）加入戊烷5~6份，通入蒸汽缓慢升温，升温至95 ～98℃后恒温反应1.5 ～2.5 小时； 7）升温至115 ～118℃后恒温反应3 ～3.5 小时, 温度控制在125 ～130℃，压力控制在0.8 ～0.95Mpa ； 8）反应完毕后,降温至45--50℃,出料。 低温升温速率为0.5—0.8℃/min，中温升温速率为0.2—0.3℃/min，高温升温速率为0.3—0.4℃/min。 成核剂PE 为牌号2000 与3000 的PE混合体，混合比例为1 ：0.8 ～ 1 ：1.2。 戊烷为混合戊烷，正戊烷与异戊烷的比例为6 ：4 ～8 ：2。 采用本技术方案，本发明的有益效果是：通过改变原辅料的种类、工艺所用原辅料配比等，使每釜产品粒子粒径更加均匀、集中，产品合格率高，泡粒弹性好，生产时发泡剂用量降低，由于具有优异的高发泡倍率、成型快、冷却时间短等加工性能，比现阶段可发性聚苯乙烯加工时节约蒸汽约30%，专门用于自动成型机的生产，生产周期比原来的原料缩短20 ～30%。
论文题目： 《可发性聚苯乙烯（EPS）的生产工艺》 摘要主要介绍了国内EPS的生产工艺一步法和两步法，并具体对一步法加以着重介绍。 要介绍了国内的生产状况及其用途，指出EPS市场潜力巨大。 关键词可发性聚苯乙烯（EPS）生产工艺回收和环保 1.前言 可发性聚苯乙烯(EPS)具有质轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防震、防潮、成型工艺简单等优点，因而被广泛地用作建筑、交通运输等行业的保温绝热、隔音、抗震材料、用作电器、仪表、玻璃制品、电子产品等的缓冲包装材料和食品包装。 自50年代由德国BASF公司开发EPS珠粒生产工艺后，泡沫塑料由于成型工艺及设备简易可行，并可制成各种形状、不同密度的产品，因而发展迅速。现在EPS已成为苯乙烯树脂三大产品(GPPS、HIPS、EPS)中重要的品种之一。国内EPS消费结构，主要是包装和建材，大体比例为包装50%，建材45%，其它5%。随着近年来声像市场，家电市场和快速食品市场的迅猛发展，EPS需求量日益加大。仅据1992年轻工部统计，EPS用于包装方面的需求量就达6.0万t，其中电器包装3.5万t，快餐盒2.5万t。 另外，在建材行业，近年来推出的新型墙体材料，钢板增强EPS板不仅质轻，而且大大减少了建筑的投资，节省能源，施工方便、高效，并能改善居住环境，提高住宅房屋的档次。这种材料大有取代传统建材的趋势。业内人士介绍，我国EPS的年需求量将以20%的速度递增，市场潜力十分巨大。 国内的EPS消费主要集中在江、浙等沿海一带，绝大部分用于包装。由于国家大力发展中西部地区的政策，西北地区的EPS用量也随着电子产业、第三产业、建筑业的蓬勃发展，用于包装及建材的EPS需求量也越来越大，但西北地区目前尚无生产EPS的装置，主要原因是前几年苯乙烯价格的波动及其产量的限制，使很多厂家望而却步，故所用的EPS均需从外地调运。 2. EPS生产主要工艺概况 国外从70年代开始，EPS生产工艺由两步法转向一步法，我国一直延用传统的两步法工艺。两步法工艺能耗高，但由于过程简单、控制容易，因而为一些中小型厂家广泛采用，因此也会长时间地存在下去，通过多年摸索与研究，国产两步法生产也得到改进和完善，在节能降耗方面取得了显著的成绩。如将不符合规格的EPS料返回重新溶解、聚合，不但改善了聚合条件，也使能耗大幅度降低。
常熟理工学院 ------材料科学与工程专业 聚合物合成工艺课程设计 题目: 热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成 工艺 姓名: 谭桂莲 学号: 专业: 材料科学与工程专业 班级: 08级材料( 1 ) 班 指导教师左晓兵 起止日期 .12— .01 目录 一、聚苯乙烯简介 1.1聚苯乙烯的常见特性 1.2聚苯乙烯的主要用途 1.3使用及生产近况 二、聚合机理 2．1、聚合过程 2．1．1链引发 2．1．2链增长 2．1．3链终止 2．1．4链转移
2．2、聚合工艺 2．2．1预聚合 2．2．2聚合 2．2.3分离及聚合物后处理 三、聚合体系各组分及作用 3．1单体苯乙烯 3．2引发剂 3．3添加剂 四、聚合工艺流程图 五、聚合工艺介绍 4．1聚合条件 4．2聚合设备 4．3预聚合釜的作用 4．4PS的性能与应用 4．4．1聚苯乙烯的共混改性 4．4．2苯乙烯系列共聚物 六、参考文献 一、聚苯乙烯简介 聚苯乙烯(polystyrene, PS)是四大通用热塑性树脂之一, 它是由苯乙烯单体经过聚合反应而得到的高聚物, 聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合等。当前, 大多聚苯乙烯生产厂家都采用本体聚合, 一般见热引发或引发剂引发进行聚合反应而得到聚苯乙烯, 其
反应都属于自由基型的聚合。 1．1聚苯乙烯的常见特性 聚苯乙烯是一种无定型的透明热塑性塑料。其分子中仅含C、H 两种元素, 平均分子量在20万左右, 密度为1.04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯的密度小而大于聚乙烯和聚丙烯。聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环, 故柔顺性差, 质硬脆, 抗冲击性能差, 其制品敲打起来能发出类似金属的声音。 聚苯乙烯无色透明, 透光率为88%?90%, 折光系数为1.59-1.60, 透光性仅次于聚甲基丙烯酸甲酯。在受到光照和长时间存放时, 往往出现混蚀和发黄现象。聚苯乙烯易于着色, 有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率, 是成型工艺性最好的塑料品种之一。因此易于制得形状复杂的塑件。 聚苯乙烯的力学性能与制造方法、相对分子量的大小、含杂质量和定向度有关, 相对分子量小者, 机械强度要低些, 一般低于硬质聚氯乙烯。聚苯乙烯具有很小的吸水率, 在潮湿环境中其形状和尺寸的变化都很小。热绝缘性也很好。 聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能, 特别在高频条件下介电损耗依然很小, 是优良的高频绝缘材料。聚苯乙烯易燃烧, 且离火后仍继续燃烧, 火焰呈橙黄色, 并有浓黑烟碳束, 燃烧时塑料软化, 起泡并发出特殊的苯乙烯单体味。 聚苯乙烯的主要缺点是脆性大, 若是成型制品的热处理不恰当, 制品中存在较大内应力时, 在使用中制品可能自行开裂。
安全管理编号：LX-FS-A75975 聚苯乙烯装置简介和重点部位及设 备 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
聚苯乙烯装置简介和重点部位及设 备 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、装置简介 (一)装置发展及其类型 １．装置发展 聚苯乙烯树脂(PS)是世界五大通用塑料之一，是热塑性树脂的主要品种，其产量仅次于聚烯烃和聚氯乙烯，在合成树脂中占有重要地位。 聚苯乙烯树脂的生产一般采用本体聚合、溶液聚合、乳化聚合、悬浮聚合等四种工艺。中国现有的悬浮聚合工艺技术，由于规模小、产品种类单一、原料单耗和能耗都较高，因而缺乏竞争力。致使在国际
聚苯乙烯的工艺合成 摘要 可发性聚苯乙烯（Expandable PolyStyrene，简称EPS）通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。可发性PS可被加工成低密度（0．7—10．0ib／ft3）的泡沫塑料剂品。最常见的发泡性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。 本设计为年产1万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计，反应机理是自由基聚合，采用悬浮聚合工艺，以苯乙烯为单体，水做悬浮介质，采用低温悬浮聚合一步法生产工艺。此方法是将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内,聚合后得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分离和干燥,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品；在此基础上对聚合工段进行物料衡算、热量衡算、设备选型计算，绘制了带控制点的流程图、平面布置图及配管图，并编制了设计说明书和计算书。 关键词：可发性聚苯乙烯；悬浮聚合；物料衡算；工艺设计
ABSTRACT Expandable Polystyrene (Expandable PolyStyrene, referred to as EPS) commonly known as the Department of polystyrene and styrene copolymer is a resin with the physical blowing agent and other additives mixture. EPS can be processed into low-density (0.7-10.0ib/ft3) goods of the foam agent. The most common is to be made of polystyrene with n-pentane as a blowing agent aggregates of transparent PS. The design for the annual production capacity of 10，000 tons can be made of polystyrene polymerization process design section, the reaction mechanism is free radical polymerization, suspension polymerization process used to styrene as monomer, water suspension medium done using one-step production of low-temperature suspension polymerization process. This method is a styrene monomer, initiator, dispersing agent, water, blowing agent and other auxiliaries to join reactor, the polymer containing a foaming agent, after the resin particles by washing, centrifugal separation and drying, the system may be made of polystyrene beads products; in this section based on the polymer material balance, heat balance, equipment selection, the mapping of control points with the flow chart, diagram and layout of piping plans and the preparation of the design specification and calculation of the book. Key Words：Expandable PolyStyrene；Suspension Technique;Craft calculation；Technological design