通用級聚苯乙烯
‍【英文名】 general purpose polystyrene；GPPS
【別名】 聚苯乙烯；透苯
【性質】 通用級聚苯乙烯是一種熱塑性樹脂,為無色、無臭、無味而有光澤的、透明的珠狀或粒狀的固體。密度1.04～1.09,透明度88%～92%,折射率1.59～1.60。在應力作用下,產生雙折射,即所謂應力-光學效應。產品的熔融溫度150～180℃,熱分解溫度300℃,熱變形溫度70～100℃,長期使用溫度為60～80℃。在較熱變形溫度低5～6℃下,經退火處理後,可消除應力,使熱變形溫度有所提高。若在生產過程中加入少許α-甲基苯乙烯,可提高通用聚苯乙烯的耐熱等級。
它可溶於芳香烴、氯代烴、脂肪族酮和酯等,但在丙酮中只能溶脹。可耐某些礦物油、有機酸、鹼、鹽、低級醇及其水溶液的作用。吸水率低,在潮濕環境中仍能保持其力學性能和尺寸穩定性。光學性能僅次於丙烯酸類樹脂。電性能優異,體積電阻率和表面電阻率都很高,且不受溫度、濕度變化的影響,也不受電暈放電的影響。耐輻照性能也很好。其主要缺點是質脆易裂、衝擊強度較低,耐熱性較差,不能耐沸水,只能在較低溫度和較低負荷下使用。耐日光性較差,易燃。燃燒時發黑煙,且有特殊臭味。
【製法】 通用級聚苯乙烯,是以苯乙烯為單體經過自由基聚合或離子型聚合製得的。生產方法有本體聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法和乳液聚合法等。目前工業化生產所採用的主要是懸浮聚合法和本體聚合法。
1.本體聚合法 將苯乙烯單體送入預聚釜中,再加入少量添加劑和引發劑,於95～115℃下加熱攪拌進行預聚合,待轉化率達到20%～35%之後,再送入帶有攪拌器的塔式反應器內進行連續聚合反應。聚合溫度逐段提高到170℃左右,以達到完全轉化。少量未反應的苯乙烯從塔頂放出,並可回收再用。聚合物連續從塔底出料,經擠出造粒即得成品,包裝後出廠。其流程如下。
2.懸浮聚合法 以苯乙烯為單體,水為介質,以明膠或澱粉、聚乙烯醇、羥乙基纖維素等保護膠或碳酸鎂、矽酸鎂、磷酸鈣等不溶性無機鹽等為分散劑,順丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物鈉鹽為助分散劑,以過氧化苯甲醯為引發劑,在85℃左右進行引發聚合。也可不用引發劑,在高壓聚合釜中於100℃以上的高溫下進行高溫聚合。聚合物經洗滌、分離、乾燥即得無色透明的細珠狀樹脂。
【成型加工】 聚苯乙烯流動性好,加工性能好,易著色,尺寸穩定性好。可用注塑、擠塑、吹塑、發泡、熱成型、粘接、塗覆、焊接、機加工、印刷等方法加工成各種製件,特別適用於注射成型。
注射成型時物料一般可不經乾燥而直接使用。但為了提高製品質量,可以55～70℃鼓風烘箱內預乾燥1～2h。具體加工條件大致為：料筒溫度200℃左右,模具溫度60～80℃,注塑溫度170～220℃,60～150MPa,壓縮比為1.6～4.0。成型後的製品為了消除內應力,可在紅外線燈或鼓風烘箱內於70℃恆溫處理2～4h。
擠塑成型時,一般採用的螺桿長徑比L/D為17～24,以空氣冷卻,擠塑溫度150～200℃。
吹塑成型時,可採用注塑和擠塑製得的型坯進行吹塑製得所需製品。吹塑壓力一般為0.1～0.3MPa。
【用途】 因聚苯乙烯透明且具有優良的剛性、電氣性能和印刷性能,特別是良好的衛生性、價廉,使其在食品包裝方面具有廣闊的套用前景。在機電工業、儀器儀表、通訊器材業等方面已廣泛用作各種儀表外殼、燈罩、光學零件、儀器零件、透明窗鏡、透明模型、化工貯酸槽、酸輸送槽、電訊零件、高頻電容器、高頻絕緣襯墊、支架、嵌件及冷凍絕緣材料等。還大量套用於各種生活日用品,如瓶蓋、容器、裝飾品、紐扣、梳子、牙刷、肥皂盒、香菸盒及玩具等。
【安全性】 樹脂的生產原料,對人體的皮膚和黏膜有不同程度的刺激,可引起皮膚過敏反應和炎症；同時還要注意樹脂粉塵對人體的危害,長期吸入高濃度的樹脂粉塵,會引起肺部的病變。大部分樹脂都具有共同的危險特性：遇明火、高溫易燃,與氧化劑接觸有引起燃燒危險,因此,操作人員要改善操作環境,將操作區域與非操作區域有意識地劃開,儘可能自動化、密閉化,安裝通風設施等。聚苯乙烯樹脂的包裝一般為紙塑複合袋或其他包裝袋,每袋淨重25kg,也可採用其他質量的大包裝。貯存時應存放在通風、乾燥的倉庫內,應遠離火種並防止陽光直接照射,不得露天堆放。聚苯乙烯樹脂為非危險品。在裝卸過程中嚴禁使用鐵鉤等銳利工具,切忌拋擲以免損壞包裝袋。運輸時,不得在陽光下曝曬或雨淋,不可與有毒及腐蝕性和易燃易爆品混裝。
【生產單位】 鎮江奇美化工有限公司,揚子巴斯夫苯乙烯有限公司,汕頭海洋集團公司,雪佛龍-菲利浦斯化工公司,湛江中美化學工業有限公司,張家港塑膠廠,北京燕山石化化工一廠、化工二廠,廣東高明高聚化學工業有限公司,廣州石化總廠。
