聚苯乙烯
通用高分子材料包括塑料、橡胶、纤维等，塑料按应用分类为通用塑料、工程塑料等，通用塑料产量大、价格便宜、材料来源丰富、应用面积广，占塑料总产量大80%，其力学性能和热学性能与工程塑料比较差，主要作为非结构材料使用。聚苯乙烯是通用塑料中常用的一种，下面我们具体讨论聚苯乙烯塑料：
1.聚苯乙烯基本信息和发展历程
聚苯乙烯是由苯乙烯单体聚合而成的线型结构的塑料。它的商业名称简称“苯塑”，英文缩写为PS。聚苯乙烯的合成常采用块状聚合法与乳液聚合法。
玻璃化温度80～90℃，非晶态密度1.04～1.06克/立方厘米，晶体密度1.11～1.12克/立方厘米，熔融温度240℃，电阻率为1020～1022欧·厘米。导热系数30℃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。
1839年，德国人第一次从天然树脂中提取出聚苯乙烯。
1930年，聚苯乙烯在德国首先工业化。产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯，位居第三。
1934年，Dow开始在美国生产聚苯乙烯。
1954年，Dow开始生产聚苯乙烯泡沫塑料。
2.聚苯乙烯的结构与性能
材料性能
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-4、PPO。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70～80℃，脆化温度为-30℃，PS在高真空和330～380℃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5～20万。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88～92%，仅次于丙烯酸类聚合物，折射率为1.59～1.60。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PS（HIPS）；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。同时由于本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。
优越的抗水、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，不会让有害物质挥发，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。
3.聚苯乙烯的悬浮聚合
可发性聚苯乙烯、苯乙烯型离子交换树脂以及部分通用级和抗冲级聚苯乙烯可以采用悬浮法生产。苯乙烯悬浮聚合可在120~150度下进行。苯乙烯具有热聚合的特点，不加引发剂，在120度以下，就有较高的聚合速率。在150度聚合2h，转化率可达85%。如果加入适当的引发剂，还可以进一步提高聚合速率。高温聚合时多采用无机分散剂，如磷酸钙、碳酸镁等，聚合结束后，可在后处理工序中用酸洗去。
苯乙烯在有丁烷等挥发性液体存在下进行悬浮聚合，则可制得可发性聚苯乙烯。
4.抗冲击聚苯乙烯
抗冲击聚苯乙烯[1]它是苯乙烯单体与橡胶接枝聚合生成的无定形聚合物，或是聚苯乙烯与橡胶（通常为聚丁二烯橡胶）的物理共混物。所生成的聚合物具有韧性，通常为白色（也有透明的品级），挤出和成型非常容易。它的韧性主要决定于橡胶组分的比率和使用量。因此，抗冲击PS的性能变化较大，一般将其分成三类：中等冲击强度级（悬臂梁冲击强度< 1．5 kgf·cm/cm、高冲击强度级（悬臂梁冲击强度为1．5～2．4 kgf·cm/cm和超高冲击强度级（悬臂梁冲击强度为2．6~5．0 kgf·cm/cm）。抗冲击PS的代表性能为：弯曲强度和拉伸强度为13．8～48．3MPa（随橡胶和添加剂含量不同而不同）；伸长率10~60%；光泽度5~100%。目视透明度从极佳至较差，收缩率约为0．006，热膨胀系数与透明PS相同。抗冲击PS受γ一射线灭菌照射后性能无变化，与透明PS 具有同样的耐溶剂性。抗冲击PS的熔体指数为1～10g/min，维卡软化点为215°F。具有增强性能的抗冲击级聚苯乙烯的商业化生产有广泛的市场前景。已有的一些特殊品级包括：超高光泽度级、高透明级、耐磨级、抗环境应力一开裂级（ESCR）、高模量级、低光泽级、残余单体苯乙烯含量低的品级（1500 ppm
5.可发性聚苯乙烯（EPS）
用于制造从茶杯到家用绝缘绝热材料等。泡沫塑料的性能（如密度和抗冲击强度）取决于泡孔的大小和分布，这二个因素是由所加入的发泡剂的分散率、百分含量和挥发性来控制的，代表性的发泡剂是戊烷和异戊烷。阻燃级发泡聚苯乙烯以卤代烃作为阻燃剂，广泛用作建筑物隔音绝热层和工程上使用。可发泡剂SAN已被用于制造漂浮制品和其它耐汽油制品.
6.聚苯乙烯的生产与应用
加工生产
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。
应用
电器制品：PS兼有透明性和良好的绝缘性，可用于电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电容器等。
透明制品：PS具有优异的透明性，可用于一般光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器等。
包装材料：主要是PS泡沫塑料，多用于电脑、精密仪表、工艺品、玻璃制品及陶瓷制品等包装，隔热材料等。
其它：PS的着色性和光泽性好，可广泛用于日用品的生产，具体有儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子、牙刷把、笔杆及文具等。
7.废弃与环境问题
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kerbside法进行回收。但是，工业上也对发泡聚苯乙烯的再利用进行了很大的改进，出现了很多使其密化的新方法。这种能够增加其密度的方法，通常使得密度增加15slugs/ft3(译者注：1slugs/ft3=1.94055克/立方厘米)并在干净的聚苯乙烯上形成了合适再生操作的中心。一些制造聚苯乙烯的工厂现在能够对使用后的废品发泡聚苯乙烯进行回收。比如在美国密歇根州，梅森的Dart Container 工厂中就在进行对使用后聚苯乙烯以及工业聚苯乙烯的回收。
未来似乎可以借由面包虫(黄粉虫之幼虫)消化道内发现的细菌达到自然分解该材料的方式。
8.环境影响
被丢弃的聚苯乙烯无法经由生物分解及光分解进入生物地质化学循环。由于发泡聚苯乙烯(保丽龙)其低比重以致于漂浮于水面或随风飘移，造成主观的景观破坏。根据加州海岸委员会(California Coastal Commission)的调查，聚苯乙烯已是主要的海洋漂流物。而对误食这类塑胶海洋生物而言，会对其消化系统造成伤害。
9.市场分析
一、中国聚苯乙烯市场的特点
1、需求旺盛，消费增长速度惊人，市场潜力大进入90年代以来，中国聚苯乙烯需求旺盛，消费量飞速增长。1999年，全国聚苯乙烯总消费量达到243万吨，比1990年增长10多倍，年均增长率达到27.6%，增长速度在五大通用合成树脂中仅次于ABS 树脂，是同期世界平均增长速度的6倍多。据预测，今后中国聚苯乙烯的需求量仍将平稳增长，2005年将达到317万～330万吨，2010年将达到390万～420万吨，市场前景相当乐观。
2、生产能力不足，进口依赖度大相对于旺盛的需求，中国聚苯乙烯的生产能力虽然增长很快，但仍远不能满足需求，不得不依靠大量进口。1999年，中国聚苯乙烯生产能力约在140万吨左右，其中高抗冲聚苯乙烯/通用聚苯乙烯生产能力在100万吨左右，可发性聚苯乙烯生产能力估计在40万吨以上。同时，1999年全国聚苯乙烯总产量约为94万吨，与需求相比相差甚远。为满足需求，1999年中国共进口聚苯乙烯树脂151.7万吨，也比1990年增长近10倍，进口依存度超过60%。
3、外资企业是中国聚苯乙烯生产的重要力量在中国聚苯乙烯生产中，外资企业占有重要的地位。在国内最大的5家聚苯乙烯生产厂商中，有3家是外资企业，分别是镇江奇美化工有限公司（30万吨/年）、扬子巴斯夫苯乙烯有限公司（14.2万吨/年）和LG宁波甬兴化工有限公司（10万吨/年）。1999年，这3家企业聚苯乙烯的生产能力合计达到54.2万吨，其中高抗冲聚苯乙烯/通用聚苯乙烯为50万吨，占全国总生产能力的一半。今后，中国外资企业聚苯乙烯的生产能力仍将快速增长。预计到2005年，外资企业聚苯乙烯生产能力将超过140万吨，占全国总生产能力的近60%，仍将是中国聚苯
乙烯生产的重要力量。
4、电子/电器是中国聚苯乙烯最重要的消费领域在发达国家，聚苯乙烯的主要消费领域是包装容器，约占总消费量的一半。而在我国，聚苯乙烯的主要消费领域是电子/电器，约占聚苯乙烯消费总量的60%。1999年，中国电子/电器行业共消费聚苯乙烯树脂146万吨，占全国总消费量的60%，日用品和包装分别占24%和10%。
二、现状
1、中国国产产品性能和质量较差，不能满足市场的要求中国聚苯乙烯产品的质量和性能较差，除外资及合资企业产品外，国内厂商的产品多数不能满足电子行业等用户对产品性能和质量的要求，难以进入这个庞大的市场。在聚苯乙烯需求量最大的电子/电器行业中，进口产品占绝对优势，国产树脂只有少量应用，而且只能用于低档产品。国内知名电器制造商为了保证其产品质量，全部使用进口原料或外资合资企业的产品，连用于防震外包装的发泡聚苯乙烯也通常使用进口产品或合资企业的产品。
聚苯乙烯夹芯板系列
2、装置规模偏小，缺乏竞争力目前国内有聚苯乙烯生产厂近40家，大部分能力在3万吨/年以下，还有不少规模在1万吨/年左右的小型装置。能力达到10万吨/年的生产厂仅有5家。小装置不但产品质量不能和先进的大型生产装置相比，而且生产成本也较高，在市场竞争中处于劣势。
3、原料供应不足，装置开工率低与聚苯乙烯生产的高速发展不相适应的是，其原料苯乙烯生产发展相对较慢，聚苯乙烯装置的原料来源受到限制，开工率受到影响。1999年，中国苯乙烯生产能力为84.6万吨/年，产量60.2万吨，即使全部用于生产聚苯乙烯也仅能满足国内聚苯乙烯生产需要的43%。原料供应的不足是造成装置开工率较低的主要原因之一。1999年，中国聚苯乙烯产量约94万吨，装置的平均开工率仅为67%，生产能力大量闲置，进一步增加了中国对进口聚苯乙烯的依赖程度。
三、对中国聚苯乙烯工业的发展建议
1、大力发展原料苯乙烯的生产，彻底解决聚苯乙烯原料缺乏的问题原料不足制约了聚苯乙烯生产的发展，因此解决原料问题是发展聚苯乙烯生产的关键之一。根据预测，到2005年，国内聚苯乙烯生产能力将达到220万吨，2010年将达到300万吨，对苯乙烯的需求量非常大，而规划的苯乙烯生产能力仍不能满足需要。聚苯乙烯对苯乙烯的庞大需求给石油和石化两大集团公司提供了发展苯乙烯生产的良机，两大集团公司是国内重要的苯乙烯生产商，尽力扩大苯乙烯的生产能力既可以为国内聚苯乙烯的生产提供充足的原料，又能趁机占领市场，取得较好的经济效益。
2、抓住时机，积极占领国内市场由于国家近年来严厉打击走私，规范进口，出于降低成本的考虑，国内一些原来使用进口原料的用户开始寻找能够代替进口产品的国内供应商，这给国内聚苯乙烯生产企业带来了极好的机会。国内聚苯乙烯生产企业应该抓住机遇，努力提高产品性能和质量，力争在最大范围内替代进口产品。总之，只要采取适当措施，国内聚苯乙烯生产完全能够得到良好的发展。采取轻易放弃的态度是不可取的。
10.发展现状
世界聚苯乙烯（PS）的生产能力因近20年来亚洲地区生产能力的
迅速增长而屡创新高，到上个世纪末年生产能力已经超过1300万吨/年，同期世界聚苯乙烯的消费量只有1000万吨/年左右，只占生产能力的约77%。除去各种因素的影响，全球聚苯乙烯装置的开工率均没有超过80%。
进入2000年以来，世界聚苯乙烯的消费增长变慢，消费量仅比1999年增长了1.4%，增长率为近年来的新低。特别是受到亚洲经融危机的影响，产量减少最多的国家和地区也集中在亚洲地域。2003年世界聚苯乙烯的总生产能力为1426万吨/年，产量为1080.1万吨/年，其中北美地区的生产能力为325.2万吨/年，约占世界聚苯乙烯总生产能力的22.8%；产量为251.3万吨/年，约占世界总产量的23.3%；南美地区的生产能力为66.6万吨/年，约占世界总生产能力的4.8%；产量为40.1万吨/年，约占世界总产量的3.7%，西欧地区的生产能力为295.4万吨/年，约占世界总生产能力的20.7%；产量为262.7
万吨/年，约占世界总产量的24.3%；东北亚地区的生产能力为489.2万吨/年，约占世界总生产能力的34.3%；产量为373.8万吨/年，约占世界总产量的34.6%；东南亚地区的生产能力为97.3万吨/年，约占世界总生产能力的6.8%；产量为71.5万吨/年，约占世界总产量的6.6%；其他地区的生产能力为152.5万吨/年，约占世界总生产能力的10.7%；产量为80.7万吨/年，约占世界总产量的7.5%。
2003年世界聚苯乙烯的总消费量为1088.9万吨，其中北美地区的消费量为250.5万吨/年，约占世界聚苯乙烯总消费量的 23.0%；南美地区的消费量为44.5万吨/年，约占世界总消费量的4.1%；西欧地区的消费量为226.9万吨/年，约占总消费量的20.8%；东北亚地区的消费量为409.2万吨/年，约占消费量的37.6%；东南亚地区的消费量为49.8万吨/年，约占总消费量的4.6%；其他地区的消费量为108.0万吨/年，约占总消费量的9.9%。由此可见，北美、南美地区聚苯乙烯的产销基本平衡，西欧地区略有剩余，而东北亚地区仍需要靠进口来弥补不足。
世界聚苯乙烯主要用于生产包装容器、日用品及电器/电子3大行业。世界各地聚苯乙烯的消费结构不尽相同。北美约9%用于电器/电子行业，57%用于包装容器，34%用于其他方面；西欧约15%用于电器/电子行业，48%用于包装容器，37%用于其他方面；东北亚约49%用于电器/电子行业，20%用于包装容器，31%用于其他方面；中国约63%用于电器/电子行业，7%用于包装容器，30%用于其他方面。
11.现存问题
随着终端应用领域的不断创新，聚苯乙烯(PS)主要下游产品正逐渐被所取代，未来或许将会销声匿迹。这促使一些地区性的生产商完全退出该业务，PS产业正逐渐被扼杀。
中国台湾地区的一位树脂生产商认为：“市场缺少需要大量使用PS的新领域，因此PS的需求将逐步下滑，而这并不单单是由全球经济危机所致。”
在新款游戏机、手机和MP3播放器生产中，已大量使用聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯来取代PS。PS目前的应用仅限于低端产品，如食品包装、玩具、衣架、容器和某些消费性电子产品。然而即使在这些领域，PS仍可能逐渐被更廉价的原料如聚丙烯所取代。
作为PS的一个重要市场，中国自2003年以来需求已呈现连续下滑局面，2003年需求曾超过260万吨，而去年则下降至230万吨。日本PS市场需求也大幅下挫，特别是
在电子和工业应用领域的需求更是如此。近年来日本主要PS客户的生产基地正在逐步转向海外，这导致了日本国内PS需求已经不可能恢复。
日本原有的4家PS生产商综合产能为110万吨/年，约占其国内市场70%的份额。由三井化学和住友化学合资的公司——日本聚苯乙烯公司最近宣布将于今年9月退出PS业务，届时日本国内只剩下3家从事PS业务的公司。三井化学和住友化学表示，公司已经决定退出PS业务，因为该业务正处于非常困难的境地，从中长期考虑都不可能获得稳定的收入。一位生产商表示，今年日本PS需求预计将下降6.5%～7.0%，降至70万吨左右，日本聚苯乙烯公司的退出将使供求形势更加趋于平衡。
与此同时，三菱化学也将从它与旭化成化学品公司、出光兴产公司的合资公司——聚苯乙烯日本公司退出。该公司产能约为44.5万吨/年，在日本4个生产商中居首位。尽管需求疲软，大日本油墨和化学品公司(DIC)以及由新日本制铁，Denka和大赛璐合资的东洋苯乙烯公司仍将继续生产PS。
此外，放弃PS业务的公司还有德国化工巨头巴斯夫，早在2007年7月它就宣布出售各种苯乙烯装置，包括PS装置。出光公司PS马来西亚公司也在2008年9月停止了其3万吨/年通用聚苯乙烯的生产。陶氏化学公司在今年4月已无限期地关闭其位于中国东部地区的12万吨/年PS装置。
总结：
综上所述，聚苯乙烯在很多方面都有优异性，而且应用什么广泛，需求量日益增大，随着我们不断的发展和进步，它的未来发展前景无限，必将成为通用高分子材料的发展的一个主要趋势。
参考文献：
1部分内容摘自“百度百科”，作者不祥，摘录时间2011年11月21日
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3.邬润德，童筱莉，高分子材料科学与工程，1997年
4.马建标，李晨曦，通用高分子材料，北京：化学工业出版社，2000年
聚苯乙烯交联微球的制备 【原理】 悬浮聚合是在悬浮体系中进行的一种聚合方法。以苯乙烯为例，这是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下，单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大，形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下，液滴达到一定的大小和分布。这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后再次与水分层，同时，聚合到一定程度以后的液滴中溶有黏性聚合物也可以使液滴相互黏结。因此，在悬浮聚合体系中还需要加入分散剂，常用的分散剂有明胶，聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸钠、纤维素衍生物或碳酸镁、磷酸钙等。 本实验是在油溶性引发剂过氧化二苯甲酰存在下，用悬浮聚合方法进行的苯乙烯与二乙烯苯的共聚反应，在液滴中的自由基聚合机理如图3-1。所得产物为白色小珠，可作为苯乙烯型阳(阴)离子交换树脂的母体（称为白珠）。其中二乙烯苯起着交联作用，使聚合物其有网状结构，二乙烯苯的用量改变就会显著影响聚苯乙烯微球的交联度，从而影响微球的性能。 此外，聚合物微球的粒径主要是通过调节悬浮聚合的反应条件、分散剂种类与比例来实现。
图3-1 过氧化二苯甲酰引发苯乙烯自由基聚合机理 【仪器及试剂】 1.实验仪器 三口烧瓶（250mL）1只机械搅拌器1套球形冷凝管1支温度计（100℃）1支恒温水浴锅1套表面皿1个烧杯（100mL）1个量筒（25mL，10 mL）各1个（公用）滴管1根布氏漏斗1个抽滤瓶1个滤纸等若干
2.实验试剂 苯乙烯（除去阻聚剂）20 mL 二乙烯苯（除去阻聚剂） 3 mL 过氧化二苯甲酰（BPO，重结晶）0.4 g 明胶0.5 g 去离子水100 mL 次甲基兰水溶液(0.5%) 3~5滴 【步骤】 1.如图3-2所示，将冷凝管、温度计和搅拌装置安装于三口烧瓶上，检查搅拌器运转是否正常。 图3-2 聚苯乙烯交联微球的合成装置图 2.在三颈瓶中加入0.5 g明胶和100 mL去离子水。开动搅拌器，升温至50 ℃左右，待明胶完全溶解后，加入3~5滴次甲基兰水溶液。 3.将0.3 g BPO，20 mL苯乙烯和3 mL二乙烯苯加入100 mL烧杯中，轻轻振荡，待BPO完全溶解后，将其加入到三口瓶中。此时注意控制搅拌速度和滴加速度，滴加不宜太快。待滴加完成后，通冷凝水，稳定搅拌速度，升温至70 ℃反应1小时，之后再升温至95 ℃继续反应2小时左右。观察体系的颜色变化。 4.反应到生产的球体彼此不粘结，而又比较硬时为止。可用吸管吸取一点反应
茂金属聚苯弹性体增韧改性聚苯乙烯的研究 唐卫华! 唐键金日光 （北京化工大学材料科学与工程学院，北京!"""#$） 本文主要研究了聚苯弹性体（PSE）通过与聚苯乙烯（PS）共混对PS 力学性能的影响。结果表明，PSE 树脂与PS可以相容，且这种相容性随树脂中苯乙烯质量分数的提高而增大。PSE与PS共混可以获得力学性能优异的韧性材料。当PSE 在共混合金中的质量分数较低时，PSE 树脂以小于微米的尺寸呈微区分散于PS 中。PSE添加量达到40%时，PSE 与PS形成了两相连续分布的共混合金，这种合金既具有强度又具有韧性。PSE的增韧效果随其苯乙烯质量分数的提高而增大，在苯乙烯质量分数为72%达到最大值。 关键词：聚苯弹性体（PSE）增韧改性拉伸韧性共混 聚苯弹性体（PSE）树脂通过改变其中的苯乙烯质量分数可以成为柔软的橡胶类材料，是PS 有效的相容剂［!］。PSE 是一类新型的茂金属聚合物，由于其内在的烯烃和苯乙烯的官能团，PSE具有与聚烯烃（如PP，PE）、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚及聚碳酸酯等多种聚合物的良好相容性［#］。本文从PSE的添加量、苯乙烯质量分数对PS增韧的影响，深入研究了PSE 结构与共混合金性能的关系，并对传统PS增韧剂SBS与PSE的改性效果进行了比较，旨在为PS 塑料提供更有效的增韧改性方法。 1 实验部分 1.1 主要实验原料 聚苯乙烯PS：666D型，北京燕山石油化工公司产品，分子量为200 000，熔体指数（MI 为10g/10min，MI在190o C及2160g载荷下测定），以下同；SBS：Vector6241—D，Dexco Polymers 公司产品，苯乙烯质量分数为43%，熔体指数为52.0g /10min；聚苯弹性体PSE：进口分装，Mw>200 000，Mw/Mn<3.5,苯乙烯质量分数23%-77% 1.2 试样制备 共混物采用熔融共混工艺通过双螺杆挤出机（SLF-35B）进行加工而制得，加工温度自加料口到机头为140o C,170o C,190o C,200o C,200o C,200o C,175o C，螺杆转速80r/min，挤出物首先通过水浴冷却，然后用切粒机造粒，之后于70o C干燥2h。干燥后的物料用自制的多功能小型混合器按ASTM-D256标准注射冲击样条，ASTM-D638标准制备拉伸样条。成型的样条保存于恒温23±1o C的干燥箱中。 1.3 性能测试 冲击性能：共混物的简支梁缺口（Izod）冲击强度及悬臂梁缺口（Charpy）冲击强度按ASTM-D638, 标准在XJ-40A冲击试验机上测量。
单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。 聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。 聚乳酸的优点主要有以下几方面：（1）聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。关爱地球，你我有责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。（2）机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。（3）相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。（4）聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。（5）聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。（6）聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件，此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应各不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。（7）聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。（8）当焚化聚乳酸（PLA）时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了这种分解性产品具有的安全性。 二、方法和流程 聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料，目前美、法、日等国、家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。由乳酸制聚乳酸生产工艺有：[1]方法 （1）直接缩聚法在真空下使用溶剂使脱水缩聚。日本在这方面做了大量的研究，
HIPS 高抗冲聚苯乙烯 化学名称：高抗冲聚苯乙烯 简介： HIPS是1950年开始开发橡胶改性聚苯乙烯（即高抗冲击聚苯乙烯，HIPS），主要是为了解决PS的冲击脆性。通过将橡胶加入聚苯乙烯基材，可生产出具有不同性能的各种品级的高冲击聚苯乙烯。近年来，已开发出各种特殊品级的HIPS，已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等，它们在许多应用领域中已能与昂贵的工程树脂相竞争。 抗冲击聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度高并且有较高刚性。HIPS只是在耐热性。氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面有一定限度。HIPS的性能与体系内橡胶相的含量有很大的关系。 理化性质： HIPS是在PS的基础上开发出来的。PS具有透明性好，硬度高，易于成型加工。但是其最易发生脆性断裂，在使用上受到约束，为增加其使用性能改善其脆性断裂在聚合时加入丁二烯橡胶增加其韧性，经过增韧后的HIPS冲击韧性比PS提高四倍。根据添加的多少可分为，低冲击性PS、中冲击性PS、高冲击行PS。但是橡胶类的加入使其表面光泽度降低。改性后提高了材料使用温度，热变形温度为96℃，HIPS同样属于易燃型塑料，极限氧指数为17.8，燃烧时火焰呈橙黄色并伴有大量黑烟产生，燃烧特点软化、起泡、烧焦，有特殊的苯乙烯单体味道产生。 密度：,1.035 ~1.07 g/cm3 ASTM D7292 吸水率：0.05~0.22% ASTM D570 熔融指数：3.5~15 g/10min ASTM D1505 拉伸强度： 13.8~41.4 M/Pa ASTM D638 拉伸模量： 1.5~2.0 G/Pa 断裂伸长率：15~75% 弯曲强度： 13.8~55.1 M/Pa ASTM D790 弯曲模量：1.9~2.2G/Pa 冲击强度： >10 J/m （悬臂梁） ASTM D256 洛氏硬度：50~102 HR ASTM D785 成型收缩率：0.2~0.8% ASTM D955 热变性温度：96℃ ASTM D648 加工性能： HIPS可用许多传统的成型方法进行加工，如注塑成型、结构泡沫塑料成型、片
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
中国聚苯乙烯行业研究-行业发展概况 （一）行业发展概况 1、聚苯乙烯的定义 聚苯乙烯是以苯乙烯为主要原料聚合而成的热塑性树脂，是可反复加热软化、冷却固化的一类合成树脂。由于聚苯乙烯具有质硬、透明、电绝缘性、低吸湿性和优良的加工性能，可广泛应用于电子电器、建筑材料、包装材料和日用品等领域。 聚苯乙烯是热塑性非结晶性的树脂，可由多种合成方法聚合而成，主要分为通用级聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）和可发性聚苯乙烯（EPS）。通用级聚苯乙烯（GPPS）是以苯乙烯为主要原料，经过自由基聚合制取的一种透明型聚苯乙烯粒子产品，其密度为1.04~1.06g/cm3，透明度高达85~92%，折光率为1.59~1.6，较高的折光率使其具有良好的光泽而具有装饰效果，同时其具有流动性好，易于加工成型的特点。下游应用领域主要包括注塑类及板材类塑料产品、照明灯具的光学材料、液晶电视显示屏的光学材料、冰箱的透明内件、食品卫生级日用品等。
高抗冲聚苯乙烯（HIPS）是主要由苯乙烯和橡胶经过自由基接枝聚合制取的一种抗冲击的聚苯乙烯粒子产品，是聚苯乙烯的改性材料，其分子中含有5%-10%橡胶成份，韧性比通用级聚苯乙烯提高了四倍左右，耐冲击强度大大提高。下游应用领域主要包括家电的外壳及内件、电子电器的外壳及包装容器等。可发性聚苯乙烯（EPS）是一种加入了发泡剂的聚苯乙烯产品，其密度为1.05 g/cm3，具有热导率低、吸水性小、耐冲击震动、隔热、隔音、防潮等优点，其生产的可发性聚苯乙烯泡沫塑料被广泛地应用于包装材料、建筑保温材料等领域。 2、行业发展概况 考虑到可发性聚苯乙烯在生产工艺、应用领域与通用级聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯具有较大差异，公司产品及未来发展方向主要为通用级聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯，以下对聚苯乙烯行业的描述如无特别声明均指通用级聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯。 （1）全球聚苯乙烯行业发展概况
编号：SM-ZD-27087 聚苯乙烯装置简介和重点 部位及设备 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
聚苯乙烯装置简介和重点部位及设 备 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 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。致使在国际上，由于悬浮聚合工艺排放废水量比较大，能耗、物耗高，也正在逐渐被本体聚合工艺所取代。 连续本体法已逐渐发展成为生产聚苯乙烯树脂的一种
常用方法，因为该方法能以较低的成本生产出纯度高、残留单体含量低的产品。流程中可以有1-5个反应器，其构型有多种。通常把苯乙烯、溶剂(乙苯)，有时也有引发剂一起加入到第一个反应器中，反应器通常是在连续升温下操作，操作温度为90—180℃，最终转化率可达60％—90％。反应流出物送人真空脱挥器，将残留单体和溶剂蒸发掉，熔融聚合物挤出造粒，冷凝下来的未反应单体和溶剂经循环系统返回到反应器进料中。 我国从20世纪60年代开始生产PS，80年代开始从国外引进的技术和设备，使我国H工业得到不断的发展和壮大。到20xx年，我国PS生产能力已经达100X104t／a左右。 2．装置的主要类型 连续本体聚合工艺的典型生产技术有德国BASF公司、美国Huntsman公司的卧式、立式釜工艺技术，美国DOW 化学公司的高立式釜工艺技术，美国Cosden公司(现美国FINA公司)的卧式釜工艺技术，日本东洋工程公司一三井东亚公司(TEC—MTC)的矮立式釜工艺技术等工艺技术。 (二)装置单元组成与工艺流程
实验三、苯乙烯－二乙烯苯交联珠体的悬浮聚合 一、 实验原理 用苯乙烯、二乙烯苯单体采用悬浮聚合的方法进行自由基共聚反应，合成出具有体型分子网络结构的苯乙烯－二乙烯苯交联白珠体，其聚合反应原理反为： 其中二乙烯苯单体是作为交联剂，调节二乙烯苯的用量便可得到所需要交联度 (以二乙烯苯在聚合物中的质量百分率来表示) 的交联聚苯乙烯白珠体。 二、实验目的 通过自由基悬浮共聚合的方法，合成出苯乙烯－二乙烯苯交联白珠体，作为制备磺酸树脂的原料。同时通过实验，认识自由基悬浮聚合的特点，单体相成球机理，成球尺寸的相关影响因素。掌握自由基悬浮聚合的条件控制及其作用。 三、主要药品和仪器 苯乙烯(St) 25mL 二乙烯苯（DVB ） 5 mL 过氧化二苯甲酰（BPO ） 0.14g （0.20g ） 聚乙烯醇（PV A ） 1g 四颈瓶（250 mL ） 1个 三角锥瓶 (100 mL) 1个 冷凝管 1个 温度计 1支 恒温加热套 1套 搅拌装置 1套 CH 2= CH ∣ ∣∣∣ CH 2= CH ∣ CH 2= CH +CH 2－－－CH ∣CH 2－CH ∣－CH 2－CH ∣－CH 2CH －CH 2CH CH 2－CH ∣－－CH 2－CH ∣∣CH 2－CH ∣－CH 2CH －交联共聚
四、实验步骤 在250mL的四颈烧瓶中加入100mL纯水，1 g PV A，搅拌并加热至65℃，使PV A较快地溶解。取100mL的三角锥瓶，加入25mL苯乙烯、5 mL二乙烯苯、0.14(0.20)g过氧化二苯甲酰，轻轻摇动锥瓶使其中的混合物溶解均匀。待四颈烧瓶中的PV A全部溶解后，倒入已准备好的苯乙烯－二乙烯苯BPO混合物，装上搅拌器、温度计和冷凝管，调节好搅拌速度使反应物油珠的粒径约在0.2－0.4mm 之间，升温至85℃恒温一小时，此间油珠渐渐硬化为珠状固体，升温至90℃恒温一小时，升温至95℃并恒温一小时，然后继续升温至100(98)℃恒温半小时，之后停止加热，结束反应。把珠体倒在一个烧杯中，用水洗涤至上层浊液至澄清，观察产物的成球情况。 将产物回收，留作制备磺酸树脂时使用。 五、思考 1. 随着反应时间的延长，苯乙烯和二乙烯苯共聚反应所生成的交联结构会有什么变化？ 2. 苯乙烯-二乙烯苯交联珠体的粒径大小和哪些因素有关，实验中该如何控制？ 3. 为什么聚合反应温度要实行分段升温和保温？ 4. 在水相中加入聚乙烯醇的目的是什么，不加的话会有什么不好的结果？
聚苯乙烯 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。
1839年，德国人第一次从天然树脂中提取出聚苯乙烯。 1930年，BASF开始在德国商业化生产聚苯乙烯。 1934年，Dow开始在美国生产聚苯乙烯。 1954年，Dow开始生产聚苯乙烯泡沫塑料。 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 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Tg（80～105℃），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-4、PPO。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。
聚苯乙烯的改性 聚苯乙烯（PS）由苯乙烯单体通过自由基聚合而成，因其具有的透明、成型性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，被广泛应用于电子、汽车、包装、建筑、仪表、家电、玩具和日用品等行业中。但PS也具有脆性较大、耐环境应力及耐溶剂性能较差、热变形温度较低、冲击强度低等缺点，因此，通过适当方法，在较少损失模量的前提下制备改性PS成为当前受到广泛关注的一个重要课题。 PS的常用改性方法有共混改性、共聚改性以及无机纳米粒子改性。 一、共混改性 共混改性是指将两种或两中以上聚合物材料、无机材料及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成宏观上均匀，且在力学、热学和光学等性能上得到改善的新材料的过程。共混改性方法投资小、生产周期短，因而成为PS改性的热点，不仅是聚合物改性的重要手段，也是开发新材料的重要途径。 1、用聚烯烃改性PS PS/PE 聚乙烯（PE）具有优良的柔性和抗冲击性能，因而有利于提高PS的韧性。但PS和PE是两种不相容的高聚物，若要通过共混改性，需加入适当的相容剂。PS与PE共混有两种手段可以实现，即反应性共混和非反应性共混。 在反应性共混的研究中，Baker等[2]将增强PS（RPS）、羟基化PE（CPE）、PE 和PS同时加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出得到共混改性PS，所得共混物性能比用（PS-g-PE）增容的PS/PE的性能更佳。而谢文炳等[3]研究了PS/PE非反应性共混体系的抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度与增容剂SEBS（氢化乙苯胶）含量的关系，还就PE、PS的分子量对PS/PE非反应性共混体系的影响进行了研究。结果表明，PE相对分子量增大不影响共混物的拉伸强度，同时还可提高共混物的抗冲击强度。 2、PS/PP 聚丙烯（PP）拉伸强度和表面硬度均高于PS，耐热性能也较好，因而将其与PS共混可提高PS的热性能。PP与PS同样不相容，故仍需加入增容剂。用表面
中国聚苯乙烯行业研究-行业发展环境、行业特征及上下游 行业发展环境 1、有利因素 （1）国家政策鼓励聚苯乙烯产业的可持续发展 聚苯乙烯所属的化学原料和化学制品制造业是国家主要的支柱产业，为了产业的可持续健康发展，国务院、科技部、发改委、工信部等部门相继出台了与本行业相关的产业政策，国务院、全国人大和国家安监局制定了一系列法律法规，加速优化产业结构，促进产业布局趋于合理，推进全面绿色发展，为聚苯乙烯行业发展奠定了良好的制度基础。 （2）环保要求日趋严格，市场竞争逐渐趋于规范 国内部分聚苯乙烯生产企业建厂较早，现在面临生产线老旧需要更新换代、产能过小被迫关停等问题。根据2016年7月国务院发布的《关于石化产业调结构促转型增效益的指导意见》：全面启动城镇人口密集区和环境敏感区域的危险化学品生产企业搬迁入园或转产关闭工作。新建炼化项目全部进入石化基地，新建化工项目全部进入化工园区，形成一批具有国际竞争力的
大型企业集团和化工园区。尚未进入化工园区生产的企业也将面临关停的风险。 未来行业内企业将会有一轮洗牌，市场将逐渐向少数具有一定规模、安全环保实现规范经营的企业集中，规模化效益更凸显，市场竞争逐渐趋于规范。 （3）聚苯乙烯及部分聚苯乙烯下游产品的出口退税率提高 2018年10月8日召开的国务院常务会议决定，从2018年11月1日起，按照结构调整原则，参照国际通行做法，将现行货物出口退税率为15%的和部分13%的提至16%；9%的提至10%，其中部分提至13%；5%的提至6%，部分提至10%。依照会议决定，其他初级形状的聚苯乙烯（39031990）出口退税从5%提高到了9%，改性的初级形状的非可发性的聚苯乙烯（39031910）出口退税维持13%不变。 2018 年10 月22 日，财政部发文对部分产品增值税出口退税率进行调整。其中，改性的初级形状的非可发性的聚苯乙烯（39031910）出口退税率从13%调整为了16%，执行日期为2018 年11 月1 日。
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。
我国聚苯乙烯行业研究 （一）行业发展概况 1、聚苯乙烯的定义 聚苯乙烯是以苯乙烯为主要原料聚合而成的热塑性树脂，是可反复加热软化、冷却固化的一类合成树脂。由于聚苯乙烯具有质硬、透明、电绝缘性、低吸湿性和优良的加工性能，可广泛应用于电子电器、建筑材料、包装材料和日用品等领域。 聚苯乙烯是热塑性非结晶性的树脂，可由多种合成方法聚合而成，主要分为通用级聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）和可发性聚苯乙烯（EPS）。通用级聚苯乙烯（GPPS）是以苯乙烯为主要原料，经过自由基聚合制取的 一种透明型聚苯乙烯粒子产品，其密度为1.04~1.06g/cm3，透明度高达 85~92%，折光率为1.59~1.6，较高的折光率使其具有良好的光泽而具有装饰效果，同时其具有流动性好，易于加工成型的特点。下游应用领域主要包括注塑类及板材类塑料产品、照明灯具的光学材料、液晶电视显示屏的光学材料、
冰箱的透明内件、食品卫生级日用品等。 高抗冲聚苯乙烯（HIPS）是主要由苯乙烯和橡胶经过自由基接枝聚合制取的一种抗冲击的聚苯乙烯粒子产品，是聚苯乙烯的改性材料，其分子中含有5%-10%橡胶成份，韧性比通用级聚苯乙烯提高了四倍左右，耐冲击强度大大提高。下游应用领域主要包括家电的外壳及内件、电子电器的外壳及包装容器等。可发性聚苯乙烯（EPS）是一种加入了发泡剂的聚苯乙烯产品，其密度为 1.05 g/cm3，具有热导率低、吸水性小、耐冲击震动、隔热、隔音、防潮等优点，其生产的可发性聚苯乙烯泡沫塑料被广泛地应用于包装材料、建筑保温材料等领域。
2、行业发展概况 考虑到可发性聚苯乙烯在生产工艺、应用领域与通用级聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯具有较大差异，公司产品及未来发展方向主要为通用级聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯，以下对聚苯乙烯行业的描述如无特别声明均指通用级聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯。 （1）全球聚苯乙烯行业发展概况 聚苯乙烯最早的工业化生产始于1930 年，德国的IG法本公司（现巴斯夫公司的前身）首先采用了连续本体聚合工艺实现了聚苯乙烯的工业化生产。20 世纪80 年代后，随着连续本体聚合工艺对工程放大过程中的传质、传热等问题的解决，连续本体聚合工艺日臻完善，较乳液法和悬浮法其生产工艺优势明显，连续本体聚合工艺是目前聚苯乙烯工业化生产的首选方法。 聚苯乙烯行业实现工业化已80余年，从全球聚苯乙烯行业发展总量和发展速度看，随着连续本体聚合工艺逐渐成熟，聚苯乙烯行业在20 世纪80 年代开始发展迅速，产量逐年增多，1990 年全球聚苯乙烯产能为970 万吨/年，产
聚苯乙烯的合成 我合成聚苯乙烯，方法如下：1g苯乙烯加入到3mlDMF中，加入0.02gAIBN，在80度下反应24h，沉入10倍体积的甲醇，产率40%。 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。
可发性聚苯乙烯知识介绍 可发性聚苯乙烯（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。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。由可发性聚苯乙烯制出泡沫塑料制品有几个专门步骤，这也是许多塑料树脂（包括可成型泡沫的聚烯烃及其共聚物）的一种特性。可发性PS 可用来制造各种制品如咖啡杯、吸收能量的汽车用减震器或300?ft3大的泡沫塑料块。EPS 的主要用途是一次性饮料杯、抗震包装以及隔热材料。 化学与性能 可发性聚苯乙烯是小颗粒状树脂，直径一般为0．01－0．1in。大多数这种颗粒是悬浮聚合生成的珠粒，而较大直径的颗粒也可通过切粒得到。采用的珠粒大小决定于泡沫制品的壁厚。较大的粒子膨胀制成低密度泡沫制品比较容易，较小的粒子则较易制成填充均匀的部件。 泡沫塑料产品的性能取决于原料聚合物，但受泡沫的密度影响很大。一个密度为11b／ft3 的PS 泡沫产品其中97％的体积是空气，这种产品的机械性能较差。泡沫体中所含的空气分隔成数百万个泡孔，正是它们的存在使聚合物泡沫材料具有许多有价值的特性。这些特性包括绝热性、吸收能量、漂浮性、高的刚度／重量比以及单位体积成本低等等。如表回所示，泡沫PS 的大多数性能都与其密度有很明显的函数关系，因此生产者可不需重新设计模具，只根据加工工艺简单变化的需要对实际操作做些微小调整。PS 泡沫的其它性能同样取决于聚合物的类型和发泡时用的数量。由于发泡PS 产品的机械强度可由发泡密度来调节，因此有时通过选用另外一种泡沫聚合物来获得需要的强度。一个例子是获得不是属于强度方面的性能，如使PS 提高其本身不具备的耐高温性和耐溶剂性；另一个例子是采用聚烯烃或烯烃／苯乙烯共聚体，可提高柔软性或伸长率，但强度提高不多。
实验三. 聚苯乙烯交联微球的制备 【实验目的】 1.了解苯乙烯自由基聚合的基本原理以及悬浮聚合的原理。 2.学习悬浮聚合的操作方法，了解配方中各组分的作用。 3.通过对聚合物颗粒均匀性和大小的控制，了解分散剂、升温速率、搅拌形式与搅拌速率对悬浮聚合的重要性。 【实验原理】 悬浮聚合是在悬浮体系中进行的一种聚合方法。以苯乙烯为例，这是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下，单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大，形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下，液滴达到一定的大小和分布。这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后再次与水分层，同时，聚合到一定程度以后的液滴中溶有黏性聚合物也可以使液滴相互黏结。因此，在悬浮聚合体系中还需要加入分散剂，常用的分散剂有明胶，聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸钠、纤维素衍生物或碳酸镁、磷酸钙等。 本实验是在油溶性引发剂过氧化二苯甲酰存在下，用悬浮聚合方法进行的苯乙烯与二乙烯苯的共聚反应，在液滴中的自由基聚合机理如图3-1。所得产物为白色小珠，可作为苯乙烯型阳(阴)离子交换树脂的母体（称为白珠）。其中二乙烯苯起着交联作用，使聚合物其有网状结构，二乙烯苯的用量改变就会显著影响聚苯乙烯微球的交联度，从而影响微球的性能。 此外，聚合物微球的粒径主要是通过调节悬浮聚合的反应条件、分散剂种类与比例来实现。
图3-1 过氧化二苯甲酰引发苯乙烯自由基聚合机理 【实验仪器及试剂】 1.实验仪器 三口烧瓶（250mL）1只机械搅拌器1套球形冷凝管1支温度计（100℃）1支恒温水浴锅1套表面皿1个烧杯（100mL）1个量筒（25mL，10 mL）各1个（公用）滴管1根布氏漏斗1个抽滤瓶1个滤纸等若干
高抗冲聚苯乙烯的增韧机理3 杨 军33 刘万军 刘景江 (中国科学院长春应用化学研究所,长春,130022) 提要 概述了以高抗冲聚苯乙烯(HIPS)为中心的有关橡胶增韧机理的理论,并且总结了界面 性能、粒子尺寸、粒子间距及缠结密度等因素对橡胶/高分子共混体系性能的影响。 关键词 橡胶增韧机理,逾渗,空化,银纹化,剪切屈服 自从Ostromislensky于1927年申请了第 一个增韧聚苯乙烯的技术专利到1952年Dow 化学公司最终成功地开发了连续生产高抗冲聚 苯乙烯的新工艺为止[1～4],这期间的一系列发 明掀开了塑料工业史上的一个新篇章。从此, 聚苯乙烯(PS)这种由于脆性而限制其应用的 高分子材料以增韧聚苯乙烯的新面貌被广泛地 用于包装、器械、家用电器和玩具等许多领域。 其消耗量逐年增加,仅以1985年的统计结果表 明[5],HIPS和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 三元共聚物)的年用量分别达到3×106t和1.5 ×106t,从而使聚苯乙烯成为仅次于低密度聚 乙烯(LDPE)和聚氯乙烯(PVC)的第三大通用 塑料。高抗冲聚苯乙烯是通过在搅拌条件下自 由基引发聚合含有7%～8%橡胶的苯乙烯溶 液,最终得到以PS为连续相、橡胶为分散相的 两相高分子体系[6] 烯的应用起了极大的推动作用,而且这种橡胶 增韧的原理已被广泛地应用于其他塑料品种, 其范围从聚丙烯到环氧树脂。与此同时,以HIPS为核心的橡胶增韧机理的研究在学术界引起了极大的兴趣,提出了许多观点和模型予以解释。目前,这方面的研究仍在持续而深入地进行着。本文先对橡胶增韧机理作一定性的总结,然后从结构和性能的关系方面结合文献的数据作一半定量的描述,以使读者对该领域有一个较全面的了解。 1 橡胶增韧机理 图1表明在HIPS中,PS 为连续相(白 图1 高抗冲聚苯乙烯的微观形态结构[27] 区),橡胶(黑区)以球形粒子的方式均匀分散于其中,并且有大量的PS被分割包藏于橡胶粒子中,形成所谓的细胞结构(cell structure)。表1说明在不过分降低PS的刚度和强度的同时, HIPS的拉伸断裂伸长率和Izod缺口冲击强度与PS相比分别提高了近20倍和4.5倍。为什么HIPS的韧性获得了大幅度提高,对这个问题的回答正是橡胶增韧机理的出发点和最终目的。 杨 军 博士生。1970年生于吉 林省长春市,1992年毕业于浙江大 学化学系高分子化学及物理专业, 同年考入中国科学院长春应用化学 研究所攻读硕士学位,1995年直接 攻读博士学位。研究方向为高分子多相体系中有关增韧机理和断裂力学方面的内容。 3国家自然科学基金资助项目。 33通讯联系人。
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