悬浮法生产聚苯乙烯_
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聚苯乙烯的悬浮聚合实验方案
chch2chch2n三实验仪器及药品?250ml三口烧瓶一只电动搅拌器一套冷凝管一只0100温度计一只加热套套一套布氏漏斗100ml锥型瓶一个名称试剂规格用量单体苯乙烯加碱除去引发剂15g油溶性引发剂bpoar03g分散剂聚乙烯醇15水溶液20ml分散介质水蒸馏水130ml四实验步骤?1安装仪器如图图1苯乙烯聚合装置图1搅拌器
二、实验原理
悬浮聚合是将单体以微珠形式分散 于介质中进行的聚合。苯乙烯（St）通过 聚合反应生成如下聚合物。其反应历程 如下：
CH-CH2 n
CH=CH2
三、实验仪器及药品
250mL三口烧瓶一只， 电动搅拌器一套，冷 凝管一只，0~100℃ 温度计一只，加热套 一套，布氏漏斗， 100mL锥型瓶一个
名称
试剂
规格
用量
单体
苯乙烯
加碱除 去引发 剂 AR
15g
油溶性 引发剂 分散剂
BPO
0.3g
聚乙烯 醇 水
1.5%水 溶液 蒸馏水
20 ml
分散介 质
130mL
四、实验步骤
1、安装仪器(如图)
图1 苯乙烯聚合装置图 1-搅拌器； 2-密封套； 3-温度计；4-温度计套管； 5-冷凝管；6-三口瓶
化学性质
聚苯乙烯的化学稳定性比较差，可以被 多种有机溶剂溶解，会被强酸强碱腐蚀， 不抗油脂，在受到紫外光照射后易变色。
一、实验目的
1、学习悬浮聚合的实验方法，了解悬浮 聚合的配方及各组份的作用。 2、了解控制粒径的成珠条件及不同类型 悬浮剂的分散机理、搅拌速度、搅拌器 形状对悬浮聚合物粒径等的影响，并观 察单体在聚合过程中之演变。
六、实验注意事项
二、实验原理
悬浮聚合是将单体以微珠形式分散 于介质中进行的聚合。苯乙烯（St）通过 聚合反应生成如下聚合物。其反应历程 如下：
CH-CH2 n
CH=CH2
三、实验仪器及药品
250mL三口烧瓶一只， 电动搅拌器一套，冷 凝管一只，0~100℃ 温度计一只，加热套 一套，布氏漏斗， 100mL锥型瓶一个
名称
试剂
规格
用量
单体
苯乙烯
加碱除 去引发 剂 AR
15g
油溶性 引发剂 分散剂
BPO
0.3g
聚乙烯 醇 水
1.5%水 溶液 蒸馏水
20 ml
分散介 质
130mL
四、实验步骤
1、安装仪器(如图)
图1 苯乙烯聚合装置图 1-搅拌器； 2-密封套； 3-温度计；4-温度计套管； 5-冷凝管；6-三口瓶
化学性质
聚苯乙烯的化学稳定性比较差，可以被 多种有机溶剂溶解，会被强酸强碱腐蚀， 不抗油脂，在受到紫外光照射后易变色。
一、实验目的
1、学习悬浮聚合的实验方法，了解悬浮 聚合的配方及各组份的作用。 2、了解控制粒径的成珠条件及不同类型 悬浮剂的分散机理、搅拌速度、搅拌器 形状对悬浮聚合物粒径等的影响，并观 察单体在聚合过程中之演变。
六、实验注意事项
悬浮法生产聚苯乙烯的工艺流程简图
悬浮法生产聚苯乙烯的工艺流程简图英文回答：The production process of polystyrene using the suspension method involves several steps. First, the raw materials, which include styrene monomer and a polymerization initiator, are mixed together in a reactor. The mixture is then heated and stirred to initiate the polymerization reaction. As the reaction progresses, the polystyrene polymer chains begin to form.During the polymerization, a suspension medium, typically water, is added to the reactor. This suspension medium helps to control the size and shape of the polystyrene particles that are formed. The suspension medium also helps to prevent the polystyrene particles from sticking together and forming larger clumps.As the polymerization continues, the polystyrene particles grow in size and eventually become large enoughto be separated from the reaction mixture. This is typically done using a centrifuge or filtration process. The separated polystyrene particles are then washed and dried to remove any remaining impurities.Once the polystyrene particles are dried, they can be further processed into various forms, such as pellets or sheets, depending on the desired end product. These processed polystyrene materials can then be used in a wide range of applications, including packaging materials, insulation, and disposable utensils.Overall, the suspension method is a commonly used technique for the production of polystyrene because it allows for the control of particle size and shape, resulting in a high-quality product. The use of a suspension medium also helps to improve the efficiency of the polymerization process and reduce waste.中文回答：悬浮法生产聚苯乙烯的工艺流程包括几个步骤。
悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒
化学综合实验二悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒实验目的：1、巩固萃取、水洗分离的基本操作2、巩固化学品称量的基本操作3、学会PVA悬浮分散剂的实验室制备方法4、学会悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒的实验室制备方法5、了解悬浮聚合的一般原理实验原理：1、苯乙烯的纯化加入5％氢氧化钠水溶液萃取主要是利用酚与强碱相互作用的反应原理，除去原料单体苯乙烯中的阻聚剂（对苯二酚），再进行水洗目的在于除去残留在苯乙烯中的碱液。
2、悬浮分散剂的制备原理聚乙烯醇（PVA），聚醋酸乙烯酯部分或完全水解制得，它是一类水溶性高分子。
但高分子在溶剂中的溶解不同于小分子，高分子的溶解过程首先是小分子扩散到大分子链间，使高分子形体溶涨，高分子链间作用力减弱；随着溶涨程度进一步加深，高分子链活动性变大，最终导致高分子化合物溶解，成为均一透明的高分子溶液。
磷酸钙作为分散剂必须是是一种具有一定活性的无机细微粉末。
为了提高分散效果，一般采用氯化钙溶液和磷酸钠溶液直接反应制备。
3、悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒的原理（1）悬浮聚合是将不溶于水的单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合，这是自由基聚合一种特有的聚合方法。
（2）基本组分有单体、引发剂、水、悬浮剂等。
（3）悬浮剂是一类能将油溶性单体分散在水中形成稳定悬浮液的物质，例如聚乙烯醇，悬浮机理就是吸附在液滴表面，形成一层保护膜。
碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土、硅藻土、白垩等。
所制备聚合物粒子粒度均匀、表面光滑、透明度好；粉末越细，分散和保护能力越强，得到的聚合物粒子越细；因此，通常采用在水中进行化学反应的方法临时制备。
用量为体系总水量的 0.1% - 1% 。
无机分散剂的悬浮机理就是吸附在液滴表面，形成一层隔离层，如图所示：单体液滴在搅拌和分散剂作用下形成较稳定的悬浮液滴而聚合的过程，原理如图所示：（4）悬浮聚合得到的粒状树脂，粒径在0.01 ~ 5 mm 范围。
一般情况下单体是聚合物的良溶剂。
聚苯乙烯
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。
实验二 苯乙烯悬浮聚合
实验二苯乙烯悬浮聚合一、实验目的1、了解悬浮聚合反应原理、特点及配方中各组分作用。
2、掌握苯乙烯悬浮聚合的实验室实施方法，搅拌、温度等各种条件对产品的颗粒度合性能的影响。
二、实验原理虽然实验一所介绍的本体聚合是烯类单体聚合制备高分子聚合物的最简单的方法。
但这种方法不是在全体情况下都适用的。
特别是大型工业生产中。
因为本体聚合开始除加的很少引发剂外，体系中只有单体一个组分。
在聚合过程中，随着单体不断转变为聚合物大分子，体系的粘度急剧增高，聚合热的传递越来越困难，引起自动加速效应和不规则的过热点，导致产物有较宽的分子量分布和过热点的缺陷。
为了克服本体加聚过程中粘度增高和传热受阻产生的不良后果，一种办法是加入一种惰性的、可溶的、低分子量的稀释剂来减轻，这种方法就是溶液聚合。
虽然溶液聚合提供了较好的热控制，减缓了自动加速效应，但溶剂很少对自由基是真正惰性的。
由于溶剂常常发生链转移反应使得产物的分子量大大降低，而且聚合溶剂的除去和回收也是相当复杂和浪费的，所以在自由基加聚反应中用的较少。
另一种方法是加入一种不相混溶的液体，通过强烈的搅拌使单体变成不连续的小颗粒或微珠分散在作为连续相的液体中。
采用能溶解于单体相的引发剂（油溶性引发剂），使得引发、增长、终止过程均在单体微珠中进行。
这样实际上每个单体微珠均成为一个独立的、微型的本体聚合反应体系，但是却把传热距离缩短到了0.2~0.5mm，从而解决了传热问题，这就是悬浮聚合。
因此悬浮聚合就本质而言仍然是本体聚合。
符合本体聚合的动力学规律。
悬浮聚合通常采用的连续相是水，水是最廉价易得的。
而且热容高、粘度小、表面张力大，有利于形成悬浮体系。
由于悬浮聚合反应热易于排除，保证了反应温度的均一性，减少了爆聚反应的可能。
因此可以使用催化剂等来提高反应速率。
而且制成的产品呈均匀的颗粒状，不经造粒就可以直接用于成型加工。
同时解决了本体聚合难以大型化的问题，现代工业生产中采用的大型悬浮聚合釜可达200M2以上。
高分子实验——苯乙烯的悬浮聚合
高分子实验苯乙烯的悬浮聚合班级：姓名：学号：指导老师：日期：年月日实验目的熟悉苯乙烯悬浮聚合的原理和方法。
实验原理不溶于水的单体以小液滴状态悬浮在水中进行的聚合反应叫悬浮聚合，又叫珠状聚合。
体系主要由四个组分组成：单体、引发剂、水和分散剂。
一般控制油水比即油：水=1:1-1:3。
实验室中可更大一些。
单体液层在搅拌的剪切力作用下分散成微小液滴，粒径的大小主要由搅拌的速度决定，悬浮聚合物一般粒径在0.01-5mm之间，常取0.05-2mm.由于油水两相同的表面张力可使液滴粘结，必须加入分散剂降低表面张力，保护液滴，使形成的小珠有一定的稳定性。
分散剂可用聚乙烯醇（PVA）、明胶等高分子或不溶于水的无机盐如CaCO3、BaSO4等，用量约为单体量的0.1%左右。
对孤立的小珠本身而言，实际上仍系本体聚合，所以符合本体聚合的一般规律。
悬浮聚合法温度容易控制，兼取本体聚合和溶液聚合之长，后处理简单，生产成本低，产品可直接加工，但产品纯度不如本体法高，残留的分散剂影响透明度及介电性能。
反应简式如下：试剂和仪器苯乙烯（精制）、过氧化苯甲酰BPO(重结晶)、聚乙烯醇水溶液（3%）、蒸馏水、电动搅拌器、2.50ml三颈瓶、回流冷凝管、温度计、量筒、烧杯。
实验步骤在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的250ml三颈瓶中，加入7.5-8.5ml 3%的PVA水溶液及120ml蒸馏水，搅拌均匀后，再加入预先溶有0.1-0.13g BPO的15g苯乙烯溶液，调整适当搅拌速度，使液滴在水中分散成所要求的粒径，快速升温到85℃(可用便于观察的大烧杯作水溶)，恒温反应2.5小时左右，待粒珠稍有强度时，升温到90-95℃，熟化0.5-1小时。
反应结束后，倾出上层液体，用热水洗涤三次，再用冷水洗涤三次，然后抽滤，60℃下烘干，称重并观察珠粒是否透明和均匀。
实验数据称量的BPO的质量：0.130g。
最终烘干后得到的聚苯乙烯的质量：14.35g实验结果产率：14.35/15*100%=95.67%实验感想略。
苯乙烯悬浮聚合实验报告
苯乙烯悬浮聚合实验报告实验目的：本实验旨在通过苯乙烯悬浮聚合实验，探究聚合反应的过程和原理，并观察聚合物的形成情况。
实验原理：苯乙烯是一种单体，通过悬浮聚合反应可以将其聚合成聚苯乙烯。
悬浮聚合是指将单体悬浮在溶剂中，通过引发剂的作用，使单体逐渐聚合成高分子聚合物的过程。
在实验中，通常使用过硫酸铵作为引发剂，将其加入苯乙烯和溶剂的混合物中，通过加热反应使聚合反应进行。
实验步骤：1. 准备实验所需的苯乙烯、过硫酸铵、溶剂等材料，并将苯乙烯和溶剂按照一定比例混合均匀。
2. 将混合物倒入反应器中，并加入适量的过硫酸铵作为引发剂。
3. 将反应器密封，并加热至一定温度，使聚合反应开始进行。
4. 观察反应过程中的变化，包括颜色的变化、溶液的浑浊度等。
5. 当反应一定时间后，停止加热，待反应液冷却后，得到聚苯乙烯。
实验结果：在实验过程中，我们观察到苯乙烯和溶剂混合物在加热后逐渐变得浑浊，颜色也由无色逐渐变为黄色。
这是因为苯乙烯发生了聚合反应，形成了聚苯乙烯颗粒。
在实验结束后，我们得到了一定量的聚苯乙烯产物。
实验讨论：通过本实验，我们可以看到悬浮聚合反应是一种常见的聚合方法。
在实验中，过硫酸铵作为引发剂起到了催化聚合反应的作用。
聚合反应的进行需要一定的温度和时间，过高或过低的温度都会影响聚合反应的效果。
此外，溶剂的选择也对聚合反应有一定的影响，合适的溶剂可以提供良好的反应环境。
聚苯乙烯是一种常见的高分子材料，具有良好的物理性质和化学稳定性。
它可以用于制作塑料制品、电子产品外壳等。
通过悬浮聚合反应，可以控制聚苯乙烯的分子量和粒径，从而调节其性能。
因此，悬浮聚合反应在工业生产中具有重要的应用价值。
实验总结：通过苯乙烯悬浮聚合实验，我们了解了聚合反应的过程和原理，并观察到了聚苯乙烯的形成情况。
实验结果表明，悬浮聚合反应是一种有效的聚合方法，可以用于制备高分子材料。
在实际应用中，我们可以根据需要调节反应条件和材料配比，以获得所需的聚合物性能。
苯乙烯_二乙烯基苯悬浮聚合
• 液－液分散和成粒过程
搅拌浆形式 搅拌强度 搅拌速度 小液滴内部进行本体聚合，当转化率到一定程度时，使液滴 表面发粘，易粘结成块。加入分散剂后，可以使液滴稳定。当 转化率进一步提高后，小液滴逐渐变硬，粘结危险性降低。 影响液滴尺寸和动能
本实验采用悬浮聚合法制取苯乙烯和二乙烯苯的交联聚合物， 该交联共聚物小球，经磺化或氯甲基化等高分子基因反应，可以 制得离子交换树脂，共聚小球颗粒大小受各种反应条件的影响， 尤以搅拌强度和分散剂种类、用量的影响最大，分散剂用量大， 搅拌强度高都会使颗粒变小。
R CH2 CH CH2
R CH
CH2
H C
CH2
CH
CH2
H C
CH 2
CH
实验注意事项
1．搅拌速度要适当，太快粒子太细，太慢容易粘结，更不能中途 停止。由于采用单叶浆，为了保证搅拌强度，搅拌浆叶最下端应 接近四口烧瓶底部，搅拌后应能观察到液面上有较深的漩涡，否 则实验易失败。 2．升温速度尽可能快，但反应温度不宜超过95oC，否则粒子会 软化。 3．用吸管取样时，应紧贴瓶壁，不要碰到搅拌棒，把吸入的浆 液放入盛有清洁水的烧杯中，观察粒子的沉浮，若能沉到水底， 取出用指甲压之以看其软硬程度。
思考题
1．悬浮聚合的操作关键在哪里？ 2．悬浮聚合常用的分散剂有哪些？ 3．要制得合格率高的共聚白球，实验中应注意 哪些问题?
苯乙烯-二乙烯基苯悬浮共聚 制备聚苯乙烯白球
任强
一.实验原理
悬浮聚合是单体受到强烈的搅拌分散作用以小液滴的形 式悬浮在聚合介质中进行聚合。这个小液滴在聚合介质的直接 包围之中，所以聚合热可以及时而有效地排出。 为了使小液滴稳定分散，必须加入分散剂，如明胶，聚乙 烯醇、羟甲基纤维素等—些有机高分子作为分散剂。分散剂可 以降低液体的界面张力，使单体液滴的分散程度更高；也可以 增加聚合介质的粘度，从而阻碍单体液滴之间的碰撞粘结；同 时它们还可以在单体的液滴表面形成保护膜防止液滴的凝聚。 有些悬浮聚合为了达到更好的防止粘结的效果，还要加 入Ca、Mg的碳酸盐、磷酸盐，这些物质是不溶于水的极细小 的无机粉末，它们可以吸附在单体液滴表面起机械阻隔作用， 对防止粘结有特殊的结果。
苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合及离子交换树脂的制备
苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合及离子交换树脂的制备悬浮聚合是一种聚合反应方法，通过将单体分散在连续相中，形成微小悬浮液滴，使单体在悬浮液滴中聚合成聚合物颗粒。
苯乙烯和二乙烯苯是两种常用的单体，可以通过悬浮聚合方法制备聚苯乙烯和聚二乙烯苯。
离子交换树脂是一种具有离子交换性能的高分子材料，可以通过聚合反应和交联反应制备得到。
1.悬浮聚合制备聚苯乙烯悬浮聚合制备聚苯乙烯的反应过程如下：（1）将苯乙烯单体和溶剂加入反应釜中，并加入表面活性剂或乳化剂，使得苯乙烯形成微小悬浮液滴。
（2）加入引发剂并进行聚合反应。
引发剂可以是过硫酸铵等，需要提供足够的温度和搅拌条件来加速反应。
（3）控制聚合反应的时间，待聚合物颗粒形成后，停止反应。
（4）通过离心或过滤等方法，将聚合物颗粒分离出来并溶剂去除。
（5）对聚合物颗粒进行干燥或烘焙，最后得到聚苯乙烯产品。
2.悬浮聚合制备聚二乙烯苯悬浮聚合制备聚二乙烯苯的反应过程和制备聚苯乙烯的过程类似，具体步骤如下：（1）将二乙烯苯单体和溶剂加入反应釜中，并加入表面活性剂或乳化剂。
（2）加入引发剂并进行聚合反应，控制反应温度和时间，促使单体在悬浮液滴中进行聚合反应。
（3）停止聚合反应并分离出聚合物颗粒。
（4）溶剂的去除和聚合物的干燥，最终得到聚二乙烯苯产品。
离子交换树脂的制备方法较为多样，常用的方法包括聚合反应和交联反应。
具体过程如下：（1）选择合适的单体和交联剂。
单体可以选择含有离子交换基团的单体，如含有胺基、羧基等的单体。
交联剂可以选择双官能团的化合物，如二乙二醇二甲基丙烯酸酯等。
（2）将单体和交联剂混合，并加入引发剂进行聚合反应。
（3）调节反应条件，如温度、时间等，促使单体聚合形成高分子聚合物。
（4）通过适当的处理方法，如水解、交联等，得到具有离子交换性能的聚合物颗粒。
（5）对于固态离子交换树脂，需要将其颗粒进行干燥或烘焙。
总结：悬浮聚合方法可以用于制备聚苯乙烯和聚二乙烯苯等高分子聚合物。
苯乙烯悬浮聚合
Hoffman and Delbruch在1909年首次引入了悬浮聚合法这一概念。在这个悬 浮聚合中，引发剂溶于单体相，而单体相则是分散于分散介质,通常是水中。在这 里，单体液滴构成分散相，水构成连续相。处于分散相的单体（液滴）与最终由 其形成的聚合物与分散介质（连续相）的溶解性通常很低。单体相（或分散相） 的体积分数通常在0.1-0.5。聚合反应可以在低体积分数下施行，但是也要经济 上划算，太低的体积分数会导致产率太低。高体积分数下，连续相太少，就不足 以填充分散的液滴之间的空间。这样，由于单体液滴没有得到充分的分离，最终 我们也得不到颗粒状的聚合产物。正常状态下，液滴彼此间因为分散相的存在充 分而彼此孤立，聚合就在每个独立的液滴内部进行，并且在大多数情况下属自由 基聚合。
（2）分散剂的作用原理是什么？其用量大小对产物粒子有何影响？ （3）悬浮聚合对单体有何要求？聚合前单体应如何处理？ （4）根据实验体会，结合聚合反应机理，您认为在悬浮聚合的操作中，应特别注意哪些
问题？
（5）写出反应历程 （引发、增长、终止）
酮或芳香酯），热稳定剂（乙烯氧衍生物，无机金属盐），模润滑剂以及泡沫剂。
总而言之，悬浮聚合实质上是借助于较强的搅拌和悬浮剂的作用，将单体分散在 与单体不相溶的介质中，单体以小液滴的形式进行本体聚合，在每个小液滴内， 单体的聚合过程与本体聚合相似。由于单体在体系中在强力搅拌和悬浮剂的双重 作用下被 分散成细小的液滴，因此悬浮聚合又有其独特之处，即散热面积大，故 防止了在本体聚合中不易散热的问题。另一特点是由于采用分散剂，应对最后产 物分离、清洗，才能得到纯度较高的颗粒状聚合物。
烷酮，聚丙烯酸盐类，纤维素醚与天然胶。
如果所形成的聚合物溶于单体中，在低转化率下，液滴中会产生凝胶，高转化率 下就会变硬（单体转化为聚合物）。如果聚合物不溶于单体溶液里，液滴中就会 形成沉淀，这样就会形成不透明且通常为非规则形状的颗粒。而如果形成的聚合 物部分溶于单体溶液中，那最终产物的组成就很难预测了。聚合产生的颗粒可以 应用于很多技术中，比如模塑。然而它们的最大应用还是在色谱分离领域中作为 分离材料（比如离子交换树脂，酶固载支撑材料）得以应用。这种应用通常需要 大的比表面积，即在珠状颗粒内部结构中产生所需要尺寸大小的孔洞。聚合物珠 子怎样才可以做到内部有孔呢？可以在单体相中引入一种惰性稀释剂，也可以叫 它做致孔剂。聚合结束后将它提取出来。其它添加剂可以包括紫外稳定剂（芳香
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高分子合成工艺设计说明书题目院、部：材料与化学工程学院学生姓名：***指导教师：罗建新职称讲师专业：高分子材料与工程学院班级：1001班完成时间：2013年6月2日可发性聚苯乙烯（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。
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。
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；针对聚合反应釜进行了物料衡算、热量衡算，在此基础上通过分析工艺流程，选择出了工艺设备并计算，绘制了带控制点的流程图、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Expandable Polystyrene (Expandable PolyStyrene, referred to as EPS) commonly known as the Department of polystyrene and styrene copolymer is a kind of mixture with resin the physical blowing agent and other additives mixture. The most common is to be made of polystyrene with n-pentane as a blowing agent aggregates of transparent PS.The design is about of polystyrene polymerization process section that the annual production capacity is32000 tons, The reaction mechanism is free radical polymerization, suspension polymerization process used styrene as monomer, water suspension medium done using one-step production of low-temperature suspension polymerization process. This method is adding styrene monomer, initiator, dispersing agent, water, blowing agent and other auxiliaries to 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; mainly contrapose the polymerization reactor carried out for material balance, heat balance, in this based on the analysis process to select out of the process equipment and calculate and draw the flow chart with control points. And the preparation of the design specifications and calculations of the book.Key Words：e xpandable polyStyrene ；suspension technique ；craft calculation；technological design目录第一章绪论1.1聚苯乙烯简介 (6)1.2聚苯乙烯的基本物性 (8)1.3国内外的现状及发展前景第二章工艺流程和方案的说明及论证2.2发泡聚苯乙烯技术工艺比较2.2.1塔式本体聚合技术[3] (9)2.2.2 添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术 (10)2.3 苯乙烯的悬浮聚合[4] (11)2.4苯乙烯种子法悬浮聚合 (12)2.5发泡聚苯乙烯生产工艺 (13)2.5.1一步法聚合工艺 (15)2.5.2二步法聚合工艺 (16)2.5.3一步法工艺与二步法工艺的比较[6] (17)2.5.4可发性聚苯乙烯基本性能 (18)2.5.5生产原理及工艺流程......................... 错误!未定义书签。
92.5.5.1生产原理 (20)2.5.5.2生产流程............................. 错误!未定义书签。
第三章物料衡算................................... 错误!未定义书签。
3.1计算依据................................. 错误!未定义书签。
3.2聚合工段物料衡算......................... 错误!未定义书签。
3.2.1进料阶段............................. 错误!未定义书签。
3.2.2出料阶段............................. 错误!未定义书签。
第四章热量衡算 (24)4.1显热计算 244.2 聚合热 25 4.2.1 聚合釜的搅拌热 264.2.2热量损失 26 4.3 蒸汽的用量 264.4冷却水的用量 27 第五章聚合釜及各设备选型.......................... 错误!未定义书签。
5.1 聚合釜的设计............................. 错误!未定义书签。
5.1.1聚合釜基本数据....................... 错误!未定义书签。
5.1.2聚合釜容积确定....................... 错误!未定义书签。
5.1.3聚合釜的选型原则..................... 错误!未定义书签。
5.1.4釜的选择............................. 错误!未定义书签。
5.1.5聚合釜搅拌器的设计................... 错误!未定义书签。
5.2 泵的设计5.2.1计算依据............................. 错误!未定义书签。
5.2.2管内流速的计算....................... 错误!未定义书签。
5.2.3直管阻力和局部阻力损失的计算......... 错误!未定义书签。
5.2.4确定泵轴功率......................... 错误!未定义书签。
5.2.5泵的选型[10] ......................... 错误!未定义书签。
5.3换热器的设计............................. 错误!未定义书签。
5.3.1设计依据............................. 错误!未定义书签。
5.3.2计算总传热系数....................... 错误!未定义书签。
5.3.3计算传热面积......................... 错误!未定义书签。
5.3.4工艺结构尺寸......................... 错误!未定义书签。
第六章结论参考文献致谢附录悬浮法生产聚苯乙烯第一章绪论1.1聚苯乙烯简介聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene, 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。
1949年，德国的巴斯夫公司发明了一种被称为可发性聚苯乙烯（EPS,expandable polystyrene）的材料。
这种材料具有特别多的优点，如吸水率较小，热传导率低、隔音性能优越、防潮、抗震且具有良好的电绝缘性能等。
这种材料的加工成型工艺简单，具有较大的价格优势。
聚苯乙烯材料最先被瑞典政府用于大规模的救生圈商业化生产中。
此后由于其各种优良的性能，在汽车、火车、冷藏、建筑、船舶等行业得到了广泛的应用，主要用于隔热防烟材料和抗震材料，同时也被广泛用作包装材料。
发泡聚苯乙烯又称可发性聚苯乙烯，英文名expandable polystyrene简称EPS。
指含有发泡剂、一旦受热能立即发泡膨胀的珠粒状聚苯乙烯树脂。
是由苯乙烯悬浮聚合，再加入发泡剂而制得。
白色珠状颗粒，相对密度1．05。
热导率低，吸水件小。
耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振。
介电性能优良。
一般粒度10～40目。
堆密度0.6。
含水0.1%。
含挥发物（主要为发泡剂）6%-8%。
以苯乙烯在发泡剂（通常使用低沸点烃类）存在下进行悬浮聚合而制得。
亦可将珠粒聚苯乙烯分散于水中，在一定温度下搅拌，使发泡剂与溶胀了的珠粒接触并渗入其中制得。
其结构式为：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。
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。
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。