通用级聚苯乙烯

工业产品

聚苯乙烯的英文名称为Polystyrene，简称PS。PS是一种热塑性非结晶性的树脂，由苯乙烯单体聚合而成的，可由多种合成方法聚合而成，工业上主要采用本体聚合法和悬浮聚合法。PS主要分为通用级聚苯乙烯（GPPS、俗称透苯）、抗冲击级聚苯乙烯（HIPS、俗称改苯）和发泡级聚苯乙烯（EPS）。

性质简介

通用级聚苯乙烯是一种热塑性树脂,为无色、无臭、无味而有光泽的、透明的珠状或粒状的固体。密度1.04～1.09,透明度88%～92%,折射率1.59～1.60。在应力作用下,产生双折射,即所谓应力-光学效应。产品的熔融温度150～180℃,热分解温度300℃,热变形温度70～100℃,长期使用温度为60～80℃。在较热变形温度低5～6℃下,经退火处理后,可消除应力,使热变形温度有所提高。若在生产过程中加入少许α-甲基苯乙烯,可提高通用聚苯乙烯的耐热等级。

它可溶于芳香烃、氯代烃、脂肪族酮和酯等，但在丙酮中只能溶胀。可耐某些矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇及其水溶液的作用。吸水率低，在潮湿环境中仍能保持其力学性能和尺寸稳定性。光学性能仅次于丙烯酸类树脂。电性能优异，体积电阻率和表面电阻率都很高，且不受温度、湿度变化的影响,也不受电晕放电的影响。耐辐照性能也很好。其主要缺点是质脆易裂、冲击强度较低,耐热性较差，不能耐沸水,只能在较低温度和较低负荷下使用。耐日光性较差，易燃。燃烧时发黑烟,且有特殊臭味。

制备

通用级聚苯乙烯，是以苯乙烯为单体经过自由基聚合或离子型聚合制得的。生产方法有本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法等。目前工业化生产所采用的主要是悬浮聚合法和本体聚合法。

1.本体聚合法　将苯乙烯单体送入预聚釜中,再加入少量添加剂和引发剂，于95～115℃下加热搅拌进行预聚合,待转化率达到20%～35%之后,再送入带有搅拌器的塔式反应器内进行连续聚合反应。聚合温度逐段提高到170℃左右,以达到完全转化。少量未反应的苯乙烯从塔顶放出,并可回收再用。聚合物连续从塔底出料,经挤出造粒即得成品,包装后出厂。

2.悬浮聚合法　以苯乙烯为单体,水为介质,以明胶或淀粉、聚乙烯醇、羟乙基纤维素等保护胶或碳酸镁、硅酸镁、磷酸钙等不溶性无机盐等为分散剂,顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物钠盐为助分散剂,以过氧化苯甲酰为引发剂,在85℃左右进行引发聚合。也可不用引发剂,在高压聚合釜中于100℃以上的高温下进行高温聚合。聚合物经洗涤、分离、干燥即得无色透明的细珠状树脂。

加工成型

聚苯乙烯流动性好,加工性能好,易着色,尺寸稳定性好。可用注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件,特别适用于注射成型。

注射成型时物料一般可不经干燥而直接使用。但为了提高制品质量,可以55～70℃鼓风烘箱内预干燥1～2h。具体加工条件大致为：料筒温度200℃左右，模具温度60～80℃，注塑温度170～220℃，60～150 MPa,压缩比为1.6～4.0。成型后的制品为了消除内应力，可在红外线灯或鼓风烘箱内于70℃恒温处理2～4h。

挤塑成型时,一般采用的螺杆长径比L/D为17～24，以空气冷却,挤塑温度150～200℃。

吹塑成型时,可采用注塑和挤塑制得的型坯进行吹塑制得所需制品。吹塑压力一般为0.1～0.3 MPa。

应用

因聚苯乙烯透明且具有优良的刚性、电气性能和印刷性能,特别是良好的卫生性、价廉,使其在食品包装方面具有广阔的应用前景。在机电工业、仪器仪表、通讯器材业等方面已广泛用作各种仪表外壳、灯罩、光学零件、仪器零件、透明窗镜、透明模型、化工贮酸槽、酸输送槽、电讯零件、高频电容器、高频绝缘衬垫、支架、嵌件及冷冻绝缘材料等。还大量应用于各种生活日用品,如瓶盖、容器、装饰品、纽扣、梳子、牙刷、肥皂盒、香烟盒及玩具等。

安全性

树脂的生产原料，对人体的皮肤和黏膜有不同程度的刺激，可引起皮肤过敏反应和炎症；同时还要注意树脂粉尘对人体的危害，长期吸入高浓度的树脂粉尘,会引起肺部的病变。大部分树脂都具有共同的危险特性：遇明火、高温易燃,与氧化剂接触有引起燃烧危险，因此，操作人员要改善操作环境，将操作区域与非操作区域有意识地划开，尽可能自动化、密闭化，安装通风设施等。

聚苯乙烯树脂的包装一般为纸塑复合袋或其他包装袋，每袋净重25kg，也可采用其他质量的大包装。贮存时应存放在通风、干燥的仓库内，应远离火种并防止阳光直接照射，不得露天堆放。聚苯乙烯树脂为非危险品。在装卸过程中严禁使用铁钩等锐利工具,切忌抛掷以免损坏包装袋。运输时，不得在阳光下曝晒或雨淋，不可与有毒及腐蚀性和易燃易爆品混装。

环境与回收

GPPS价格低廉，常被做成各种日用品，如方便袋等。由于GPPS很难降解，在回收制度尚未完善的情况下，易造成环境污染，也就是常说的“白色污染”。如今，人们越来越重视环境保护问题，因此使用这类制品时，应分类回收，聚苯乙烯的回收符号为6。

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