2.4_聚苯乙烯类树脂-课件.ppt

* * 汶川大地震后建设了大量简易房 大量采用薄钢/PS保温建材。 但PS泡沫保温材料也会带来火灾的隐患! 2011春节沈阳万鑫大火 2.4.5 PS的改性 PS的缺点: (1) PS的抗冲击性差 (2) PS的耐热性不好，强度随温度提高大幅度降低 一 高抗冲PS（HIPS） 1. 制备HIPS的两种方法： PS与顺丁橡胶或丁苯橡胶（含量10~20%)直接共混 ——混合难于均匀，增韧效果不显著。 将顺丁橡胶或丁苯橡胶（含量5~10%)溶于苯乙烯单体中共聚 ——橡胶相均匀分散，大幅度提高PS的抗冲击性能，但使强度有所下降。 电器零件 设备罩壳 仪表零件 冰箱内衬 容器 机械共混法 在混炼设备中，将PS与橡胶进行机械混合，制备聚合物共混物。 使用的橡胶有NR（天然）、BR（顺丁）和SBR（丁苯）等，也可采用热塑性弹性体，如：SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）。由于SBR与PS具有相似的化学结构，两者相容性较好，因此，共混物性能最好。 混合设备有单双螺杆挤出机、双辊混炼机、密炼机等，常用的是双辊混炼机。密炼机和双螺杆挤出机混合效果好、效率高。 随着橡胶含量的增加，共混物的冲击性能增加。但共混物的拉伸强度、弯曲强度、硬度等性能均下降，加工性能也变差。 在热力学上，PS与橡胶是不相容的，两相界面黏结强度不高，共混物性能较差。 接枝聚合 以橡胶为主链、聚苯乙烯为支链，通过自由基引发苯乙烯单体，在橡胶主链上发生接枝聚合反应，得到高抗冲PS(HIPS)。 生产工艺有本体法、本体—悬浮法和乳液法等。 (1)本体法工艺 将橡胶（为了加快溶解速度，橡胶被粉碎成2—3cm的小块）溶解在苯乙烯单体中，然后，将溶解的胶液加入到反应器中，在引发剂、热和搅拌的作用下，进行本体聚合。当单体转化率达到80％－85％，脱去未反应的单体和稀释剂，得到聚合物，直接造粒得成品。 橡胶的加入，使物料的黏度增大，传热不均匀。普遍采用填加少量溶剂--乙苯或甲苯的方法，可增加传热。也可以采用热交换、补加单体、变速搅拌等方式，增加传热。 (2)本体－悬浮法工艺 将粉碎的橡胶溶解在苯乙烯单体中，橡胶用量为5％-10％，溶解后的胶液在反应器中进行本体预聚合。预聚合温度90—110℃，当转化率达到30％左右，将胶液转移到悬浮聚合釜中，釜内加有分散剂和水，分散成珠粒悬浮于水中，再补加引发剂，在90-135℃下，进行悬浮聚合。珠状聚合物经洗涤、干燥，加入各种助剂，挤出造粒得产品。 本体－悬浮法特点是把本体法和悬浮法的优点结合起来，可较好地控制橡胶颗粒的大小，生产过程中易于变换产品品种，产品质量纯净，外观良好。 在HIPS生产过程中，相结构变化比较复杂。 少量橡胶溶解在苯乙烯单体中，形成的胶液为均相体系。 当苯乙烯转化率达到6％-10％，形成了两相结构，橡胶－苯乙烯胶液作为连续相，PS量较少，作为分散相。 随着反应的进行，PS的数量不断增加，当单体转化率达到20％-30％时，发生相转变，即此时橡胶及包藏PS的橡胶粒子为分散相， PS为连续相，形成了新的相结构，橡胶及包藏PS的橡胶粒子是HIPS具有优异的冲击性能的原因。 “海岛结构” PS与橡胶宏观上不发生相分离，微观上处于两相分离状态，相界面上有良好的黏结作用。 橡胶粒子尺寸在1-5μm 橡胶颗粒结构 在HIPS中，大量PS被包藏于橡胶粒子中，形成细胞结构(cell structure)，使橡胶的体积增大10％－40％。 橡胶中包藏的PS对橡胶起到增强作用，这种增强的橡胶颗粒又对脆性的PS基体起到增韧作用。 包藏结构的存在，使橡胶的体积增大。 在橡胶含量相同的情况下，橡胶相体积越大，增韧效果越好。 包藏在橡胶颗粒中的PS量为橡胶量的2倍左右时，增韧效果越好。 橡胶种类 橡胶种类对HIPS的冲击性能也有影响。 适用于PS增韧的橡胶的Tg越低越好。 Tg越低，越容易产生松弛形变，柔顺性越大，越有利于银纹的引发、增长和终止，增韧效果也越好。 聚丁二烯橡胶的Tg为-80℃，增韧效果好于丁苯橡胶(Tg＝-50--60℃)，目前多采用聚丁二烯增韧PS。 界面黏结性能 橡胶与塑料基体之间的界面黏结强度是橡胶增韧塑料体系获得高冲击强度的前提条件。较弱的界面黏结强度对韧性的提高无明显作用，应力集中很容易引起宏观相分离。 PS以化学键与橡胶生成接枝共聚物，支链PS与基体PS化学性质相同，完全相容，接枝共聚物起到了相容剂的作用，大大地促进了两相之间的相容性，提高了界面黏结强度。 二间规聚苯乙烯(sPS)