聚苯乙烯生產(chǎn)知識講解課件

復習：1、聚丙烯等規(guī)度的測定答：聚丙烯等規(guī)度是讓聚丙烯溶于沸騰的庚烷中，等規(guī)聚丙烯不溶，根據(jù)聚丙烯不溶于沸騰庚烷中的百分含量判定。2、丙烯淤漿聚合時稀釋劑所起的作用答：催化劑載體、萃取無規(guī)物、散熱、導熱。3、第三代Ziegler-Natta催化體系的組成部分答：主催化劑Ticl3助催化劑AlEt2cl載體Mgcl2給電子體ED4、高效催化劑滿足的要求答：①具有很高的表面積②高空隙率，具有大量的裂紋，均勻分布于顆粒內(nèi)外③機械強度能夠抵抗聚合過程中由于內(nèi)部聚合物增長鏈產(chǎn)生的機械應力，又不影響聚合物增長鏈的增長，保持均勻分散在由于聚合進行而增大膨脹的聚合物中④活性中心均勻分布⑤單體可自由進入催化劑顆粒的最內(nèi)層復習：1、聚丙烯等規(guī)度的測定答：聚丙烯等規(guī)度是讓聚丙烯溶于沸9.3聚苯乙烯及苯乙烯共聚物一、概述

聚苯乙烯是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基反應合成的聚合物，英文名稱Polystyrene,簡稱PS。分子結(jié)構(gòu)簡單，分子量在5萬—10萬，n值1000—4000，是一種性能優(yōu)良的熱塑性塑料。最早1930年在德國研究，1939年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。具有高度透明、電絕緣性好、易著色、加工流動性好、剛性好、及化學腐蝕等優(yōu)點，也具有性脆、沖擊強度低、易出現(xiàn)應力開裂、耐熱性差、不耐沸水等明顯的缺點。為此，對聚苯乙烯的改性研究也較多.聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯（GPPS）.可發(fā)性聚苯乙烯（EPS).高抗沖聚苯乙烯（HIPS）及間規(guī)聚苯乙烯（SPS）。9.3聚苯乙烯及苯乙烯共聚物一、概述聚苯乙烯是指二、生產(chǎn)工藝1、原材料苯乙烯的物理常數(shù)：熔點 －30.6℃ 相對密度 0.9019沸點 145.2℃折射率 1.5463閃點 31℃ 臨界溫度 373℃臨界壓力 4.1MPa苯乙烯為無色或微黃色易燃液體。有芳香氣味和強折射性。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等有機溶劑。由于苯乙烯分子中的乙烯基與苯環(huán)之間形成共軛體系，電子云在乙烯基上流動性大，使得苯乙烯的化學性質(zhì)非常活潑，不但能進行均聚合，也能與其他單體如丁二烯、丙烯腈等發(fā)生共聚合反應。是合成塑料、橡膠、離子交換樹脂和涂料等的主要原料。

二、生產(chǎn)工藝1、原材料苯乙烯的物理常數(shù)：苯乙烯的來源乙苯脫氫法苯乙酮法共氧化法氧化脫氫法C2H5+Cl2C2H4Cl脫HClCH=CH2C2H5O2CH2CHOH2CH2CH2OH脫H2OCH=CH2+C2H4催化劑C2H5催化劑620℃CH=CH2+H2乙苯脫氫催化劑：主催化劑Fe2O3

助催化劑K2CO3Cr2O3最后生成99.7%以上的聚苯乙烯苯乙烯的來源乙苯脫氫法苯乙酮法共氧化法氧化脫氫法C2H5+C

苯乙烯單體在貯存、運輸過程中，需要加入少量的對叔丁基鄰苯二酚或叔丁基間苯二酚等阻聚劑以防止其發(fā)生自聚。外

觀相對密度（30℃）粘度（25℃）/cP折射率色度（ApHA）聚合物/%純度/%水/%聚合熱/kJ/mol清潔無懸浮物0.897≤0.751.5435～1.5445≤15≤0.001≥99.7≤0.0269.9醛（以苯甲醛計）/%硫/%氫/%過氧化物(以H2O2計)/%乙苯/%α-甲基苯乙烯二乙苯/%對叔丁基鄰苯二酚/%≤0.005≤0.005≤0.0005≤0.001≤0.1≤0.05≤0.0005≤0.001～0.0015（2）阻聚劑（3）引發(fā)劑R1-O-O-CO-R-CO-O-O-R2加熱·O-CO-R-CO-O·+·OR1+·OR2·O-CO-R-CO-O·+CH=CH2～O-CO-R-CO-O～（4）溶劑為了去除聚合熱，控制反應物料粘度，加少量甲苯、乙苯等芳烴，讓其與未反應的單體苯乙烯共同發(fā)揮溶劑的作用。苯乙烯單體在貯存、運輸過程中，需要加入少量的苯乙烯聚合的各基元反應鏈引發(fā)鏈增長鏈終止：苯乙烯100%以偶合終止其中X為苯基即苯乙烯聚合的各基元反應鏈引發(fā)鏈增長鏈終止：苯乙烯100%以偶三、聚合工藝

本體聚合法是聚苯乙烯樹脂最主要的生產(chǎn)方法，用于通用型PS和HIPS樹脂的生產(chǎn)。

（1）聚合工藝

A單體：乙苯脫氫合成聚合級純度99.6%以上。

B引發(fā)劑：偶氮類、過氧類引發(fā)劑均可，以在100～140℃溫度下半衰期為1小時的引發(fā)劑最適當。也可不用引發(fā)劑，在120～160℃下進行熱聚合。

C阻聚劑：醌、苯酚、硝基苯之類

D溶劑：甲苯、乙苯等芳烴溶劑。作為溶劑要求不含硫化物和醛。溶劑量在2%～20%范圍內(nèi)。

E聚合條件：一般根據(jù)生產(chǎn)聚苯乙烯的分子量要求及生產(chǎn)量決定。引發(fā)劑引發(fā)反應溫度在90～140℃為好。反應一般以連續(xù)操作為主，有單釜連續(xù)操作，也有多釜串聯(lián)連續(xù)進行。苯乙烯能按離子型聚合（包括配位離子型）、自由基型聚合機理進行聚合。并可以按各種聚合方式進行聚合。但應用較多的是本體聚合和懸浮聚合。三、聚合工藝本體聚合法是聚苯乙烯樹脂最主要的生產(chǎn)方法，苯乙烯的本體聚合

苯乙烯的本體聚合是最早的工業(yè)化生產(chǎn)通用聚苯乙烯的方法。用于苯乙烯本體聚合的反應器有塔式、釜式、槽式和管式等各種形式，一般采用兩個或更多反應器串聯(lián)。先在預聚釜中使10%～50%的苯乙烯聚合，然后在后面的反應器中使其他單體全部聚合。最早的本體聚合裝置是由二個釜和一個塔串聯(lián)組成，其流程如圖所示。

N2N212345678100～110℃100～110℃150℃150℃180℃180℃200℃苯乙烯放空聚苯乙烯粒苯乙烯的本體聚合苯乙烯的本體聚合是最早的工業(yè)苯乙烯懸浮聚合苯乙烯懸浮聚合苯乙烯低溫懸浮聚合苯乙烯高溫懸浮聚合

苯乙烯低溫懸浮聚合的單體與水的比值為1∶1.4～1∶1.6，分散劑一般為磷酸三鈣，引發(fā)劑為過氧化苯甲酰（占總引發(fā)劑的90%～80%）和過氧化叔丁基苯甲酸酯（占總引發(fā)劑的10%～20%）復合型引發(fā)劑。單體的純度在99.5%以上，各種雜質(zhì)如甲苯、乙苯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等要控制規(guī)定指標之內(nèi)，尤其有二乙烯苯存在時，還會使聚合產(chǎn)物呈凝膠狀，表面粗糙而不透明，熔融指數(shù)可能下降為零，致使產(chǎn)品無法使用，因此更要嚴格控制。含阻聚劑的單體聚合前堿洗后再用水洗滌至中性。另外，聚合溫度對聚合影響較大，一般是溫度越高，反應速度越快。聚合轉(zhuǎn)化率一般控制在90%左右。123456789101112131415161718192021苯乙烯懸浮聚合苯乙烯懸浮聚合苯乙烯低溫懸浮聚合苯乙烯高溫懸浮苯乙烯高溫懸浮聚合采用MgCO3（也可以在聚合釜中直接用Na2CO3與

MgSO4制備）也為主分散劑，以苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物為助分散劑。其典型工藝流程如圖所示。

123467891011125131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142苯乙烯軟水去回收去沉降槽粗聚苯乙烯粒氮氣排空排空成品粉料熱風冷風123467891011125131415161718192

生產(chǎn)聚苯乙烯的原料多為易燃、易爆、有毒化學品，由其工藝生產(chǎn)路線和原料特性決定了以下一些特點及不安全因素：

1.在一定溫度下苯乙烯單體能自聚、甚至爆聚，從而可能導致整個生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)失控現(xiàn)象，其后果輕者出次品，重者整個系統(tǒng)停車，甚至更嚴重。

2.多數(shù)原料易燃、易爆、有毒，因此它們的泄漏(或蒸氣放出)都可能對人、環(huán)境產(chǎn)生不良影響，同時引起火災和爆炸。

3.物料輸送過程中可能產(chǎn)生靜電，如處理不好，可能會產(chǎn)生爆炸或火災。

4.裝置傳動設(shè)備較多，一旦主要傳動設(shè)備故障處理不好，可能會造成系統(tǒng)停車或更嚴重后果。裝置生產(chǎn)過程中的特點及不安全因素生產(chǎn)聚苯乙烯的原料多為易燃、易爆、有毒化學品，

1.選擇高精度的集散控制型DCS系統(tǒng)，對整個生產(chǎn)系統(tǒng)實行計算機監(jiān)控、并能迅速、準確的對工藝參數(shù)進行檢索、跟蹤處理及應急反應，以確保安全生產(chǎn)。

2.在整個生產(chǎn)系統(tǒng)中，設(shè)有多個軟、硬聯(lián)鎖，當某一部位不正常時，聯(lián)鎖將按一定程序進行動作，以此來避免事故的發(fā)生和蔓延。

3.對系統(tǒng)壓力進行嚴格控制，并在有可能超壓的重點部位安裝安全閥及爆破片，使其能在壓力超高時將物流排放到安全的地方，確保人身及環(huán)境設(shè)備的安全。

4.對可能發(fā)生泄漏(或蒸汽放出)及火災地區(qū)周圍設(shè)有多個可燃氣體檢測器、自動滅火設(shè)施及報警通訊系統(tǒng)，一旦發(fā)生類似異常情況，便可立即采取有效的應急措施，保護人身財產(chǎn)的安全。

5.對一些有毒和粉塵爆炸危險的化學品，采取使用時有除塵措施，并做好人身保護，使用后進行處理，避免危險情況的發(fā)生。安全措施1.選擇高精度的集散控制型DCS系統(tǒng)，對整個生四、聚苯乙烯塑料的結(jié)構(gòu)、性能與用途

聚苯乙烯PS的大分子主鏈為飽和烯烴類聚合物，具有良好的電絕緣性；又因吸濕性小，可用于潮濕環(huán)境中。

PS的側(cè)基為大體積的苯環(huán)，分子結(jié)構(gòu)不對稱，大分子鏈運動困難，PS呈現(xiàn)剛性和脆性，制品容易產(chǎn)生內(nèi)應力，導致制品容易開裂，在油、溶劑等介質(zhì)中的使用較差。

PS的側(cè)苯基在空間的排列是無規(guī)結(jié)構(gòu)，導致PS成為無定形聚合物，因而具有很高的透明性；但近年來新開發(fā)的間同立構(gòu)聚苯乙烯SPS的規(guī)整性高，雖然其它性能很好，但是透明性卻低。由于苯基的存在，主鏈上α氫原子活化，極易被空氣中的氧所氧化，制品長期在戶外使用時會變黃變脆。但同時，苯基的存在又賦予其較高的耐輻射性能。四、聚苯乙烯塑料的結(jié)構(gòu)、性能與用途聚苯乙烯PS⒈一般性能：PS為無色透明的粒料，燃燒時發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油氣味，吹熄可拉長絲；制品硬似玻璃狀，落地或者敲打會發(fā)出類似金屬的聲音，因此又被叫做“響膠”；能斷裂但不能彎曲，斷裂時斷口處呈現(xiàn)蚌殼色銀光。PS的吸水率為0.05%，稍大于PE，但對制品的強度和尺寸穩(wěn)定性影響不大。

⒉光學性能：透明性好是PS的最大特點，其透光率可達88~92%，同PC和PMMA一樣屬于最優(yōu)秀的透明塑料品種，統(tǒng)稱為三大透明塑料。PS的折射率為1.59~1.60，但因苯環(huán)的存在，導致其雙折射較大，不能用于高檔光學儀器。

⒊力學性能：PS硬而脆、無延伸性、拉伸至屈服點附近即斷裂。PS的拉伸強度和彎曲強度在通用塑料中最高，其拉伸強度可達60MPa；但沖擊強度很小，難以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕變性一般。PS的力學性能受溫度的影響比較大。

⒋熱學性能：PS的耐熱性能不好，熱變形溫度僅為70~90℃，只可長期在60~80℃范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好，脆化溫度為-30℃。PS的熱導率低，一般為0.04~0.13W/(m.K)；線膨脹系數(shù)較大，一般為（6~8）×10-5K-1，與金屬相差懸殊，因此制品不利于帶金屬嵌件。⒈一般性能：PS為無色透明的粒料，燃燒時發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油⒌電學性能：PS的電絕緣性優(yōu)良，而且不受溫度和濕度的影響；介電損耗角正切值小，可耐適當?shù)碾姇灧烹姡荒碗娀⌒院?，適于做高頻絕緣材料。

⒍環(huán)境性能：PS的化學穩(wěn)定性較好，可耐一般酸、堿、鹽、礦物油和低級醇等，可受許多烴類、酮類、高級脂肪酸等侵蝕，可溶于芳烴（如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等）、氯化烴（如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯等）及酯類等。PS的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適合于長期戶外使用；

7.成型性能

（1）無定形料,吸濕小,不須充分干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應力.流動性較好,可用螺桿或柱塞式注射機成型.

（2）宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長注射時間有利于降低內(nèi)應力,防止縮孔.變形.

（3）可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去處澆口時損壞塑件.脫模斜度大,頂出均勻.塑件壁厚均勻,最好不帶鑲件,如有鑲件應預熱.

⒌電學性能：PS的電絕緣性優(yōu)良，而且不受溫度和濕度的影響；介PS用途電器制品PS兼有透明性和良好的絕緣性，可用于電視機、錄音機及各種電器的配件、殼體及高頻電容器等。透明制品PS具有優(yōu)異的透明性，可用于一般光學儀器、透明模型、燈罩、儀器罩殼及包裝容器等。日用品PS的著色性和光澤性好，可廣泛用于日用品的生產(chǎn)，具體有兒童玩具、裝飾板、磁帶盒、家具把手、梳子、牙刷把、筆桿及文具等。包裝材料主要是PS泡沫塑料，多用于電器、精密儀表、工藝品、玻璃制品及陶瓷制品等包裝；隔熱材料等。五、ABS樹脂ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS大分子主鏈由三種結(jié)構(gòu)單元重復連接而成，不同的結(jié)構(gòu)單元賦予其不同的性能：丙烯腈，耐化學腐蝕劑性好、表面硬度高；丁二烯，韌性好；苯乙烯，透明性好、著色性、電絕緣性及加工性。三種單體結(jié)合在一起，就形成了堅韌、硬質(zhì)、剛性的ABS樹脂。不同廠家生產(chǎn)的ABS因結(jié)構(gòu)差異較大，所以性能差異也較大。

兩相連續(xù)相為基體主要是A和S分散相BPS用途電器制品PS兼有透明性和良好的絕緣性，可用于電視機為了達到彈性體對樹脂基體良好的增韌效果，必須滿足條件如下：（1）彈性體分散相必須形成具有一定大的顆粒，穩(wěn)定的分散在基體中，即使熔融成型加工也不會產(chǎn)生相分離現(xiàn)象。（2）彈性體顆粒與樹脂基體之間必須進行足夠的偶合，以保證所受應力能通過界面進行傳遞。ABS塑料的性能一般性能ABS的外觀為不透明呈象牙色的粒料，其制品可著成五顏六色，并具有90%的高光澤度。ABS的相對密度為1.05，吸水率低。ABS同其他材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為18.2，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，燒焦但不落滴，并發(fā)出特殊的肉桂味。力學性能ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用；即使ABS制品被破壞也只能是拉伸破壞而不會是沖擊破壞。ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。為了達到彈性體對樹脂基體良好的增韌效果，必須滿足條件如下：A熱學性能ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。電學性能ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。環(huán)境性能ABS不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產(chǎn)生應力開裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶外半年后，沖擊強度下降一半。ABS塑料的加工性能ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。ABS的熔體流動性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，與POM和HIPS類似；ABS熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對剪切速率更為敏感。ABS的熱穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。ABS的吸水率較高，加工前應進行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度80~85℃，時間2~4h；對特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件為溫度70~80℃，時間18~18h。熱學性能ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處

ABS制品在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應力，內(nèi)應力的大小可通過浸入冰乙酸中檢驗；如應力太大和制品對應力開裂絕對禁止，應進行退火處理，具體條件為放于70~80℃的熱風循環(huán)干燥箱內(nèi)2~4h，再冷卻至室溫即可。

ABS塑料的用途殼體材料廣泛用于制造電話機、移動電話、傳呼機、電視機、洗衣機、錄音機、收音機、復印機、傳真機、玩具及廚房用品等的殼體機械配件ABS可用于制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管材、管件、蓄電池槽及電動工具殼等。汽車配件具體品種有方向盤、儀表盤、風扇葉片、擋泥板、手柄及扶手等。其他制品化工各類防腐蝕管材、鍍金制品、文具如筆桿等，保溫、防震用泡沫塑料，仿木制品等。ABS塑料的用途復習：1、聚丙烯等規(guī)度的測定答：聚丙烯等規(guī)度是讓聚丙烯溶于沸騰的庚烷中，等規(guī)聚丙烯不溶，根據(jù)聚丙烯不溶于沸騰庚烷中的百分含量判定。2、丙烯淤漿聚合時稀釋劑所起的作用答：催化劑載體、萃取無規(guī)物、散熱、導熱。3、第三代Ziegler-Natta催化體系的組成部分答：主催化劑Ticl3助催化劑AlEt2cl載體Mgcl2給電子體ED4、高效催化劑滿足的要求答：①具有很高的表面積②高空隙率，具有大量的裂紋，均勻分布于顆粒內(nèi)外③機械強度能夠抵抗聚合過程中由于內(nèi)部聚合物增長鏈產(chǎn)生的機械應力，又不影響聚合物增長鏈的增長，保持均勻分散在由于聚合進行而增大膨脹的聚合物中④活性中心均勻分布⑤單體可自由進入催化劑顆粒的最內(nèi)層復習：1、聚丙烯等規(guī)度的測定答：聚丙烯等規(guī)度是讓聚丙烯溶于沸9.3聚苯乙烯及苯乙烯共聚物一、概述

聚苯乙烯是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基反應合成的聚合物，英文名稱Polystyrene,簡稱PS。分子結(jié)構(gòu)簡單，分子量在5萬—10萬，n值1000—4000，是一種性能優(yōu)良的熱塑性塑料。最早1930年在德國研究，1939年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。具有高度透明、電絕緣性好、易著色、加工流動性好、剛性好、及化學腐蝕等優(yōu)點，也具有性脆、沖擊強度低、易出現(xiàn)應力開裂、耐熱性差、不耐沸水等明顯的缺點。為此，對聚苯乙烯的改性研究也較多.聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯（GPPS）.可發(fā)性聚苯乙烯（EPS).高抗沖聚苯乙烯（HIPS）及間規(guī)聚苯乙烯（SPS）。9.3聚苯乙烯及苯乙烯共聚物一、概述聚苯乙烯是指二、生產(chǎn)工藝1、原材料苯乙烯的物理常數(shù)：熔點 －30.6℃ 相對密度 0.9019沸點 145.2℃折射率 1.5463閃點 31℃ 臨界溫度 373℃臨界壓力 4.1MPa苯乙烯為無色或微黃色易燃液體。有芳香氣味和強折射性。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等有機溶劑。由于苯乙烯分子中的乙烯基與苯環(huán)之間形成共軛體系，電子云在乙烯基上流動性大，使得苯乙烯的化學性質(zhì)非常活潑，不但能進行均聚合，也能與其他單體如丁二烯、丙烯腈等發(fā)生共聚合反應。是合成塑料、橡膠、離子交換樹脂和涂料等的主要原料。

二、生產(chǎn)工藝1、原材料苯乙烯的物理常數(shù)：苯乙烯的來源乙苯脫氫法苯乙酮法共氧化法氧化脫氫法C2H5+Cl2C2H4Cl脫HClCH=CH2C2H5O2CH2CHOH2CH2CH2OH脫H2OCH=CH2+C2H4催化劑C2H5催化劑620℃CH=CH2+H2乙苯脫氫催化劑：主催化劑Fe2O3

助催化劑K2CO3Cr2O3最后生成99.7%以上的聚苯乙烯苯乙烯的來源乙苯脫氫法苯乙酮法共氧化法氧化脫氫法C2H5+C

苯乙烯單體在貯存、運輸過程中，需要加入少量的對叔丁基鄰苯二酚或叔丁基間苯二酚等阻聚劑以防止其發(fā)生自聚。外

觀相對密度（30℃）粘度（25℃）/cP折射率色度（ApHA）聚合物/%純度/%水/%聚合熱/kJ/mol清潔無懸浮物0.897≤0.751.5435～1.5445≤15≤0.001≥99.7≤0.0269.9醛（以苯甲醛計）/%硫/%氫/%過氧化物(以H2O2計)/%乙苯/%α-甲基苯乙烯二乙苯/%對叔丁基鄰苯二酚/%≤0.005≤0.005≤0.0005≤0.001≤0.1≤0.05≤0.0005≤0.001～0.0015（2）阻聚劑（3）引發(fā)劑R1-O-O-CO-R-CO-O-O-R2加熱·O-CO-R-CO-O·+·OR1+·OR2·O-CO-R-CO-O·+CH=CH2～O-CO-R-CO-O～（4）溶劑為了去除聚合熱，控制反應物料粘度，加少量甲苯、乙苯等芳烴，讓其與未反應的單體苯乙烯共同發(fā)揮溶劑的作用。苯乙烯單體在貯存、運輸過程中，需要加入少量的苯乙烯聚合的各基元反應鏈引發(fā)鏈增長鏈終止：苯乙烯100%以偶合終止其中X為苯基即苯乙烯聚合的各基元反應鏈引發(fā)鏈增長鏈終止：苯乙烯100%以偶三、聚合工藝

本體聚合法是聚苯乙烯樹脂最主要的生產(chǎn)方法，用于通用型PS和HIPS樹脂的生產(chǎn)。

（1）聚合工藝

A單體：乙苯脫氫合成聚合級純度99.6%以上。

B引發(fā)劑：偶氮類、過氧類引發(fā)劑均可，以在100～140℃溫度下半衰期為1小時的引發(fā)劑最適當。也可不用引發(fā)劑，在120～160℃下進行熱聚合。

C阻聚劑：醌、苯酚、硝基苯之類

D溶劑：甲苯、乙苯等芳烴溶劑。作為溶劑要求不含硫化物和醛。溶劑量在2%～20%范圍內(nèi)。

E聚合條件：一般根據(jù)生產(chǎn)聚苯乙烯的分子量要求及生產(chǎn)量決定。引發(fā)劑引發(fā)反應溫度在90～140℃為好。反應一般以連續(xù)操作為主，有單釜連續(xù)操作，也有多釜串聯(lián)連續(xù)進行。苯乙烯能按離子型聚合（包括配位離子型）、自由基型聚合機理進行聚合。并可以按各種聚合方式進行聚合。但應用較多的是本體聚合和懸浮聚合。三、聚合工藝本體聚合法是聚苯乙烯樹脂最主要的生產(chǎn)方法，苯乙烯的本體聚合

苯乙烯的本體聚合是最早的工業(yè)化生產(chǎn)通用聚苯乙烯的方法。用于苯乙烯本體聚合的反應器有塔式、釜式、槽式和管式等各種形式，一般采用兩個或更多反應器串聯(lián)。先在預聚釜中使10%～50%的苯乙烯聚合，然后在后面的反應器中使其他單體全部聚合。最早的本體聚合裝置是由二個釜和一個塔串聯(lián)組成，其流程如圖所示。

N2N212345678100～110℃100～110℃150℃150℃180℃180℃200℃苯乙烯放空聚苯乙烯粒苯乙烯的本體聚合苯乙烯的本體聚合是最早的工業(yè)苯乙烯懸浮聚合苯乙烯懸浮聚合苯乙烯低溫懸浮聚合苯乙烯高溫懸浮聚合

苯乙烯低溫懸浮聚合的單體與水的比值為1∶1.4～1∶1.6，分散劑一般為磷酸三鈣，引發(fā)劑為過氧化苯甲酰（占總引發(fā)劑的90%～80%）和過氧化叔丁基苯甲酸酯（占總引發(fā)劑的10%～20%）復合型引發(fā)劑。單體的純度在99.5%以上，各種雜質(zhì)如甲苯、乙苯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等要控制規(guī)定指標之內(nèi)，尤其有二乙烯苯存在時，還會使聚合產(chǎn)物呈凝膠狀，表面粗糙而不透明，熔融指數(shù)可能下降為零，致使產(chǎn)品無法使用，因此更要嚴格控制。含阻聚劑的單體聚合前堿洗后再用水洗滌至中性。另外，聚合溫度對聚合影響較大，一般是溫度越高，反應速度越快。聚合轉(zhuǎn)化率一般控制在90%左右。123456789101112131415161718192021苯乙烯懸浮聚合苯乙烯懸浮聚合苯乙烯低溫懸浮聚合苯乙烯高溫懸浮苯乙烯高溫懸浮聚合采用MgCO3（也可以在聚合釜中直接用Na2CO3與

MgSO4制備）也為主分散劑，以苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物為助分散劑。其典型工藝流程如圖所示。

123467891011125131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142苯乙烯軟水去回收去沉降槽粗聚苯乙烯粒氮氣排空排空成品粉料熱風冷風123467891011125131415161718192

生產(chǎn)聚苯乙烯的原料多為易燃、易爆、有毒化學品，由其工藝生產(chǎn)路線和原料特性決定了以下一些特點及不安全因素：

1.在一定溫度下苯乙烯單體能自聚、甚至爆聚，從而可能導致整個生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)失控現(xiàn)象，其后果輕者出次品，重者整個系統(tǒng)停車，甚至更嚴重。

2.多數(shù)原料易燃、易爆、有毒，因此它們的泄漏(或蒸氣放出)都可能對人、環(huán)境產(chǎn)生不良影響，同時引起火災和爆炸。

3.物料輸送過程中可能產(chǎn)生靜電，如處理不好，可能會產(chǎn)生爆炸或火災。

4.裝置傳動設(shè)備較多，一旦主要傳動設(shè)備故障處理不好，可能會造成系統(tǒng)停車或更嚴重后果。裝置生產(chǎn)過程中的特點及不安全因素生產(chǎn)聚苯乙烯的原料多為易燃、易爆、有毒化學品，

1.選擇高精度的集散控制型DCS系統(tǒng)，對整個生產(chǎn)系統(tǒng)實行計算機監(jiān)控、并能迅速、準確的對工藝參數(shù)進行檢索、跟蹤處理及應急反應，以確保安全生產(chǎn)。

2.在整個生產(chǎn)系統(tǒng)中，設(shè)有多個軟、硬聯(lián)鎖，當某一部位不正常時，聯(lián)鎖將按一定程序進行動作，以此來避免事故的發(fā)生和蔓延。

3.對系統(tǒng)壓力進行嚴格控制，并在有可能超壓的重點部位安裝安全閥及爆破片，使其能在壓力超高時將物流排放到安全的地方，確保人身及環(huán)境設(shè)備的安全。

4.對可能發(fā)生泄漏(或蒸汽放出)及火災地區(qū)周圍設(shè)有多個可燃氣體檢測器、自動滅火設(shè)施及報警通訊系統(tǒng)，一旦發(fā)生類似異常情況，便可立即采取有效的應急措施，保護人身財產(chǎn)的安全。

5.對一些有毒和粉塵爆炸危險的化學品，采取使用時有除塵措施，并做好人身保護，使用后進行處理，避免危險情況的發(fā)生。安全措施1.選擇高精度的集散控制型DCS系統(tǒng)，對整個生四、聚苯乙烯塑料的結(jié)構(gòu)、性能與用途

聚苯乙烯PS的大分子主鏈為飽和烯烴類聚合物，具有良好的電絕緣性；又因吸濕性小，可用于潮濕環(huán)境中。

PS的側(cè)基為大體積的苯環(huán)，分子結(jié)構(gòu)不對稱，大分子鏈運動困難，PS呈現(xiàn)剛性和脆性，制品容易產(chǎn)生內(nèi)應力，導致制品容易開裂，在油、溶劑等介質(zhì)中的使用較差。

PS的側(cè)苯基在空間的排列是無規(guī)結(jié)構(gòu)，導致PS成為無定形聚合物，因而具有很高的透明性；但近年來新開發(fā)的間同立構(gòu)聚苯乙烯SPS的規(guī)整性高，雖然其它性能很好，但是透明性卻低。由于苯基的存在，主鏈上α氫原子活化，極易被空氣中的氧所氧化，制品長期在戶外使用時會變黃變脆。但同時，苯基的存在又賦予其較高的耐輻射性能。四、聚苯乙烯塑料的結(jié)構(gòu)、性能與用途聚苯乙烯PS⒈一般性能：PS為無色透明的粒料，燃燒時發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油氣味，吹熄可拉長絲；制品硬似玻璃狀，落地或者敲打會發(fā)出類似金屬的聲音，因此又被叫做“響膠”；能斷裂但不能彎曲，斷裂時斷口處呈現(xiàn)蚌殼色銀光。PS的吸水率為0.05%，稍大于PE，但對制品的強度和尺寸穩(wěn)定性影響不大。

⒉光學性能：透明性好是PS的最大特點，其透光率可達88~92%，同PC和PMMA一樣屬于最優(yōu)秀的透明塑料品種，統(tǒng)稱為三大透明塑料。PS的折射率為1.59~1.60，但因苯環(huán)的存在，導致其雙折射較大，不能用于高檔光學儀器。

⒊力學性能：PS硬而脆、無延伸性、拉伸至屈服點附近即斷裂。PS的拉伸強度和彎曲強度在通用塑料中最高，其拉伸強度可達60MPa；但沖擊強度很小，難以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕變性一般。PS的力學性能受溫度的影響比較大。

⒋熱學性能：PS的耐熱性能不好，熱變形溫度僅為70~90℃，只可長期在60~80℃范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好，脆化溫度為-30℃。PS的熱導率低，一般為0.04~0.13W/(m.K)；線膨脹系數(shù)較大，一般為（6~8）×10-5K-1，與金屬相差懸殊，因此制品不利于帶金屬嵌件。⒈一般性能：PS為無色透明的粒料，燃燒時發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油⒌電學性能：PS的電絕緣性優(yōu)良，而且不受溫度和濕度的影響；介電損耗角正切值小，可耐適當?shù)碾姇灧烹?；耐電弧性好，適于做高頻絕緣材料。

⒍環(huán)境性能：PS的化學穩(wěn)定性較好，可耐一般酸、堿、鹽、礦物油和低級醇等，可受許多烴類、酮類、高級脂肪酸等侵蝕，可溶于芳烴（如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等）、氯化烴（如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯等）及酯類等。PS的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適合于長期戶外使用；

7.成型性能

（1）無定形料,吸濕小,不須充分干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應力.流動性較好,可用螺桿或柱塞式注射機成型.

（2）宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長注射時間有利于降低內(nèi)應力,防止縮孔.變形.

（3）可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去處澆口時損壞塑件.脫模斜度大,頂出均勻.塑件壁厚均勻,最好不帶鑲件,如有鑲件應預熱.

⒌電學性能：PS的電絕緣性優(yōu)良，而且不受溫度和濕度的影響；介PS用途電器制品PS兼有透明性和良好的絕緣性，可用于電視機、錄音機及各種電器的配件、殼體及高頻電容器等。透明制品PS具有優(yōu)異的透明性，可用于一般光學儀器、透明模型、燈罩、儀器罩殼及包裝容器等。日用品PS的著色性和光澤性好，可廣泛用于日用品的生產(chǎn)，具體有兒童玩具、裝飾板、磁帶盒、家具把手、梳子、牙刷把、筆桿及文具等。包裝材料主要是PS泡沫塑料，多用于電器、精密儀表、工藝品、玻璃制品及陶瓷制品等包裝；隔熱材料等。五、ABS樹脂ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物ABS大分子主鏈由三種結(jié)構(gòu)單元重復連接而成，不同的結(jié)構(gòu)單元賦予其不同的性能：丙烯腈，耐化學腐蝕劑性好、表面硬度高；丁二烯，韌性好；苯乙烯，透明性好、著色性、電絕緣性及加工性。三種