聚苯乙烯
开放分类：化学品塑料材料生物化学
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反光书包聚苯乙烯化学分子式
聚苯乙烯（英语：Polystyrene，简称PS）为一种无透明的热塑性塑料，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。 编辑摘要
目录
∙ 1 基本资料
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∙ 2 材料简介
∙ 3 发展历程
∙ 4 材料性能
∙
∙ 1 基本资料
∙ 2 材料简介
∙ 3 发展历程
新型化粪池
∙ 4 材料性能
o 4.1 热性能
o 4.2 机械性能
o 4.3 隔热保温性
o 4.4 抗水防潮性
o 4.5 高强度抗压性
o 4.6 耐用性
o 4.7 物理性质
o 4.8 环保
∙ 5 加工生产
∙ 6 市场分析
o 6.2 中国聚苯乙烯产品特点
o 6.3 中国聚苯乙烯工业发展建议
∙ 7 发展现状
∙ 8 现存问题
∙
聚苯乙烯 - 基本资料
聚苯乙烯
名称：聚苯乙烯
密度：1050 kg/m³
电导率：(σ) 10-16 S/m家用水果榨汁机
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
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。
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，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 - 发展历程
1839年，德国人Eduard Simon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。
聚苯乙烯 - 材料性能
聚苯乙烯材料性能
聚苯乙烯一般为头尾结构，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（80～82℃），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。
聚苯乙烯无透明，能自由着，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。
隔热保温性
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。
抗水防潮性
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。
保险杠模具耐用性
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。
物理性质
轻质硬度：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。
环保
高品质环保型：挤塑板不会发生分解和霉变，不会有有害物质挥发，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。
聚苯乙烯 - 加工生产
聚苯乙烯加工品
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Rodman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。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）。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。
聚苯乙烯 - 市场分析
聚苯乙烯（泡沫板）
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％。
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