聚苯乙烯PS塑料的成型加工、性能、結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性能指標(biāo)

1、聚苯乙烯 PS 塑料的成型加工PS屬于無(wú)定形樹(shù)脂，沒(méi)有明顯的熔點(diǎn)，熔融溫度范圍比較寬，可以在120180 C之間熔融成為熔體。PS的熱穩(wěn)定性較好，分解溫度在300 C以上。雖然PS在惰性氣體中的熱穩(wěn)定性很好，但在受熱狀態(tài)下，熱氧會(huì)引發(fā)其降解反應(yīng)，因此需要加入抗氧劑，比如主抗氧劑1010 和輔助抗氧劑 168 。PS 的熱導(dǎo)率較高，加熱和冷卻速度都比較快。PS 熔體屬于非牛頓流體，熔體黏度適中；黏度強(qiáng)烈依賴(lài)剪切速率的變化，但溫度的影響 也比較明顯。 PS 的流動(dòng)性十分好，是一種易于加工的塑料。PS 的吸水率比較低，在加工前一般不需要干燥；如果有特殊需要時(shí)（比如要求高的透明性）才干燥，具體干燥溫度

2、為7080 C、1.5小時(shí)。PS 在加工中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，除了選擇正確的工藝條件、改進(jìn)制品設(shè)計(jì)與合理的模具結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)對(duì)制品進(jìn)行熱處理。熱處理的條件是：在6585 C熱風(fēng)循環(huán)干燥箱或熱水中處理 1 3 小時(shí)。PS 的分子鏈剛性較大，最好不要加入金屬嵌件，防止出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。2聚苯乙烯PS的加工方法：注塑：選用普通注塑機(jī)即可，制品厚度在2.33mm范圍內(nèi)時(shí)，極限流動(dòng)長(zhǎng)度和厚度比為 200 ： 1 ，脫模斜度不小于 1°，排氣孔排氣槽的深度小于0.03mm ，兩片模溫溫度差小于36 C。具體的注塑工藝條件為：成型溫度180215 C,注射壓力30150MPa，模溫低于70 C。擠出：

3、PS 可以在普通的擠出機(jī)上加工，擠出的制品有管材、棒材、片材、薄膜、纖維 等。成型后未拉伸時(shí)強(qiáng)度低、性脆，拉伸后透明度、光澤、強(qiáng)度、韌性都明顯提高。PS的擠出成型溫度在 150200 C之間。發(fā)泡成型：用 GPPS為原料，發(fā)泡劑分為化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑兩種。采用一步法擠 出，直接將發(fā)泡劑與 PS 混合好或在擠出熔融段將物理發(fā)泡劑注入 PS 熔體內(nèi)，擠出發(fā)泡、 冷卻即可。用 GPPS 制成泡沫塑料具有泡孔細(xì)膩、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。高發(fā)泡材料的主要產(chǎn)品 為吸塑包裝材料如快餐飯盒、美術(shù)裝飾板和發(fā)泡網(wǎng)，低發(fā)泡材料則有仿木型材、片材、板 材等。聚苯乙烯 PS 的性能聚苯乙烯 PS 的性能如下：1一般性能：P

4、S為無(wú)色透明的粒料，燃燒時(shí)發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油氣味，吹熄可拉長(zhǎng)絲； 制品硬似玻璃狀，落地或者敲打會(huì)發(fā)出類(lèi)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(shí)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(duì)制品 的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性影響不大。2光學(xué)性能：透明性好是 PS的最大特點(diǎn)，其透光率可達(dá) 8892%，同PC和PMMA 一樣 屬于最優(yōu)秀的透明塑料品種，統(tǒng)稱(chēng)為三大透明塑料。 PS 的折射率為 1.591.60 ，但因苯環(huán) 的存在，導(dǎo)致其雙折射較大，不能用于高檔光學(xué)儀器。3力學(xué)性能：PS硬而脆、無(wú)延伸性、拉伸至屈服點(diǎn)附近即斷裂。PS的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度在通

5、用塑料中最高，其拉伸強(qiáng)度可達(dá) 60MPa ；但沖擊強(qiáng)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(xué)性能受溫度的影響比較大。4熱學(xué)性能：PS的耐熱性能不好，熱變形溫度僅為7090 C,只可長(zhǎng)期在6080 C范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好，脆化溫度為 -30 C。PS的熱導(dǎo)率低，一般為0.040.13W/（m.K）;線(xiàn)膨脹系數(shù)較大，一般為（68） X10-5 K-1，與金屬相差懸殊，因此 制品不利于帶金屬嵌件。5電學(xué)性能：PS的電絕緣性?xún)?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(dāng)?shù)碾姇灧烹姡荒碗娀⌒院?，適于做高頻絕緣材料。6環(huán)境性能：PS的化學(xué)穩(wěn)定性較

6、好，可耐一般酸、堿、鹽、礦物油和低級(jí)醇等，可受許 多烴類(lèi)、酮類(lèi)、高級(jí)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(lèi)等。PS 的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適合于長(zhǎng)期戶(hù)外使用；但 PS 的耐輻射性好。聚苯乙烯 PS 塑料的結(jié)構(gòu) 聚苯乙烯 PS 的大分子主鏈為飽和烯烴類(lèi)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(duì)稱(chēng)，大分子鏈運(yùn)動(dòng)困難， PS 呈現(xiàn)剛性和脆性， 制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致制品容易開(kāi)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(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致 PS

7、 成為無(wú)定形聚合物，因而具有很高的透明 性；但近年來(lái)新開(kāi)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a氫原子活化，極易被空氣中的氧所氧化，制品長(zhǎng)期在戶(hù)外使用時(shí)會(huì)變黃變脆。但同時(shí)，苯基的存在又賦予其較高的耐輻射性能，在106Gy 輻射劑量下，其性能變化很小。可發(fā)性聚苯乙烯可發(fā)性聚苯乙烯（ EPS ）通稱(chēng)聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一種樹(shù)脂與物理性發(fā)泡劑 和其它添加劑的混合物?？砂l(fā)性 PS 可被加工成低密度的泡沫塑料制品。最常見(jiàn)的可發(fā)性 聚苯乙烯是含有作為發(fā)泡劑的戊烷的透明 PS 粒料。由可發(fā)性聚苯乙烯制出泡沫塑料制品 有幾個(gè)專(zhuān)門(mén)步驟，這也是

8、許多塑料樹(shù)脂（包括可成型泡沫的聚烯烴及其共聚物）的一種特 性?？砂l(fā)性 PS 可用來(lái)制造各種制品如咖啡杯、吸收能量的汽車(chē)用減震器或泡沫塑料塊。 EPS 的主要用途是一次性飲料杯、抗震包裝以及隔熱材料。化學(xué)與性能可發(fā)性聚苯乙烯是小顆粒狀樹(shù)脂，直徑一般為0 254mm2 54mm 。大多數(shù)這種顆粒是懸浮聚合生成的珠粒，而較大直徑的顆粒也可通過(guò)切粒得到。采用的珠粒大小決定于最 終泡沫制品的最小壁厚。較大的粒子膨脹制成低密度泡沫制品比較容易，較小的粒子則較 易制成填充均勻的部件。泡沫塑料產(chǎn)品的性能取決于原料聚合物，但受泡沫的密度影響很大。一個(gè)密度為0016 的 PS 泡沫產(chǎn)品其中 97的體積是空氣，這種

9、產(chǎn)品的機(jī)械性能較差。泡沫體中所 含的空氣分隔成數(shù)百萬(wàn)個(gè)泡孔，正是它們的存在使聚合物泡沫材料具有許多有價(jià)值的特性。 這些特性包括絕熱性、吸收能量、漂浮性、高的剛度質(zhì)量比以及單位體積成本低等等。泡沫 PS 的大多數(shù)性能都與其密度有很明顯的函數(shù)關(guān)系，因此生產(chǎn)者可不需重新設(shè)計(jì)模 具，只根據(jù)加工工藝簡(jiǎn)單變化的需要對(duì)實(shí)際操作做些微小調(diào)整。 PS 泡沫的其它性能同樣 取決于聚合物的類(lèi)型和發(fā)泡時(shí)用的數(shù)量。由于發(fā)泡 PS 產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度可由發(fā)泡密度來(lái)調(diào) 節(jié)，因此有時(shí)通過(guò)選用另外一種泡沫聚合物來(lái)獲得需要的強(qiáng)度。一個(gè)例子是獲得不是屬于 強(qiáng)度方面的性能，如使 PS 提高其本身不具備的耐高溫性和耐溶劑性；另一個(gè)例子是采

10、用 聚烯烴或烯烴苯乙烯共聚體，可提高柔軟性或伸長(zhǎng)率，但強(qiáng)度提高不多。表 聚苯乙烯泡沫塑料的代表性能性能數(shù)值密度 kg m30 016 0 032 0 048壓縮強(qiáng)度 kPa83117 214255 358386拉伸強(qiáng)度 kPa14186 400420 634655加工可發(fā)性 PS 的加工分二步。第一步為預(yù)發(fā)泡或簡(jiǎn)單發(fā)泡，設(shè)定最終產(chǎn)品的密度。在此過(guò) 程中含有發(fā)泡劑的聚合物顆粒在加熱條件下軟化，發(fā)泡劑揮發(fā)。其結(jié)果是每個(gè)珠粒內(nèi)產(chǎn)生 膨脹，形成許多泡孔。泡孔的數(shù)量（最終密度）由加熱溫度和受熱時(shí)間來(lái)控制。這個(gè)過(guò)程 中，珠粒必須保持分散和自由流動(dòng)狀態(tài)。工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，發(fā)泡過(guò)程是將可發(fā)性 PS 直接置 于蒸汽

11、中進(jìn)行的，一般通過(guò)珠粒和蒸汽在攪拌釜中的連續(xù)混合完成反應(yīng)，反應(yīng)設(shè)備（象 Rodman 預(yù)發(fā)泡機(jī)）是以保持外界壓力常壓敞口的，并使已發(fā)泡的珠粒從頂端溢出。有的 生產(chǎn)廠為了保證停留時(shí)間更均衡或是當(dāng)某些可發(fā)性 DPS 需要比較高的溫度時(shí)采用間歇釜。 發(fā)泡以后珠粒要經(jīng)熟化處理，使空氣逐步摻入到泡孔中。熱成型是 EPS 發(fā)泡的第二步。首先將熟化的預(yù)發(fā)泡珠粒放入具有特定型腔的模具中。對(duì) 于小型的和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，成型時(shí)要采用文氏管作用設(shè)備（如灌料槍?zhuān)┙柚諝饬鲗?珠粒吹至模腔中。大型的產(chǎn)品可依自身重力充滿(mǎn)模腔。將充滿(mǎn)粒料的模腔密閉并加熱，珠 粒受熱軟化，使泡孔膨脹。珠粒發(fā)泡膨脹至填滿(mǎn)相互間的空隙，并粘結(jié)成

12、均勻的泡沫體。 此時(shí)這個(gè)泡沫體仍然是柔軟的并承受泡孔內(nèi)熱氣體的壓力。從模具中取出制品之前，須使 氣體滲出泡孔和降低溫度使制品形狀穩(wěn)定，這一般是采用向模具內(nèi)壁噴水的方法。 由于成型模具是雙層壁的，因此發(fā)泡 PS 的成型被稱(chēng)為 “蒸氣室成型 ”。模具內(nèi)壁尺寸即為實(shí) 際制品的尺寸，模具內(nèi)壁上有氣孔以使蒸汽透過(guò)泡沫體并使熱氣擴(kuò)散出去。雙層壁之間 的空間形成蒸汽室，其中通入用于加熱珠粒的蒸汽。對(duì)于多數(shù)制品，發(fā)泡 PS 的成型壓力 低于 276kPa 。模具為鋁制并按制品要求鑄成一定形狀。發(fā)泡 PS 的成型由于成型壓力低、 成型設(shè)備成本低，因此是一種經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法。應(yīng)用發(fā)泡 PS 的主要用途是建筑工業(yè)用絕

13、熱材料，一次性用具（主要為咖啡杯）和抗震保護(hù) 性包裝材料。隔熱制品采用 EPS 是因其具有恒定的低熱導(dǎo)率、低密度和低加工成本。 EPS 茶杯是由于 EPS 易發(fā)泡成薄形制品和具保溫性。泡沫的吸震性、低成本和可成形性使 EPS 成為保護(hù) 性包裝材料的選擇對(duì)象。泡沫聚烯烴制品單位厚度吸收的沖擊能更多，因此它可作為更易碎物品的包裝以及用于 吸震部件如有些新型汽車(chē)的減震系統(tǒng)。PS 物理和化學(xué)性能指標(biāo)化學(xué)名稱(chēng)：聚苯乙烯英文名稱(chēng) :Polystyrene比重 :1.05 克 /立方厘米成型收縮率 :0.6-0.8%成型溫度：170-250 C特點(diǎn)：電絕緣性 （尤其高頻絕緣性 ）優(yōu)良 ,無(wú)色透明 ,透光率僅次于有機(jī)玻璃 ,著色性耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性良好 ,.強(qiáng)度一般 ,但質(zhì)脆 , 易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂 ,不耐苯 .汽油等有機(jī)溶劑 .用途：適于制作絕緣透明件.裝飾件及化學(xué)