苯乙烯悬浮聚合制备聚苯乙烯的合成工艺目录第一章概述第三章聚苯乙烯珠粒制备的影响因素第四章EPS的性能及用途第一章概述1.1聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯介绍聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯（GPPS）.可发性聚苯乙烯（EPS).高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。

聚苯乙烯(Polystyrene，简称PS)是一种无色透亮的热塑性塑料，质地硬而脆，无色透亮，可以和多种染料混合产生分歧的色彩。

聚苯乙烯大份子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决意了聚苯乙烯的物理化学性质，如透亮度高，刚度大，玻璃化温度高，性脆等。

其玻璃化温度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)。

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。

此外另有全同和间同立构聚苯乙烯。

全同聚合物有高度结晶性具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，因此常常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性，以及一次性泡沫饭盒等。

发泡聚苯乙烯又称可发性聚苯乙烯，是由苯乙烯悬浮聚合，再加入发泡剂而制得。

白色珠状颗粒，相对密度1．05。

热导率低，吸水性小。

耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振。

介电性能优良。

溶于丙酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二氯乙烷、氯仿、不溶于乙醇、正己烷、环己烷、溶剂汽油等。

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，提高了资料的冲击强度，但产品不透亮。

间规聚苯乙烯为间同布局，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚苯乙烯新种类，性能好，属于工程塑料。

1.2 EPS储存前提贮存可发性聚苯乙烯树脂的设备要采取良好的接地预防措施，贮存可发性聚苯乙烯树脂的地方要有良好的通风，远离火源、热源，避免阳光直接照射，应密封良好，同时贮罐内应通以惰性气体；为保证最终产品质量，可发性聚苯乙烯树脂的贮存温度应保持在20℃；湿度不能太大，并且不能有水源。

在内的贮存期不能超过两个月，如在金属内贮存，则不能超过六个月。

1.3EPS生产技术的进展发泡聚乙烯作为一种重要材料已经在现代社会占有一席之地，比如作为建筑行业的绝热材料，以及用于各式各样的工业用具和食品的包装等等。

1950年，BASF开发出EPS，并因此在1950年2月获得“在聚合物中产生多空提的方法”的专利，这成为生产EPS产品的基础。

EPS最早应用于修建业，很快以其优良的绝热性得到广泛的应用。

不久其作为包装资料的优点也凸显出来，他的抗冲击性能可以使货色在运送过程中免遭破坏，EPS包装逐渐代替了稻草和木质的包装。

这种新产品的大用户有机械式打印机公司、渔可大以及钢件布局玩具公司。

EPS是由苯乙烯单体生产的，这种单体不仅有人工合成的，而且还存在于草莓、咖啡豆等天然食品中。

如今的EPS已经不含有氟氯烃或加氢氯氟烃发泡剂，部分已经使用碳氢化合物的发泡剂来代替，这样EPSui臭氧层就不会有副作用。

1.4EPS存在的问题及解决方法EPS产业面临的问题有火警、回收利用等问题。

然而在EPS中加入了阻燃剂这就的改善了其防火性能。

EPS可以回收从头制成EPS发牌资料，方法：1.简单的掩埋；此法费工、占地，而且不产生效益。

2.作为燃料用于燃烧；此法固然可以产生热能，但是投资大。

3.利用EPS回收造粒设备，经过热熔再生造粒，将EPS再生成PS颗粒。

然后还可以加热熔融加入发泡剂，阻燃剂，成核剂等助剂，经加工处理制得XPS，广泛用于建材。

现在，此回收利用手艺在国内已得到大面积推广，且成为EPS回收利用的首要途径之一。

4.化学回收利用，把烧毁EPS分解成单体、化合物、燃料等可再用身分，使EPS回收真正成为闭环过程。

该方法具有以下优点：分解生成的化工质料其质量可与新料媲美；另外它具有大量处理烧毁物的潜力，即能完成再资本化又能到达真正治理EPS对环境的净化。

当前化学回收中具有产业化潜力的工艺是裂解、汽化、加氢、热解。

化学回收固然从反应机理而言其实不新颖，但要全部进入实用化，另有不少工程问题需要解决。

5.破裂后作为添加资料，用于制作轻质保温建材，如EPS轻质混凝土、水泥聚苯板、EPS泡沫空心砖和EPS轻质屋顶隔热板等，其特性是充分利用了EPS泡沫塑料优良的绝热性能。

6.其它方法，比如制造带锈防锈漆、制造多功能树脂胶、制造防渗补漏剂、用作沥青增强剂等。

在修建业上用作绝热资料，回收的资料还可以用作办公室设备、衣架等。

作为一种新的应用之一还可以用作木材代替品等等。

第二章.苯乙烯悬浮聚合合成可发性苯乙烯工艺的设计原理本文从悬浮聚合法对可发性聚苯乙烯的生产进行介绍，囊括聚合配方、工艺条件、聚合生产过程和后处理。

设计时需注意该如何进一步提高转化率问题以及如何排除生产过程中的三废问题，如何更专业化、功能化、环保化2.1.可发性聚苯乙烯合成的原料1.苯乙烯单体份子量为104，带有刺激性芳香味的无色透亮液体，具有可燃性，属乙A类危险品。

沸点145.2℃，密度0.9048kg/m3，爆炸极限1.1%～6.1%，在水中溶解度小于0.1%。

苯乙烯对人体有害，吸入1%有绝对危险。

长工夫接触，会刺激皮肤。

在室温及阳光照射下，会引起聚合作用，故生产中采取喷淋降温、加入阻聚剂等措施坚持15℃以下温度储存；储存期一般三个月摆布。

2.去离子水(脱盐水)要求PH=6～8，电导率0.2～0.5μs/cm,有机物含量小于1PPm，重硬度0.05PPm以下。

去离子水的制备：采用阴阳离子交换树脂法制取。

3.乳化剂能使苯乙烯在水中有效、均匀地分散成小油滴，悬浮在体系中，使聚合粒度均匀，根据不同的分散体系选择乳化剂，使成型粒子有效润滑，不粘结。

4.悬浮剂(稳定剂)第一，悬浮剂是保证悬浮体系稳定的重要因素，它能够保护胶体，防止珠状聚苯乙烯在成型时分离，防止聚苯乙烯于软粘阶段时分散不好凝结在一起而胶结；第二，控制、调节可发性聚苯乙烯珠粒的形状和粒径大小。

常用的有活性磷酸钙、羟乙基纤维素、明胶等。

活性磷酸钙(TCP)，学名羟基磷酸钙(HAP)，分子式Ca2(PO4)6(OH)2是非水溶性无机细微粉末。

由于它的构成特殊具有一定的活性和悬浮分散性，故在EPS、PS、SAN等树脂悬浮聚合中用作分散剂，而且对于提高树脂产品外观和生产效率、降低成本等方面有很大的作用。

对于一步法工艺来说，TCP悬浮剂有很多独到的优点。

羟乙基纤维素具有良好的增稠、乳化、悬浮、分散、保持水分、抗微生物侵蚀等性能。

5.低温催化剂(触媒)过氧化二苯甲酰(简称BPO)，白色颗粒状晶体，分子量242.2，熔点103～105℃，自燃点99℃，松密度630㎏/m3微溶于水，易溶于有机溶剂。

6.高温激发剂(1)过氧化苯甲酸叔丁酯(T-BPB)，透明液体，分子量为194.2，沸点112℃，凝固点8.5℃，粘度(20℃)6.5mPa·s,密度(20℃)1040㎏/m3。

(2)过氧化二异丙苯(DCP)，分子量270.37,沸点395.85℃，熔点39.5℃，密度1082㎏/m3(20℃)7.发泡剂可发性聚苯乙烯的发泡剂主要是戊烷(C5H12)，分正戊烷(n- C5H12)和异戊烷(i-C5H12)。

通常用正戊烷和异戊烷按一定比例配制成发泡剂。

正戊烷和异戊烷的配比对EPS的储存期和发泡性能有很大影响。

工业品戊烷中，烯烃含量对可发性聚苯乙烯的加工性能影响很大，烯烃含量过高，易于引起产品收缩。

储存运输安全数据与操作要求：爆炸极限为1.32%～7.8%,属可燃性液体,一般用压力储存,使用过程中,应避免空气混入,避免明火靠近。

8.阻燃剂阻燃剂的作用首要在于可改变EPS着火的反应过程。

其原理是：阻燃剂在燃烧的前提下产生激烈脱水性物质，使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物，从而阻止火焰舒展；阻燃剂分解产生不成燃气体，稀释并遮蔽空气以抑制燃烧。

六溴环十二烷(HBCD-75)是一种高含溴量的脂环族阻燃剂，首要用于有阻燃要求的热塑性和热固性高份子聚合物中。

本品应用于EPS，氧指数(OI)可大于30，到达国家划定的自熄标准。

同样本品对其它聚合物系统也具有热稳定性，添加量少，不必添加其它辅佐阻燃剂。

此外，另有成核剂、还原剂、增塑剂、涂膜剂等资料。

可发性苯乙烯珠粒制造有一步法、一步半法、两步法。

2.2可发性苯乙烯珠粒制造原理：苯乙烯单体在悬浮分散剂的存在下,通过搅拌,在水中形成悬浮油珠,加入的引发剂在反应温度下分解出初级自由墓引发苯乙烯的聚合反应。

开始生成的聚苯乙烯溶解在苯乙烯单体液滴中,使液滴的枯度增大。

当溶解了聚合物的、粘度增大Ε的小液滴相互碰撞时,很容易枯并成大液滴,在搅拌剪切力的作用下,大液滴又会分解成小液滴。

在此期问,悬浮分散剂的选择和用量对液滴的大小与德定起着重要作用。

一般惫浮聚合的分散剂有两类,一类是水溶性的有机高分子化合物>如明胶、聚乙烯醉,经乙墓纤维素、甲爹纤维素,以及顺丁烯二酸醉与苯乙烯共聚物的碱金属钠盆等。

它们可以调节水溶液的粘度,降低水的表面张力,增加苯乙烯液滴碰撞阻力,还可吸附在油珠表面形成胶体护膜。

但有机高分子分散剂能与部分溶于水的苯乙烯单体发生接枝共聚,形成絮状物,或粘釜比较严重。

第二类是无机分散剂,如碳酸镁、碳酸钙、礴酸钙、清石粉等高分散性无机粉状物。

它们在分散过程中,对单体液滴起着机械隔离作用‘,其粘釜较轻,但用−较多,后处理不便,而且使珠粒的透明度降低。

采用有机高分子无机分散剂的复合分散体系,可取二者的优点,并使聚苯乙烯珠粒的粒经分布较窄。

a第一步是将苯乙烯合成聚苯乙烯珠粒，尝试室装置如入所示：第二步再把聚苯乙烯珠粒筛选分为不同的等级，然后在同一级的珠粒中加入发泡剂，加热使发泡剂渗入珠粒中，冷却后成为可发性聚苯乙烯珠粒。

两步法的操作工序较多，发泡剂渗透时间较长，但聚合物质量提高，相对分子质量可达—.另外，珠粒度经过筛选以提高制品的质量。

2.3可发性聚苯乙烯塑料成型可发性珠粒法聚苯乙烯实在悬浮法聚苯乙烯珠粒中加入低沸点脂肪烃类如丙烷、石油醚、丁烷发泡剂，在一定温度、压力下制成的。

可发性聚苯乙烯珠粒经放置一周干燥后进行预发泡，再将预发泡颗粒熟化处理置于多孔模具中，然后通入蒸汽加热成型。

工艺操作为：（1）加料将筛选后的珠粒从加料斗加入，经风机、旋风加料器，从反应釜加料斗加入釜内。

分散剂肥皂粉在溶解锅内预先溶解后再送入反应釜，并将一定量的水，然后开动搅拌器均匀搅拌。

（2）浸渍与吸收加料完毕，从反应釜夹套内通入蒸汽解热升温，发泡剂加速气化，釜内压力增加，不超过1MPA。