PS生产技术知识

【万通商务网】PS树脂生产工艺主要有二种：本体聚合法和悬浮聚合法 . 其中通用PS(gpps)和高抗冲PS(HIPS)现在基本上采用本体法、可发性PS(EPS)用悬浮聚合工艺 . 我国早期主要采用老式本体法生产工艺和悬浮聚合工艺 . 在二十世纪八十年代以前、这两种技术能耗和原材料消耗较高 .

    二十世纪八十年代以后、我国先后从国外引进了先进的技术和生产设备 . 到九十年代、一些世界一流的国外公司已进入中国、使国内的生产技术、产品质量及生产规模均有了进一步的提高 .

    生产工艺简述

    目前、PS树脂的生产工艺主要有两种、本体聚合和悬浮聚合(HIPS采用本体－悬浮聚合工艺) . 本体法用于生产通用PS、而EPS生产主要采用悬浮聚合工艺 .

    1、本体法工艺：
 
    本体法工艺是苯乙烯在苯乙烯单体中聚合、可以采用与苯乙烯单体混合的乙基苯作为稀释剂(通常少于5％)、以降低聚合体系的粘度 . 如果被利用的稀释剂量比较少、如5—15％、这种工艺将被看做是一个改性的本体工艺；如果使用的稀释剂量大,这样的工艺被认为是溶液聚合工艺 .

    世界大部分GPPS采用本体聚合工艺、而且大部分是连续聚合工艺 . 典型的本体聚合PS生产工艺流程是：苯乙烯、溶剂和引发剂混合、加热后泵入一组串联的聚合反应器、每个反应器中都有一个搅拌器和几个热交换区、以控制高放热反应 . 开始的反应温度为120℃、最终控制的在线温度为160℃ . 热的聚合物用泵打入一个脱挥罐、经减压闪蒸出未反应的单体和溶剂(冷凝和回收)、粘稠的热聚合物立即输送到造粒装置、经挤出、冷却、切粒后进行包装 .

    生产高抗冲级聚苯乙烯时、在聚合过程中加入少量的溶于苯乙烯单体的聚丁二烯弹性体、其加入量大约为5—9％ . 聚合反应初期、溶解在苯乙烯单体中的聚丁二烯连续相与溶解在苯乙烯单体中的PS的分散相、在强力搅拌下,进行接枝和相转化、形成一定数量、具有一定韧性的弹性颗粒 . 在聚合反应中期、两相变得越来越粘稠、以至于它们之间达到固定排列而凝结 . 反应后期一部分弹性颗粒相交联成一种不溶解的胶状物 . 这种胶料的交联度与数量、对树脂的物性影响很大 . 目前这种生产HIPS工艺是间歇式的,PS溶解在苯乙烯中呈悬浮状态 .

    全世界有12种以上不同的本体法专门技术在工业运转、但基本步骤是相同的、仅在设备配置有所不同 .

    2、悬浮聚合工艺：

    悬浮聚合工艺可以生产GPPS、HIPS和EPS、以及苯乙烯与丙烯腈和马来酸酐的共聚物 . 对于某些高耐热和高分子量的牌号、仅有用间歇的悬浮聚合工艺才可以生产 .

    但对于大多数PS牌号来说、在相同的生产能力下采用连续本体法的装置固定资产投资及生产成本较低 . 由于悬浮聚合工艺排放废水量比较大、能耗、物耗高、产品质量差、因此正逐渐被本体聚合所代替、现主要还用于生产EPS .

    在悬浮聚合工艺中、单体分散在水中、并在悬浮液中加入一种具有胶体特性、可以溶解于水中的物质、例如、聚乙烯吡咯烷酮或者某些无机化合物、例如磷酸三钙作为分散剂、聚合反应在过氧化物的引发下、在带有夹套并装有搅拌器的反应器中完成 . 反应产物通过数级洗涤除去悬浮剂后经干燥和筛分得到树脂成品 . 在美国悬浮聚合的生产能力占GPPS总生产能力的5％以下 .

    生产EPS珠粒的方法有几种、但常用的工艺是苯乙烯单体在水中进行悬浮聚合、在聚合的后期加入正戊烷发泡剂 . 发泡剂被包覆在PS珠粒中、可随时通过加热使之膨胀发泡 . PS珠粒的尺寸和分子量大小、可以用正戊烷浸渍来调节、主要是在密闭的转动的滚筒中、控制其温度、湿度及正戊烷的浓度 . EPS产品最后被贮存在密闭的容器中 .

    3、间规PS聚合工艺：

    间规PS树脂(SPS)是利用金属茂催化剂生产的新型的半结晶型聚合物 . 由Dow和日本出光共同开发 . SPS和一般的聚苯乙烯不同,苯基是分布在聚合物链的两侧 . SPS的一些牌号可以和高性能树脂,如聚苯硫醚竞争 . SPS的应用目标主要是SMT(表面安装技术)部分的电子元件,如联结器、线圈架等,主要利用其良好的热性能和耐热性 . 它的主要缺点是蠕变高、脆,不宜作机械部件,加工性能接近液晶,但比聚苯硫醚好 . 1996年8月已完成了5000吨/年的半工业化装置 . 道化学公司将在1999年第二季度在德国的BSL石化厂建成它的第一套SPS装置、能力3、6万吨/年、道化学预测SPS需求量可达到15万吨/年 . 我国上海石油化工科学研究院已完成了SPS的模试研究,产品已基本达到国外同类产品水平,现正准备开展中试研究 .

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