PS类资料ppt课件

PS类素材,1,聚苯乙烯系塑料简介,聚苯乙烯系塑料指大分子链中包括苯乙烯的一类塑料，包括苯乙烯及其共聚 物，具体品种包括PS、HIPS及ABS三类。 聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为 Polystyrene，简称PS。PS包括普通聚苯乙烯(GPPS)、可发性聚苯乙烯 (EPS)和茂 金属聚苯乙烯(SPS)等。EPS为在GPPG中浸渍低沸点的物理发泡剂，加工中受热 可发泡。SPS为间同PS，详见本节改性品种中介绍。 PS的优点为高透明性、其透光率可达90%以上，电绝缘性好、身着色、加工 流动性好、刚性好及耐化学腐蚀性好等。PS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。 到2000年，我国PS的年产量可达85万t。主要生产厂家有:台湾奇美惠州工厂 (GPPS300kt/a)、扬子石化公司(GPPS和HIPS120kt/a)、汕头海洋公司PS厂(GPPS 80kt/a)、湛江中美化学公司 (GPPS80kt/a)、高桥石化公司 (GPPS和HIPS50kt/a)、 广州石化总厂 (GPPS和HIPS50kt/a)、无锡华腾化工塑料公司 (GPPS和HIPS7.5 kt/a)、上海石化总厂(EPS30kt/a)、齐鲁石化公司 (GPPS36kt/a)、大庆石化总厂 (GPPS和HIPS25kt/a)、吉化公司有机合成厂 (GPPSl0kt/a)、金陵石化公司塑料厂 (EPSl0kt/a)、汕头合成树脂厂(GPPS和HIPSl0kt/a)、上海塑料制品七厂(EPS3 kt/a)、盘锦乙烯公司(HIPS2kt/a)以及北京燕山石化二分厂、常州化工厂、大连氯 酸钾厂及哈尔滨化工四厂等。 PS的主要用途为包装产品50%，透明产品40%，注塑制品10%。,2,聚苯乙烯系塑料结构,PS结构：,CH2CH,3,聚苯乙烯系塑料结构,高抗冲PS： ABS结构,4,聚苯乙烯塑料的结构与性能,1、PS的结构 PS的大分子主链为饱和烃类聚合物，具有良好的电绝缘性;又因吸湿性小， 可用于潮湿环境中。 PS的侧基为体积大的苯环，分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈现 刚性和脆性，制品易产生内应力。 GPPS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致PS为无定型聚合物，具有很 高的透明性;但近年来新开发的间同立构SPS的规整性高，虽其他性能好，但透明 性低。 由于苯基的存在，主链上氢原子活化，易于被空气中的氧氧化，制品长期户外使用 变黄变脆。但同时，苯基的存在又赋予其较高的耐辐射性能，在106Gy辐射剂量下，性能 变化很小。 2、PS的性能 （1）一般性能 PS为无色透明的粒料，燃烧时发浓烟并带有松节油气味，吹熄可拉长 丝；制品质硬似玻璃状，落地或敲打金发出类似金属的声音;能断不能弯，断口处呈现蚌 壳色银光。PS的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。 （2）光学性能 透明性好是PS最大的特点，透光率可达88%92%，同PC和PMMA一 样属最优秀的透明塑料品种，人称三大透明塑料。PS的折射率为1.591.60，但因苯环的 存在，其双折射较大，不能用于高档光学仪器。,5,聚苯乙烯塑料的结构与性能,(3)力学性能 PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强 度和弯曲在通用热塑性塑料中最高，其拉伸强度可达60MPa;但冲击强度很小，难 以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕变性一般。PS的力学性能随温度的影响比 较大。 (4)热学性能 PS的耐热性能不好，热变形温度仅为7090 ，只可长期在 6080温度范围内使用。PS的耐低温性也不好，脆化温度为-30 。PS的热 导率低，一般为0.040.13W/mK;线膨胀系数较大，为 (68) 105K1，与金 属相差悬殊，故制品不易带金属嵌件。 (5)电学性能 PS的电绝缘性优良，且不受温度和湿度的影响，介电损耗角正 切值小，可耐适当的电晕放电，耐电弧性好，适于做高频绝缘材料。 (6)环境性能 PS的化学稳定性较好，可耐一般酸、碱、盐、矿物油及低级醇 等，但可受许多烃类、酮类及高级脂肪酸等侵蚀，可溶于芳烃 (如苯、甲苯、乙 苯及苯乙烯等)、氯化烃(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯苯)及酷类等。PS的耐 候性不好，其耐光、氧化性都差，不适于长期户外使用;但PS的耐辐射性好。 PS的具体性能见下表所示。,6,聚苯乙烯塑料的结构与性能,PS的具体性能,7,聚苯乙烯塑料的成型加工,1、加工特性 PS属无定形树脂，无明显熔点，熔融温度范围比较宽，可在120180之间 成为流体。热稳定性较好，分解温度在300以上。 PS熔体属非牛顿流体，粘度强烈地依赖剪切速率的变化，但温度的影响也比 较明显。PS的流动性十分好，是一种易于加的塑料。 PS的吸水率比较低，在加工前一般不需干燥；如有特殊需要时 (如要求透明 性高)才干燥，具体千燥温度为7080，时间5h。 PS在加工中易产生内应力，除选择证确的工艺条件、改进制品设计和合理的 模具结构外，还应对制品进行热处理。热处理的条件为在温度6585热风循环 干燥箱或热水中处理13h。 PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%0.7%。 2、加工方法 (1)注塑 选用普通注塑机即可。具体工艺条件为:成型温度180215，注塑 压力30150MPa，模具温度小于70。 (2)挤出 可在普通的挤出机上加工，制品有管材、棒材、片材、薄膜和纤维 等。成型后末拉伸时强度低、性脆，拉伸后透明度、光泽、强度和韧性都明显 提高。具体的挤出温度为150200之间。 (3)发泡成型 PS泡沫制品为其树脂的主要用途，具体成型方法有如下三种。,8,聚苯乙烯塑料的成型加工,采用可发性PS树脂 (EPS)为原料。EPS为将GPPS珠粒在加温、加压条件 下，将6%左右的低沸点物理发泡剂如正戊烷、石油醚或异戊烷等渗透到珠粒 中，使之溶胀即为可发性PS珠粒。EPS可用蒸汽模塑法、挤出和注塑等方法生产 泡沫塑料制品。以蒸汽模塑法为例，其具体成型过程如下。 预发泡，用蒸汽将EPS珠粒加热，一般为100左右，使之膨胀近40倍，并保 证珠粒之间互不熔融。 熟化处理，将膨胀的珠粒经空气冷却24h，泡空内汽化的气体冷凝为液体， 降低珠粒内压力，使大气中的空气渗入泡空札 达到压力平衡;同时使泡孔内的液 体增多，以利于进一步发泡，增大发泡倍率。 模压成型，将熟化的珠粒加入模具中，用蒸汽加热便之软化 泡孔内液体挥发 泡空间再度增大，使不同珠粒互相挤压而成块状产品。主要产品为厚板、片及包 装箱等。 用GPPS为原料。采用一步法挤出方法，直接将发泡剂与PS混合好或在挤 出熔融段将物理发泡剂注入PS熔体内， 挤出发泡、冷却即可。主要产品为仿木 型材、片材、仿木板材及发泡网等。,9,聚苯乙烯塑料的应用范围,1、电器制品 PS兼有透明性和良好的绝缘性，可用于电视机、录音机及各种电器的配件、 壳体及高频电容器等。 2、透明制品 PS具有优异的透明性，可用于一般光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及 包装容器等。 3、日用品 PS的着色性和光泽性好，可广泛用于日用品的生产，具体有儿童玩具、装饰 板、磁带盒、家具把手、梳子、牙刷把、笔杆及文具等。 4、包装材料 PS泡沫塑料的防震及保温性好，可用于防震包装和隔热材料。包装材料主 要用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品及陶瓷制品等;隔热材料有隔墙板及屋 顶夹芯材料等。,10,茂金属聚苯乙烯,茂金属聚苯乙烯英文称为m-SPS，它为在茂金属催化剂作用下 合成的间同结构PS树脂，它的苯环交替排列在大分子链的两侧，产 品具有熔点高、耐水解、耐热、耐化学腐蚀、密度小、加工前不用 干燥、收缩小及尺寸稳定性好等优点，具有与工程塑料PBT、PA及 PPS类似的性能，是传统增强工程塑料的理想替代品。 m-SPS最早由日本出光公司于1986年合成，它的间规度为 98%，熔点高达270，类似于PA66，比通用PS高三倍左右;具有优 良的耐热性，其热变形温度为251;耐化学药品、水及水蒸气性能 好，冲击强度及刚性均优;与PBT和PPS一样，可作为工程塑料而应 用。m-SPS进行玻璃纤维增强后。性能进一步提高，具体如下表所 示。,11,茂金属聚苯乙烯,m-SPS、PBT、PET、PA66、PPS的性能 m-SPS可用注塑方法成型加1，具体注塑条件为:料筒温度280300，模 具温度120140。 m-SPS可用做注塑部件、磁带、绝缘薄膜、包装用板、纤维、汽车发动机部 件、保险杠及燃油分配转子等。m-SPS还主要用于耐热塑料制品，在众多耐高温 材料中，SPS的用量排在PPS之后，居第二位。 我国合成m-SPS的单位为上海石化研究院。,12,高抗冲聚苯乙烯简介,高抗冲聚苯乙烯的英文名称为Highimpactpolysturene，简称HIPS。HIPS实质 为PS的一个冲击改性品种，具体组成为PS和橡胶。按HIPS改性幅度的大小可分 为中抗冲PS、高抗冲PS和超高抗冲PS三类。 HIPS的生产有机械共混法和接枝共聚法两种。 机械共混法HIPS的组成为PS和橡胶类聚合物，橡胶类主要有丁苯胶和苯乙 烯-丁二烯及苯乙烯 (SBS)等。PS与10%15%丁苯胶共混的HIPS，冲击强度提高 2倍，属中抗冲PS;而PS/丁苯胶态BS三元共混为超高冲击PS，且制品的表面光泽 高。 接枝共聚法生产的HIPS，可以克服共混法橡胶相分散不均匀的缺点，目前已 成为HIPS的主要方法。接枝共聚法HlPS为苯乙烯单体和5%10%的橡胶共聚。 HIPS的生产厂可参见PS部分。,13,高抗冲聚苯乙烯的性能,HIPS的外观为白色不透明珠状或粒状颗粒，它除冲击性能优异外，还具有 PS的大多数优点，如刚性好、易加工性、制品光泽度高 (光泽度85%)及易着色 等，但其拉伸强度和透明性下降。HIPS的具体性能见下表所示。 HIPS的性能,14,高抗冲聚苯乙烯的成型加工,同PS一样，HlPS的加工性能也很好，熔体的流动性较M3S高，成型收缩率与 ABS接近，一般为0.02%0.06%；因此，成型ABS的模具也适用于HIPS成型。 HIPS的成型温度比M3S低20左右，注塑压力低23MPa。 HIPS的具体成型工艺条件如下: 注塑成型，料筒温度 180250，注塑压力69128MPa，模具温度50 80。 挤出成型，料筒温度180220，机头温度200220。,15,高抗冲聚苯乙烯的应用范围,HIPS在有些领域中可取代ABS。 1、各类壳体 HIPS大量用于电视机、录音机、吸尘器、电话、空调器、洗衣机、复卯机、 照明器具、仪表、仪器、汽车及办公用品的壳体。 2、低发泡材料 HIPS低发泡制品具有木材可锯、可刨及可钉的性能，外观类似木材，可用于 包装、家具和建筑材料等。 3、其他产品 HIPS可用于生产板材和片材，用以吸塑成容器和杯盘等。HIPS可制成管 材、医疗设备及纺织器材等。,16,ABS塑料简介,ABS为丙烯腈3%41%)、丁二烯 (10%30%)和苯乙烯 (29%60%)三种单 体共聚而成的聚合物，英文名称Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，简称ABS。ABS 的制造有混炼法和接枝法两种，合成的ABS有中冲击型、高冲击型、超高冲击型 及耐热型四类。 ABS最初是在PS改性基础上发展起来的，由于其具有韧、刚、硬的优点，其 用量与PS相当，而应用范围己远远超过PS，成为一种独立的塑料品种。ABS即可 用于普通塑料又可用于工程塑料。 混炼法ABS最早由美国橡胶公司于1946年开发，接枝法ABS由美国Marbon公 司于1954年首先合成。 到2000年，ABS的生产能力可达85万t/a(包括AS)，具体生产厂有台湾奇美惠 州工厂 300kt/a)、吉林石化公司树脂厂 (100kt/a)、大庆石化总厂 (55kt/a)、抚顺石 化公司(50kt/a)、盘锦乙烯公司 (50kt/a)、台湾太平洋公司镇江厂(40kt/a)、齐鲁石 化公司 (40kt/a)、上海高桥石化公司(40kt/a)、广州石化总厂 (40kt/a)、上海石化总 厂 40kt/a、上海大赛路配料有限公司 30kt/a)、上海高桥石化公司(AS、3Okt/a)、 韩国LG公司宁波勇兴化工有限公司(30kt/a)、兰州化学工业公司 20kt/a)、洛阳铭 腾塑料有限公司(l5kt/a)、兰州化学工业公司(ASl5kt/a)、盘锦有机化工二厂 (l0kt/a)。,17,ABS塑料的结构与性能,1、ABS的结构 ABS大分子主链由三种结构单元重复连接而成，不同的结构单元赋予其不同 的性能:丙烯臆，耐化学腐蚀剂性好、表面硬度高;丁二烯，韧性好;苯乙烯，透明 性好、着色性、电绝缘性及加工性。 三种单体结合在一起，就形成了坚韧、硬质、刚性的ABS树脂。不同厂家生 产的ABS因结构差异较大，所以性能差异也较大。 2、ABS的性能 (1)一般性能 ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，其制品可着成五颜六 色，并具有90%的高光泽度。ABS的相对密度为1.05，吸水率低。ABS同其他材 料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18.2，属易燃 聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不落滴，并发出特殊的肉桂味。 (2)力学性能 ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度 下使用；即使ABS制品被破坏也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏，这是ABS高 度韧的写实。肥S的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载 荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯 曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。 (3)热学性能 ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高 l0左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内 使用。,18,ABS塑料的结构与性能,(4)电学性能 ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影 响。可在大多数环境下使用。 (5)环境性能 ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛 类及氯代烃中。受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在 紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后，冲击强度下降一半。 ABS的具体性能见下表所示。 ABS的性能,19,ABS塑科的成型加工,1、加工特性 ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的 加工方法加工。 ABS的熔体流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与 POM和HIPS类似;M3S的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度对加1 温度和剪切速率都有关系。但对剪切速率更为敏感。 ABS的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS的吸水性较高， 加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度8085，时 间24h；对特殊要求的制品(如电镀)的干燥条件为温度7080， 时间1818h。 ABS制品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸人冰 乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火 处理，具体条件为放于7080的热风循环干燥箱内24h，再冷 却至室温即可。,20,ABS塑科的成型加工,2、加工方法 ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型加工，并 以注塑法最广，。挤出法次之。 (1)注塑 选用柱塞式注塑机的成型温度为180230，而选用 螺杆式注塑机的成型温度为160220;对表面光泽度要求高的制品 模具温度为6080，而一般制品模具温度为5060即可;对薄壁 制品注塑压力为130150MPa，而对厚壁制品注塑压力则为60 70MPa。 (2)挤出 可生产管材、板材、片材及型材等，挤出机的L/D为 1822，压缩比为2.53。以管材为例，挤出成型的工艺条件为:料 筒温度160180，机头温度为175195。 (3)吸塑成型 吸塑成型的加热温度可控制在140180范围 内，并以150最佳。,21,ABS塑料的改性品种,ABS的改性品种主要为其合金，具体种类很多，应用很广。 1、ABS/PVC 可改善A忧的阻燃性，同时还可提高撕裂强度和耐腐蚀性，并 可制成柔软或半硬制品。 2、ABS/PC 提高ABS的耐热温度，一般可达120左右。还可适当提高强 度和硬度等力学性能。 3、ABS/TPU 此合金兼有TPU的冲击性和耐磨性，ABS刚性、综合性及价格 低等优点。,22,ABS塑料的应用范围,1、壳体材料 广泛用于制造电话机、移动电话、传呼机、电视机、洗衣机、 录音机、收音机、复印机、传真机、玩具及厨房用品等的壳体。 3、机械配件 ABS可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄 电池槽及电动工具壳等。 3、汽车配件 具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄及扶手 等。 4、其他制品 化工各类防腐蚀管材、镀金制品、文具如笔杆等，保温、防震 用泡沫塑料，防木制品等。,23,