可發(fā)性聚苯乙烯的制備及其性能研究.pdf

1、可發(fā)性聚苯乙烯(Expandable Polystyrene，EPS)是一種廣泛應(yīng)用在包裝和建筑行業(yè)的高分子材料，具有吸水性低、隔熱、介電性能優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)度高等性能。生產(chǎn)中平均粒徑、分子量及其分布、密度均是關(guān)鍵指標(biāo)，本課題來(lái)源于中國(guó)石油大連石化可發(fā)性聚苯乙烯項(xiàng)目改進(jìn)，目的在于提高可發(fā)性聚苯乙烯珠粒平均粒徑在0.6-1.4mm的比例，同時(shí)掌握不同條件下，聚合過(guò)程及產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)。本文通過(guò)改變油水比、分散劑用量、攪拌速率、升溫方式和電解質(zhì)的使

2、用，成功制備了PS樹(shù)脂珠粒，并對(duì)粒子進(jìn)行篩分處理，計(jì)算出不同條件下產(chǎn)品的合格率，得到合格率最高、反應(yīng)過(guò)程最優(yōu)、產(chǎn)品性能最好的工藝過(guò)程，以及不同條件下制備的產(chǎn)品珠粒的平均粒徑、粒徑分布，分子量及分子量分布、Tg等數(shù)據(jù)的規(guī)律性。
　　 但是由于有機(jī)碳?xì)浠衔镱惖陌l(fā)泡劑，尤其是戊烷的揮發(fā)對(duì)環(huán)境的危害日益得到人們的關(guān)注，而且可發(fā)性聚苯乙烯材料的不可降解性都有悖于綠色化學(xué)和環(huán)保材料的應(yīng)用，因此本文在大連石化可發(fā)性聚苯乙烯項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)之上

3、對(duì)其發(fā)泡劑的類型、基體分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改性，將淀粉和馬來(lái)酸酐引入苯乙烯分子主鏈中，提高基體Tg的同時(shí)，也改善了聚苯乙烯的生物降解性；利用淀粉分子的吸水性將水引入珠粒內(nèi)，水的膨脹使基體膨脹，由此得到水發(fā)性聚苯乙烯(Water Expandable Polystyrene，WEPS)。此外由于粘土也具有良好的親水性，粘土-聚合物復(fù)合材料具有高力學(xué)性能、耐熱性能，將粘土引入苯乙烯聚合體系，主要研究其對(duì)材料吸水含量的影響。由此，我們分別研究了不同

4、油水比、不同淀粉含量、不同分散劑類型、不同粘土含量對(duì)材料含水量的影響，此外，對(duì)其平均粒徑及其粒徑分布、分子量及分子量分布、zg的變化規(guī)律進(jìn)行了研究，還運(yùn)用了TGA對(duì)含水量和淀粉含量進(jìn)行了研究、運(yùn)用SEM對(duì)粒子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究、運(yùn)用光學(xué)顯微鏡對(duì)發(fā)泡粒子相態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。主要工作如下：
　　 ⑴油水比1:1條件下，攪拌速率270-350rpm范圍內(nèi)制備聚苯乙烯珠粒，對(duì)比平均粒徑及粒徑分布、分子量及分子量分布、Tg的變化規(guī)律；

5、　　 ⑵同一攪拌速率、不同油水比(1:2、1:1.75、1:1.5、1:1.25、1:1)制備聚苯乙烯珠粒，對(duì)比平均粒徑及粒徑分布、分子量及分子量分布、Tg的變化規(guī)律；
　　 ⑶同一攪拌速率和油水比，不同分散劑用量下制備聚苯乙烯珠粒，對(duì)比平均粒徑及粒徑分布、分子量及分子量分布、Tg的變化規(guī)律；
　　 ⑷油水比1:1，分段升溫以優(yōu)化生產(chǎn)工藝；
　　 ⑸放大反應(yīng)至2L反應(yīng)釜中進(jìn)行，并加入戊烷制備EPS；
　　

6、 ⑹淀粉含量不變，不同油水比下制備WEPS，對(duì)比平均粒徑及粒徑分布、分子量及分子量分布、zg的變化規(guī)律、含水量的變化、相態(tài)結(jié)構(gòu)和相態(tài)分布；
　　 ⑺油水比1:1.5，不同淀粉含量制備WEPS，對(duì)比平均粒徑及粒徑分布、分子量及分子量分布、Tg的變化規(guī)律、含水量的變化、相態(tài)結(jié)構(gòu)和相態(tài)分布；
　　 ⑻油水比1:1.5，5％淀粉含量，不同粘土含量制備WEPS，對(duì)比平均粒徑及粒徑分布、分子量及分子量分布、Tg的變化規(guī)律、含水量的