GPPS塑料
有光澤的、透明的顆粒
GPPS塑料即為通用級聚苯乙稀(GPPS) 聚苯乙烯(PS)是由苯乙烯單體(SM)聚合而成的,可由多種合成方法聚合而成,目前工業上主要採用本體聚合法和懸浮聚合法。聚苯乙烯的英文名稱為Polystyrene,簡稱PS(以下或簡稱PS)。PS是一種熱塑性非結晶性的樹脂,主要分為通用級聚苯乙烯(GPPS、俗稱透苯)、抗衝擊級聚苯乙烯(HIPS、俗稱改苯)和發泡級聚苯乙烯(EPS)。
GPPS為而有光澤的、透明的顆粒。質輕、價廉、吸水性低、著色性好、尺寸穩定性、電性能好、製品透明、加工容易。 GPPS可溶於芳香烴、氯代烴、脂肪族酮和酯但在丙酮中只能溶脹。可耐某些礦物油、有機酸、鹼、鹽、低級醇及其水溶液的作用。吸水率低,在潮濕環境中仍能保持其力學性能和尺寸穩定性。電性能優異,體積電阻和表面電阻都很高,且不受溫度、濕度變化的影響,也不受電暈放電的影響。耐輻射性能也很好。 GPPS主要缺點是質脆易裂、衝擊強度低,耐熱性較差,不能耐沸水,只能在較低溫度和較低負荷下使用。耐日光性差,易燃。燃燒時發黑,且有特殊臭味。
聚苯乙烯早在1930年由德國I.G.Farben公司首先進行工業化,1937年美國開始商業性生產。當前,聚苯乙烯在世界熱塑性樹脂中,產量名列第四,居聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯之後。世界上苯乙烯系列的樹脂品種已有30~40種,牌號近100種,品級400餘種,產量1100萬噸/年以上,而PS佔65%左右。
由於聚苯乙烯的生產工藝簡單,原料來源豐富,世界大部分國家和地區均有生產。
通用級聚苯乙烯是一種熱塑性樹脂,為無色、無臭、無味而有光澤的、透明的珠狀或粒狀的固體。密度1.04~1.09,透明度88%~92%,折射率1.59~1.60。在應力作用下,產生雙折射,即所謂應力-光學效應。產品的熔融溫度150~180℃,熱分解溫度300℃,熱變形溫度70~100℃,長期使用溫度為60~80℃。在較熱變形溫度低5~6℃下,經退火處理后,可消除應力,使熱變形溫度有所提高。若在生產過程中加入少許α-甲基苯乙烯,可提高通用聚苯乙烯的耐熱等級。
它可溶於芳香烴、氯代烴、脂肪族酮和酯等,但在丙酮中只能溶脹。光學性能僅次於丙烯酸類樹脂。電性能優異,體積電阻率和表面電阻率都很高,且不受溫度、濕度變化的影響,也不受電暈放電的影響。耐輻照性能也很好。其主要缺點是質脆易裂、衝擊強度較低,耐熱性較差,不能耐沸水,只能在較低溫度和較低負荷下使用。耐日光性較差,易燃。燃燒時發黑煙,且有特殊臭味。
通用級聚苯乙烯,是以苯乙烯為單體經過自由基聚合或離子型聚合製得的。生產方法有本體聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法和乳液聚合法等。工業化生產所採用的主要是懸浮聚合法和本體聚合法。
1.本體聚合法 將苯乙烯單體送入預聚釜中,再加入少量添加劑和引發劑,於95~115℃下加熱攪拌進行預聚合,待轉化率達到20%~35%之後,再送入帶有攪拌器的塔式反應器內進行連續聚合反應。聚合溫度逐段提高到170℃左右,以達到完全轉化。少量未反應的苯乙烯從塔頂放出,並可回收再用。聚合物連續從塔底出料,經擠出造粒即得成品,包裝后出廠。其流程如下。
2.懸浮聚合法 以苯乙烯為單體,水為介質,以明膠或澱粉、聚乙烯醇、羥乙基纖維素等保護膠或碳酸鎂、硅酸鎂、磷酸鈣等不溶性無機鹽等為分散劑,順丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物鈉鹽為助分散劑,以過氧化苯甲醯為引發劑,在85℃左右進行引發聚合。也可不用引發劑,在高壓聚合釜中於100℃以上的高溫下進行高溫聚合。聚合物經洗滌、分離、乾燥即得無色透明的細珠狀樹脂。
聚苯乙烯流動性好,加工性能好,易著色,尺寸穩定性好。可用注塑、擠塑、吹塑、發泡、熱成型、粘接、塗覆、焊接、機加工、印刷等方法加工成各種製件。特別適用於注塑成型,注塑成型時物料一般可不經過乾燥直接使用。但為了提高製品質量,可在55℃~70℃鼓風烘箱內預乾燥1~2h。具體加工條件大致為:料筒溫度200℃左右,模具溫度60~80℃,注塑溫度170℃至220℃,注塑壓力比為1.6~4.0。成型后的製品應在紅外線燈或鼓風烘箱內,於 70℃恆溫處理2~4h。
樹脂的生產原料,對人體的皮膚和黏膜有不同程度的刺激,可引起皮膚過敏反應和炎症;同時還要注意樹脂粉塵對人體的危害,長期吸入高濃度的樹脂粉塵,會引起肺部的病變。大部分樹脂都具有共同的危險特性:遇明火、高溫易燃,與氧化劑接觸有引起燃燒危險,因此,操作人員要改善操作環境,將操作區域與非操作區域有意識地劃開,儘可能自動化、密閉化,安裝通風設施等。聚苯乙烯樹脂的包裝一般為紙塑複合袋或其他包裝袋,每袋凈重25kg,也可採用其他質量的大包裝。貯存時應存放在通風、乾燥的倉庫內,應遠離火種並防止陽光直接照射,不得露天堆放。聚苯乙烯樹脂為非危險品。在裝卸過程中嚴禁使用鐵鉤等銳利工具,切忌拋擲以免損壞包裝袋。運輸時,不得在陽光下曝晒或雨淋,不可與有毒及腐蝕性和易燃易爆品混裝。
通用級聚苯乙烯,可用於日用品、電氣、儀錶外殼、玩具、燈具、家用電器、文具、化妝品容器、室 內外裝飾品、果盤、光學零件(如三稜鏡、透鏡)透鏡窗鏡和模塑、車燈、電訊配件,電頻電容器薄膜,高頻絕緣材料、電視機等集裝箱、波導管,化工容器等。懸浮聚合樹脂可製成不同密度的泡沫塑料,用作絕熱、隔音、防震、漂浮、包裝材料,軟木代用品,預發泡體可作水過濾介質及製備輕質混凝土,低發泡塑料可製成合成木材做傢具等。
高抗衝擊級聚苯乙烯High impact polystyrene(HIPS)可注塑或擠塑成各種製品,適合家電產品外殼,電器用品、儀器儀錶配件、冰箱內襯、板材、電視機、收錄機、電話機殼體、文教用品、玩具、包裝容器、日用品、傢具、餐具、托盤、餐具、結構泡沫製品等。