发泡聚苯乙烯生产新方法

现　代　塑　料　加　工　应　用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第11卷第4期・14・ModernPlasticsProcessingandApplications

一步法生产发泡聚苯乙烯

张玮

(茂名石化乙烯公司橡胶塑料研究所,525021)

　　摘要:介绍了利用一步法制备可发性聚苯乙烯(EPS)的过程。对聚合时间与转化率的关系,单一、复合分散剂对EPS粒度分布的影响,搅拌转速对平均粒径的影响进行了探讨研究,,反应温度(90±1)℃,搅拌转速440r/min,可生产粒度(01833～3.327mm)关键词:　一步法　二步法　粒度分布　　　)、

强度高、,已被广泛用作包装、缓冲、保温等方面的材料。EPS的开发始于40年代,现在其制备工艺有一步浸渍法(简称一步法)和二步浸渍法(简称二步法)两种。一步法是将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内,聚合后得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分离和干燥,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品。二步法是将苯乙烯单体先聚合成一定粒度的聚苯乙烯珠粒,经分级过筛,再重新加水、乳化剂、发泡剂和其他助剂于反应釜内,加热浸渍,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品,此法也称为后浸渍法。一步法工艺的特点是工艺简单,投资费用低,在降低消耗和节约能耗方面也优于二步法。

目前,国外生产可发性聚苯乙烯的工艺主要为一步法。国内生产的苯乙烯树脂系列产品比较齐全,为了适应国内市场的需求,迎头赶上国际先进水平,我们开展了一步法生产可发性聚苯乙烯的研制工作。根据国内原料的货源情况,结合生产实际以及综合考虑社会效益和经济效益等问题,选择了复合分散体系,在一定的搅拌强度下进行悬浮聚合来制备粒度稳定、分布较为集中的可发性聚苯乙烯。

羟乙基纤维素(HEC),化学纯,无锡电化厂;过氧化

苯甲酰(BPO),工业品,北京有机化工厂;水为软水,茂名石化乙烯公司;无机分散剂(A),实验纯,自制;亚硝酸钠(NaNO2),分析纯;发泡剂(戊烷),工业纯;十二烷基苯磺酸钠,工业品,市售。113　试验方法

　　根据配方,称取定量的软水加入釜中,先将HEC和NaNO2加入釜内,夹套内通90℃热水并开

动搅拌,使HEC全部溶解。同时称取SM,将BPO、SM一起加入釜中。控制一定的搅拌速度,升温使釜温保持在(90±1)℃,釜内要用氮气置换。反应至5h后,每隔30min用吸管从釜内取样一次,检查粒子形态、硬度,当粒子发硬时,降温至(80±1)℃,加入发泡剂,再升温至(100±1)℃熟化一定时间,降温至40℃,放空出料,产物经洗涤、干燥、筛分、称重。

把含有发泡剂的聚苯乙烯珠粒,在发泡器中80～85℃下预发泡(用蒸气加热),将预发泡的聚苯乙烯颗粒料,在室温下熟化24h后即可供成型使用。将熟化后的发泡聚苯乙烯颗粒料,装入成型模中,上紧盖后通入蒸气加热,待成型后再通入水冷却,即得到制品。

1　试验部分

111　主要的试验设备

2　结果与讨论

211　聚合时间与转化率的关系

　　反应器为50L高压聚合釜,预发泡器为10L白瓷桶,模具材质为不锈钢。112　主要原材料

　　我们对聚合时间与转化率的关系进行了一系列

　　收稿日期:1999-02-09。

　　作者简介:张玮,女,1961年生,工程师。长期从事苯乙烯合成树脂、合成胶乳的开发、生产及分析工作,已发表论文数篇。

　　苯乙烯单体(SM),工业纯,茂名石化乙烯公司;

张玮.一步法生产发泡聚苯乙烯・15・

试验,其结果见图1

。

由图1可知,在反应温度为(90±1)℃下反应5h,转化率达85%,根据经验,此时是发泡剂加入的最佳时机。

212　单一分散剂及复合分散剂对EPS粒度分布的

影响

　　本系统采用水溶性的有机高分子HEC作为主分散剂,它属于表面活性类物质。同时采用HEC作主分散剂,无机分散剂A为辅分散剂,试验结果见表1。

,与无机分散剂A并,生产出的EPS粒度,31327～01833mm的粒子已达到90%以上。

图1　表1　分散剂对EPS粒度分布的影响

编号〗

[1**********]9

HEC含分散剂

EPS粒径分布范围/mm

量,%A含量,%大于313273.327～1.6501.650～0.9910.991～0.8330.833～0.645

[***********]67

[**************]0

0000

[1**********]8

[**************]4

[**************]3

[1**********]13

小于01645

[1**********]2

3.327～0.6453.327～0.833

[**************]8

[**************]5

213　搅拌转速对平均粒径的影响

　　在不同转速下,平均粒径的变化结果见图2

。

此随着转速提高,局部能耗增加,平均粒径下降,体

系总的液滴数增多,碰撞频率增加,随着聚合体系转化率的提高,分散相的粘度增加,碰撞激烈,促使合并速度提高,当分散剂不能全部覆盖液滴表面时,就会引起部分合并,成为粗粒。214　与同类样品的比较

　　将收集到的不同地区的EPS粒子,经沸水预发泡后,用刀片切取薄片,在显微镜下放大200倍,观察EPS粒子的结构,结果发现自制一步法EPS的总体效果与台湾生产的一步法EPS质量相近。

3　结论

图2　平均粒径与搅拌转速的关系

a.　在反应温度为(90±1)℃和搅拌转速为

由图2可见,随着搅拌转速的增加,平均粒径开始逐渐减小,当转速超过临界转速后,平均粒径又增

大。从液-液分散理论可知,液滴大小分布与搅拌釜内的能量大小分布有密切关系。在一定体系下,控制液滴大小的因素就是液滴周围的局部能耗。因

440r/min的工艺条件下,采用一步法可制得合格的

可发性聚苯乙烯珠粒产品。

b.　通过大量试验,结果表明本工艺路线可行,配方简单,操作方便,体系稳定,产品质量稳定。

c.　采用复合分散剂体系,粒径分布在31327～

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0.833mm的粒子可达90%以上,且粒度分布集中,稳定性好。

STUDYONONE-STEPEPSPROCESS

ZhangWei

(Rubber&PlasticsInstituteofMaomingPetrochemicalCompany)

ABSTRACT

Theone-stepprocessofEPSproductionwasintroduced.Therelationshipsbetweenthepolymerizationtimeandconversion,theeffectofasingleormultipledispersantonEPSgranulatedistribution,andtheeffectofagitationspeedonaveragegranulatesizewasstudied.Theproductsandforeignproductsofthesamekindwasalsomade.BychoosingdispersantthekindofEPSwithaveragegranulatesizeof0.3.distributionwasprepared.Theprocessconditions)andagitationspeedwas440r/min.

Keywords:one-two-stepmethod;granulatedistribution;EPSfoamplastics

《现代塑料加工应用》四届二次编委会会议在京举行

《现代塑料加工应用》四届二次编委会暨创刊十周年纪念会于1999年6月8日～6月9日在北京召开。中国工程院院士、中国石化集团公司总工程师、编委会主任委员袁晴棠出席会议,并作了重要指示。编委会其他负责人徐国斌、张培尧、袁惠珍和来自全国各地各行业的编委共20余名出席了会议。

会议听取了编辑部的工作报告,对下步工作计划和如何进一步提高刊物质量进行了认真热烈的讨论,充分肯定和赞扬了期刊十年来所取得的长足进展,报道内容新颖,实用性、可读性、科学性不断提高,多次获奖,发行量较高且稳定,受到读者普遍欢迎和好评,声誉日益上升。编委们对提高办刊质量提出了许多宝贵和有益的建议,刊物应面向市场、面向生产、面向实际,组织优质稿源,促进塑料新产品开发和推广,并适度增加广告业务量,为塑料和相关工业服务。会议取得了令人满意的良好效果。

(扬子石化股份有限公司研究院　唐伟家供稿)

聚乙烯成型品卫生标准GB9687—88和最新颁布实施的生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准GB/

T17219—1998。一步法硅烷交联聚乙烯管材生产技术已于1996年初通过化工部组织的技术鉴定。

在推出一步法硅烷交联聚乙烯管材生产技术及设备的同时,已定点生产两步法硅烷交联聚乙烯塑料及其配套的催化剂母料供无锡、杭州、宁波、北京数家工厂生产铝塑复合管用。用户对这种可交联聚乙烯塑料的加工性能和使用性能都十分满意。

(北京化工大学塑料机械及工程研究所　龙文保供稿)

理想的增强耐磨改性剂玻璃微珠

江苏镇江丰泽新型材料厂日前开发出无碱玻璃球经深μm,粒度均匀、度细化生产的玻璃微珠,其粒径3～5色泽白亮,已批量生产投放市场。该产品可广泛应用于热塑性塑料的增强改性,具有填充能力高,分布均匀,所增强改性的物料加工性能好,除了可获得良好的刚性和强度之外,还具有可使制品的耐磨性、热变形温度以及制品的内应力与尺寸稳定性得到不同程度的改善和提高等一系列优点,日渐为塑料加工业所关注。如与玻璃纤维配混增强改性,可提高玻纤的分散性,进一步改善制品的增强效果与表面质量。用玻璃微珠增强改性的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)制品,其耐磨性可提高40%,热变形温度可提高30～40℃,既可降低成本,又进一步扩大了超高分子量聚乙烯制品的应用范围。同样它还可应用于热固性模压塑料聚四氟乙烯(PTFE)制品的增强改性,提高其强度和耐磨性。该产品可与国外同类产品相媲美,且具有价格低的优势。

(常州塑料研究所　苏春华供稿)

聚乙烯管材和铝塑复合管用

可交联聚乙烯塑料

北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所对一步法硅烷交联聚乙烯管和铝塑复合管用可交联聚乙烯以及两步法所用的催化剂母料进行了系统的理论研究、产业化研究,开发出两步混合法及其母粒技术,设计制造出反应挤出成型机、真空冷却定径箱等专用设备,优选出最佳的一步法和二步法交联聚乙烯配方及其配制工艺,管材技术性能已达到

DIN16892-97标准要求,其卫生性能达到我国食品包装用