聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS)是一种无色透明的热塑性塑料,由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物。以下是对聚苯乙烯的详细介绍:
一、基本性质
物理状态:无色透明的热塑性塑料。
密度:约1.04~1.06克/立方厘米(非晶态),1.11~1.12克/立方厘米(晶体)。
玻璃化温度:80~100℃。
熔融温度:240℃。
导热率:0.08(或30℃时为0.116瓦/(米·开))。
电导率:10^-16 S/m。
吸水率:低,约为0.03~0.1(ASTM标准)。
二、主要用途
一次性容器:由于其具有较高的玻璃转化温度,聚苯乙烯常被用来制造各种需要承受开水温度的一次性容器,如一次性塑料餐具、水杯等。
泡沫塑料产品:发泡聚苯乙烯(EPS)广泛用于制作泡沫塑料产品,如快餐饭盒、建筑板材等,具有吸音、隔音、隔热等效果。
硬质塑料品:聚苯乙烯也可用于制造家用电器等硬质塑料品,如仪表外壳、灯罩、光学零件等。
薄膜:由于其具有一定的透气性,聚苯乙烯薄膜制品可用作食品包装材料。
其他应用:在生化医疗等领域,聚苯乙烯也有应用,如细胞培养微孔板、比色皿、生化样品杯等。
三、种类与改性
聚苯乙烯主要分为以下几种类型:
通用级聚苯乙烯(GPPS):俗称透苯,为无色透明硬质塑料,主要用于制造日用品和硬质塑料品。
抗冲击级聚苯乙烯(HIPS):俗称改苯,通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒提高冲击强度,但产品不透明,常用于制作需要较高抗冲击性的产品。
发泡级聚苯乙烯(EPS):专用于制作泡沫塑料产品。
间规聚苯乙烯(SPS):为间同结构,采用茂金属催化剂生产,是近年来发展的聚苯乙烯新品种,性能好,属于工程塑料。
为了改善聚苯乙烯的缺点,如脆性大、耐热性差等,常对其进行改性。改性方法包括化学方法和物理方法,如通过嵌段共聚、接枝共聚、交联等反应实现化学改性,或通过填充、增强、共混等工艺实现物理改性。
四、生产与加工
聚苯乙烯的生产方法包括本体聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法等。目前工业化生产主要采用悬浮聚合法和本体聚合法。聚苯乙烯流动性好,加工性能好,易着色,尺寸稳定性好。可用注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件,特别适用于注射成型。
五、环保与回收
聚苯乙烯树脂在生产和加工过程中需要注意环保问题,如防止树脂粉尘对人体的危害,以及避免与有毒及腐蚀性和易燃易爆品混装。同时,由于聚苯乙烯一次性消耗品带来的“白色污染”问题,人们越来越重视其回收与再利用。工业上已经出现多种使发泡聚苯乙烯密化的新方法,以增加其密度并便于回收再利用。
综上所述,聚苯乙烯是一种广泛应用的热塑性塑料,具有多种优良性能和广泛的应用领域。然而,在使用过程中也需要注意环保和回收问题,以实现可持续发展。