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1、第三章第三章 苯乙烯类塑料苯乙烯类塑料 苯苯 乙乙 烯烯 类类 塑塑 料料 主主 要要 是是 指指 聚聚 苯苯 乙乙 烯烯（PS）和和丙丙烯烯腈腈/丁丁二二烯烯/苯苯乙乙烯烯树树脂脂（ABS）。PS是是通通用用塑塑料料， ABS树树脂脂的的综综合合力力学学性性能能好好，制制品品光光泽泽度度较较高高。是是五五大大通用塑料之一。通用塑料之一。 第一节第一节 聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料 PS刚、硬、脆、透明；刚、硬、脆、透明； 一、聚苯乙烯的合成一、聚苯乙烯的合成1 1、本体聚合、本体聚合 聚合后的产物经过挤出造粒得到聚合后的产物经过挤出造粒得到PSPS粒状物。粒状物。其特点是：其特点是：（1 1）产
2、物纯度高，透明性好和电性能好。产物纯度高，透明性好和电性能好。（2 2）产物相对分子质量较低，分布不均，力）产物相对分子质量较低，分布不均，力 学性能受到一定影响。学性能受到一定影响。2、悬浮聚合悬浮聚合 悬浮聚合后得到浆状的苯乙烯聚合物，悬浮聚合后得到浆状的苯乙烯聚合物，用氮气驱逐未反的苯乙烯单体再经水洗、用氮气驱逐未反的苯乙烯单体再经水洗、离心分离、气流干燥制成珠粒状离心分离、气流干燥制成珠粒状PSPS树脂。树脂。 产物有特点是：产物有特点是：（1 1）相相对对分分子子质质量量分分布布均均匀匀，综综合合性性能能优良的特点；优良的特点；（2 2）残留少量分散剂，透明性稍差；）残留少量分散剂，
3、透明性稍差；（3 3）工艺较复杂。）工艺较复杂。二、聚苯乙烯的结构二、聚苯乙烯的结构1 1、自自由由基基聚聚合合，大大分分子子链链基基本本呈呈无无规规构构型型，为为典典型型的的无无定定形形热热塑塑性性聚聚合合物物，非非晶塑料品种，具有良好的透明性；晶塑料品种，具有良好的透明性；2 2、PSPS大大分分子子链上上苯苯环空空间位位阻阻效效应较大大，大大分分子子链僵僵硬硬，宏宏观上上表表现出出刚而而脆脆的的性性质； 4 4、由于体由于体积效效应削弱了削弱了PSPS大分子大分子间的作用力，的作用力， 在在热的作用下，大分的作用下，大分子子间容易容易产生滑移，所以其熔体在成生滑移，所以其熔体在成型加工中
4、具有很好的流型加工中具有很好的流动性。性。 3 3、成型、成型中易中易产生内生内应力，造成制力，造成制品品产生生银纹，甚至开裂。，甚至开裂。在产品设计在产品设计和生产中应注意；和生产中应注意；三、聚苯乙烯的性能三、聚苯乙烯的性能1、物理性能物理性能 PS原原料料为为无无毒毒、无无色色透透明明粒粒状状物物，密度为密度为1.05g/cm3，吸水率约为吸水率约为0.05% 宏宏观观上上质质硬硬似似玻玻璃璃，落落地地或或敲敲打打时时发出金属般的清脆声音；发出金属般的清脆声音； 易易燃燃，燃燃烧烧时时软软化化、起起泡泡，有有浓浓黑黑烟，并伴有苯乙烯单体的甜香味。烟，并伴有苯乙烯单体的甜香味。2.力学性能
5、力学性能 拉拉伸伸弹弹性性模模量量和和弯弯曲曲强强度度较较高高，是是刚性较大、抗弯能力较强的塑料品种；刚性较大、抗弯能力较强的塑料品种； 冲冲击击强强度度较较低低，常常温温下下脆脆性性大大，故故PS制制品品在在使使用用中中常常表表现现出出较较低低的的力力学学强强度。度。概括为三个字：概括为三个字：刚、硬、脆刚、硬、脆3.热性能热性能 PS的的Tg为为80105，脆脆化化温温度度约约30； 熔融温度（熔融温度（Tf）为为140180。 PS其使用温度不宜超过其使用温度不宜超过80。4、光学性能、光学性能 但但PS受受阳阳光光、灰灰尘尘作作用用后后，会会出出现现混混浊、发黄等现象。浊、发黄等现象。
6、 PS的透光率达的透光率达8892%，具有，具有优良的光学性能和透明性，是透明优良的光学性能和透明性，是透明性塑料。性塑料。 5、化学性能、化学性能 PSPS的的化化学学稳稳定定性性较较差差，但但耐耐老老化化性性能较好。能较好。 6、电性能电性能 PS PS的体积电阻率和表面电阻率高，的体积电阻率和表面电阻率高， 但但PSPS的耐热性差，力学性能不高，限制的耐热性差，力学性能不高，限制了它在电气方面的某些应用。了它在电气方面的某些应用。6.成型加工性能成型加工性能 PS的的成成型型温温度度范范围围宽宽，熔熔体体黏黏度度低低，易易 于于 成成 型型 加加 工工 。 一一 般般 加加 工工 温温
7、度度 为为160240。 PS是是无无定定形形聚聚合合物物，成成型型收收缩缩率率小小（0.45%），制品尺寸稳定性好。），制品尺寸稳定性好。PS的吸水率低，对于一般的制品的吸水率低，对于一般的制品可以不干燥而直接成型加工。可以不干燥而直接成型加工。 由由于于PS分分子子链链的的刚刚性性大大、质质脆脆，热热膨膨胀胀系系数数比比金金属属大大，故故制制品品不不宜宜带带有有金金属属嵌嵌件件，以以免免在在嵌嵌件件周周围围产产生生应力而开裂。应力而开裂。 如如果果必必须须带带有有金金属属嵌嵌件件，嵌嵌件件最好用铜质或铝质的，并进行预热。最好用铜质或铝质的，并进行预热。在制品设计时，若无特殊需要，在制品设计
8、时，若无特殊需要，应当避有直角、锐角、缺口等。应当避有直角、锐角、缺口等。PS极易着色，可与有机或无机极易着色，可与有机或无机着色剂混合，制成各种色泽鲜艳着色剂混合，制成各种色泽鲜艳的制品的制品。四、聚苯乙烯的选用四、聚苯乙烯的选用 PS树树脂脂既既有有均均聚聚物物也也有有改改性性品品种种，种类较多。工业生产的种类较多。工业生产的PS主要三类：主要三类： 通用级通用级PS（GPS） 高抗冲击级高抗冲击级PS（HIPS） 可发性可发性PS（EPS）1.通用聚苯乙烯通用聚苯乙烯GPS主要指纯净的主要指纯净的PS， 有三类：有三类：耐耐热热型型GPS适适合合于于挤挤出出成成型型和和注注塑塑高质量的制
9、品；高质量的制品； 中等流动型；中等流动型；高高流流动动GPS的的相相对对分分子子质质量量较较低低，加加有有一一定定量量的的润润滑滑剂剂，流流动动性性提提高高，耐耐热性降低。热性降低。 PS易易于于着着色色、印印刷刷、雕雕刻刻和和表表面面金金属属化化处处理理，制制品品图图案案清清晰晰，色色彩彩丰丰富富，可增加制品的美观性。可增加制品的美观性。 GPS制制品品表表面面光光泽泽度度高高，具具有有良良好好的的尺尺寸寸稳稳定定性性，产产品品精精致致美美观观，广广泛泛用用于于工工业业和和日日常常活活中中。例例如如汽汽车车灯灯罩罩、仪仪器器表表面面、化化学学仪仪器器零零件件、光光学学仪仪器器零零件件、电电
10、讯讯零零件件、珠珠宝宝盒盒、香香水水瓶瓶、牙牙刷刷、肥肥皂皂盒盒、果果盘盘、薄薄膜膜、管管材材、容容器器、板板、片等。片等。2.高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯 HIPS实实质质上上是是PS的的改改性性品品种种，通通过过PS与与橡橡胶胶共共混混或或苯苯乙乙烯烯与与橡橡胶胶共共聚聚来来改改善善GPS的的脆脆性性，提提高高冲冲击击强强度度。近近年年来来HIPS的发展迅速，应用范围不断扩大。的发展迅速，应用范围不断扩大。 HIPS主主要要用用于于生生产产电电视视机机、录录音音机机、电电话话机机、吸吸尘尘器器和和各各种种仪仪表表的的机机壳壳和和部部件件，也也可可用用于于生生产产板板材材、冰冰箱箱内内衬衬、
11、电电器器零零件件、设设备备罩罩壳壳、容容器器、家家具具、玩玩具具及及其其它它对对韧韧性要求较高的文教和生活用品。性要求较高的文教和生活用品。3.可发性聚苯乙烯可发性聚苯乙烯 EPS是珠粒大小均匀性要好的是珠粒大小均匀性要好的PS。该种该种PS易于加入发泡剂制得整体易于加入发泡剂制得整体内含有无数微孔的泡沫塑料。内含有无数微孔的泡沫塑料。 PS泡泡沫沫塑塑料料质质轻轻、热热导导率率低低、吸吸水水性性小小、电电性性能能好好，具具有有绝绝热热、减减震震、隔隔音音的的优优点点，广广泛泛用用作作建建筑筑、冷冷藏藏、冷冷冻冻和和化化工工的的保保温温、隔隔热热材材料料，运运输输、家家电电、仪器仪表的缓冲包装
12、材料。仪器仪表的缓冲包装材料。第二节第二节 丙烯腈丙烯腈/丁二烯丁二烯/苯乙烯树脂苯乙烯树脂 丙烯腈丙烯腈/丁二烯丁二烯/苯乙烯树脂简称苯乙烯树脂简称ABS树脂，它是丙烯腈（树脂，它是丙烯腈（A）、）、丁二丁二烯（烯（B）和苯乙烯（和苯乙烯（S）的共聚物或掺的共聚物或掺混物，是在混物，是在PS改性基础上发展起来的改性基础上发展起来的一种热塑性通用工程塑料。一种热塑性通用工程塑料。 一、一、丙烯腈丙烯腈/ /丁二烯丁二烯/ /苯乙烯树脂的生苯乙烯树脂的生产产 1、原料、原料 丙烯腈（丙烯腈（A） 丁二烯（丁二烯（B） 苯乙烯（苯乙烯（S）2、ABS的生产的生产 丁丁二二烯烯胶胶乳的制备乳的制备丁
13、丁二二烯烯胶胶乳乳与与苯苯乙乙烯烯和和丙丙烯烯腈腈的的接枝共聚接枝共聚苯苯乙乙烯烯和和丙丙烯烯腈腈共共聚聚物物的的合合成成掺混及后处掺混及后处理理ABSABS树脂树脂 干法掺混可以非常方便地通过调干法掺混可以非常方便地通过调整整ABSABS接枝粉和接枝粉和ASAS共聚物及各种助剂共聚物及各种助剂的比例来改变的比例来改变ABSABS的性能，极大地丰的性能，极大地丰富了富了ABSABS树脂的品种。树脂的品种。 二二、丙丙烯烯腈腈/丁丁二二烯烯/苯苯乙乙烯烯树树脂脂结结构构与性能的关系与性能的关系1、ABS组成与性能组成与性能 从构成从构成ABS的各单体含量来看：丙的各单体含量来看：丙烯腈烯腈20%
14、30%，丁二烯，丁二烯6%30%，苯乙烯苯乙烯45%70%。ABS中三种组分中三种组分不同的性能作用不同的性能作用 ： （1） 丙烯腈使丙烯腈使ABS具有良好的耐具有良好的耐化学腐蚀性、高的表面硬度和耐热性；化学腐蚀性、高的表面硬度和耐热性；并具有较高的表面光洁度。并具有较高的表面光洁度。 （2）丁二烯使）丁二烯使ABS具有较高的韧性和具有较高的韧性和冲击强度；冲击强度； （3）苯乙烯则赋予）苯乙烯则赋予ABS良好的刚良好的刚性和易加工性。性和易加工性。 2、聚集态结构与性能聚集态结构与性能 （1 1）ABSABS树脂的形态结构是个复杂树脂的形态结构是个复杂的聚合物共混体系的聚合物共混体系 ；
15、 （2）对橡胶主链来说，具有塑料对橡胶主链来说，具有塑料性质的性质的ASAS分枝起到了增强作用，对分枝起到了增强作用，对ASAS支支链来说，橡胶部分则起到了增韧作用链来说，橡胶部分则起到了增韧作用 ； （3）它具有在连续的树脂相中分它具有在连续的树脂相中分散着橡胶相的两相结构。散着橡胶相的两相结构。 正正是是ASAS树脂脂连续相相中中存存在在的的橡橡胶胶分分散散相相颗粒粒具具有有终止止银纹发展展的的作作用用，从从而而使使ABSABS显示示出出较高高的的冲冲击韧性。性。三、丙烯腈三、丙烯腈/丁二烯丁二烯/苯乙烯树脂的性能苯乙烯树脂的性能1、物理性能物理性能 ABS树树脂脂呈呈浅浅象象牙牙色色、不
16、不透透明明，无无毒毒无无味味，相相对对密密度度为为1.05左左右右，吸吸水水率率为为0.2%0.7%； ABS燃燃烧烧缓缓慢慢，离离火火后后继继续续燃燃烧烧，火焰呈黄色，有黑烟；火焰呈黄色，有黑烟； 燃燃烧烧后后塑塑料料软软化化、焦焦化化，伴伴有有橡橡胶胶燃烧气味，无熔融滴落现象。燃烧气味，无熔融滴落现象。 ABS的其它力学性能并不很高，但的其它力学性能并不很高，但它没有明显的力学缺陷，显示出较好它没有明显的力学缺陷，显示出较好的的 韧性韧性 和和 ， 被广泛被广泛地用作通用工程塑料。地用作通用工程塑料。综合力学性能综合力学性能2.2.力学性能力学性能3.热性能热性能 ABS的的耐耐热热性性一
17、一般般，热热变变形形温温度度为为85左左右右，制制品品经经热热处处理理后后，热热变变形形温温度度可可提提高高l0。大大多多数数ABS在在40时时仍仍具具有有一一定定的的冲冲击击强强度度，表表出出较较好好的的低低温韧性。温韧性。 ABS的使用温度范围为的使用温度范围为4085，最高一般不超过，最高一般不超过100。4、ABS的耐侯性的耐侯性 （1）ABS耐耐侯侯性性较较差差，其其原原因因是是大大分分子子链链中中有有双双键键存存。一一般般，变变硬硬发发脆脆是是ABS在在紫紫外外线线和和热热氧氧作作用用下下发发生生老老化化的的特征。特征。 （2）稳稳定定方方法法：加加入入炭炭黑黑和和酚酚类类抗抗氧氧
18、剂剂等等。尤尤其其是是炭炭黑黑成成本本低低，稳稳定定效效果果好，是好，是ABS常用的稳定剂兼着色剂。常用的稳定剂兼着色剂。（1）ABS非非晶晶塑塑料料，黏黏流流温温度度在在160左左右右，分分解解温温度度达达250以以上上，属属于于成成型型加加工工性性能能良良好好的的材材料料。一一般般，注注塑塑成成型型温温度度在在160240，挤挤出出温温度度在在160210。（2）ABS吸吸水水率率为为0.3%左左右右，有有时时表表面面吸吸水水率率可可达达0.8%，成成型型前前常常需需进进行行干干燥处理，使吸水率降低至燥处理，使吸水率降低至0.2%以下。以下。5.成型加工性能成型加工性能 生产中多采用带有干
19、燥系统的加料生产中多采用带有干燥系统的加料装置，也可采用循环鼓风干燥烘箱，干装置，也可采用循环鼓风干燥烘箱，干燥温度为燥温度为7090，时间约为，时间约为6h左右。左右。使用干燥后的树脂可获得表面高度光洁使用干燥后的树脂可获得表面高度光洁的制品。的制品。 （3）ABS的成型收缩率为的成型收缩率为0.40.8%，可以制得尺寸精度较高的制品。，可以制得尺寸精度较高的制品。（4）采用抛光或研磨光洁的模具成型，）采用抛光或研磨光洁的模具成型，制品具有高度光泽且色彩丰富。制品具有高度光泽且色彩丰富。 （5）、ABS是是最最适适宜宜电电镀镀和和进进行行冷冷成型的品种之一。成型的品种之一。 作作为为易易电电
20、镀镀品品种种电电镀镀层层与与ABS的的黏黏结结力力要要比比其其它它塑塑料料高高10100倍倍，电电镀镀制制品品的的表表面面硬硬度度、耐耐热热性性、耐耐磨磨性性、耐耐腐腐蚀蚀性性等等提提高高，并并可可增增加加美美观观性性；冷冷加加工工与与热热加加工工比比较较具具有有加加工工方方法法简简单单、经经济济、快快速速的的特特点点，具具有有较较好好的的发展前景。发展前景。四、四、ABS树脂的选用树脂的选用1ABS的品种的品种 ABS的的品品种种、牌牌号号很很多多，性性能能各各异异。我我国国生生产产的的ABS树树脂脂品品种种主主要要有有通通用用型型、挤挤出出型型、高高流流动动型型、耐耐热热型型，耐耐寒寒型型
21、、阻燃型和电镀型等，其特征如表阻燃型和电镀型等，其特征如表3-5所示。所示。2ABS的成型加工与应用的成型加工与应用ABS树树脂脂具具有有良良好好的的成成型型加加工工性性能能，适适宜宜于于注注塑塑、挤挤出出、吹吹塑塑、压压延延、发发泡泡、真真空空等等多多种种成成型型方法。方法。 通通用用型型ABS树树脂脂的的品品种种牌牌号号较较多多，各各种种牌牌号号的的冲冲击击强强度度及及其其它它性性能能有有所所不不同同，可可满满足足不不同同的的用用途途，大大多多采采用用注注塑塑成成型型，可可制制得得各各种种机机壳壳、汽汽车车部部件件、电电气气零零件件、机机械械部部件件、冰冰箱箱内内衬衬、灯灯具具、家家具具、安安全全帽帽、杂杂品品等等；挤挤出出型型ABS与与通通用用型型ABS相相似似，一一般般情情况况下下MFR较较低低，相相对对分分子子质质量量较较高高，可可成成型型各各种种板板材材、片片材材、管管材材、棒棒材材、大大型型壳壳件件等等，用用于于汽汽车车、石石油油、化化工工及及日日用用品品等方面；等方面； 一句话，一句话，ABS是最适宜制作壳体是最适宜制作壳体制品的塑料品种。制品的塑料品种。
