抗冲击聚苯乙烯
| 抗冲击聚苯乙烯 |
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名 称：聚苯乙烯
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聚苯乙烯的生产始于1930年，是最早工业化生产的热塑性聚合物之一。为了满足韧性材料的要求，1950年开始开发橡胶改性聚苯乙烯(即高抗冲击聚苯乙烯，HIPS)。通过将橡胶加入聚苯乙烯基材，可生产出具有不同性能的各种品级的高冲击聚苯乙烯。近年来，已开发出各种特殊品级的HIPS，已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等，它们在许多应用领域中已能与昂贵的工程树脂相竞争。抗冲击聚苯乙烯 突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度高并且有较高刚性。对于HIPS只是在耐热性。氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面有一定限度。[1]
目录
化学和性能
抗冲击聚苯乙烯是通过将聚丁二烯橡胶在聚合反应之前溶于苯乙烯单体而制得的。虽然可以用悬浮聚合法制HIPS，但目前工业上生产HIPS采用的主要是本体聚合法。在本体聚合过程中，苯乙烯单体/橡胶/添加剂的混合体通过一系列反应器，转化率达70~90%。
聚合反应中需加热或加入引发剂使反应完成，然后在真空中加热从树脂中除去挥发性残留单体，再造粒出售。抗冲击聚苯乙烯根据其相对的抗冲击强度分为几级:中等抗冲击品级的缺口悬臂梁抗冲击强度一般为 0.6-1.5;高抗冲击品级的抗冲击度为1.5-2.5;极高抗冲击级的抗冲击强度为>2.5。有的 HIPS品级其抗冲击强度值高达6.0，但这种树脂通常用于共混树脂中以提高低强度品级树脂的抗冲击强蔗。
标准HIPS的其它重要性能如下:弯曲强度13.8~55.1MPa;拉伸强度13.8-41.4MPa;断裂伸长率为15-75%;密度1.035-1.04 g/ml;维卡软化点185-220°F。
唯一工业化的掺用HIPS合金是其与聚苯醚的共混物。这种共混物的耐热性和韧性都很突出，但产品价格比单用HIPS的产品高许多。
聚苯乙烯技术的不断发展使生产厂可以生产与标准级PS相比具有更突出性能的品级。聚苯乙烯的许多性能是不能兼而得之的，如欲提高抗冲击强度，就不得不牺牲光泽度等。目前出现的一些新型树脂，它们具有ABS的光泽度，同时也有很高的韧性。有些品级如在包装食品时，可耐各种油脂和用于致冷机时能耐氯氟烃(CFC)发泡剂的也已开发出来。阻燃级(UL V-0和 UL 5-V)，抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。这些树脂的加工操作比许多阻燃工程树脂更为容易，价格也更低。
加工
抗冲击PS可用许多传统的成型方法进行加工，如注塑成型、结构泡沫塑料成型、片材和薄膜挤塑、热成型以及注坯吹塑成型等。HIPS树脂吸收水分较慢，因此一般情况下不需干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收，从而影响最终产品的外观质量。在160°F下干燥2-3h就可去掉多余的水分。
薄膜、片材和型材的挤塑是HIPS用得最多的加工成型方法。抗冲击聚苯乙烯的加工范围很宽，因此它成为最容易热成型的树脂之一。一般使用普通的挤塑设备树脂熔融温度为400-500°F，树脂的熔体指数范围是 1.5~4.0 g/10min。也经常采用旋转式、串联的和梭式的压力和真空热成型设备。HIPS具有优异的热稳定性和剪切稳定性，能够接用多量的回收料，而不降低产品性能，在热成型加工中的回收料使用量可高达60%。
注塑成型是仅次于挤塑的用得最多的加工成型方法。树脂的注塑成型一般是在长径比为16:1~24:1、压缩比为2.5/1~3.0/1的往复式螺杆注塑机上进行。加工温度350~500°F，但对于阻燃级HIPS，其加工温度必须低于470°F，以防止添加剂产生降解反应。采用注塑成型方法加工的树脂其熔体指数一般为 5.0~15.0 g/min。结构泡沫塑料成型方法是常用的工艺，采用化学和物理发泡剂。
尽管各种HIPS树脂是被此相容的，但在操作之前要清洗加工设备，以保证良好的产品质量，抗冲击PS与丙烯腈-丁烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯酸酯类树脂以及其它大多数塑料均不相容，不相容的塑料混合体在加工设备中会产生分离脱层现象，引起物理性能的极大下降。
应用
抗冲击PS具有易加工性、良好的性能和低价格，因此被用来制造许多用途的制品和工业产品。主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。
HIPS的最大专一用途是作为包装和一次性用品材料，特别是食品包装材料和饮食餐具。主要应用包括日用包装容器。自动售货机用和分装用杯、各种罩盖、盘。碗等等。一次性用品如盘碟类、瓶盖、安全剃刀、笔杆等也是HIPS消耗量大的一部分用途。
近年来，特种产品成为HIPS产品开发的重点。新开发的HIPS产品在某些应用领域可与工程树脂竞争，有的比现用的产品质量要高得多，仪器仪表和消费电器是HIPS产品不断增长的市场之一，包括小型仪表、冰箱内壁和内部零件、电视机外壳、空调部件、商业机器以及录音录相磁带盒。特殊级别的HIPS树脂在许多领域已取代了价高的工程塑料，一种超高抗冲击强度，耐高温的HIPS甚至已可用作汽车内饰部件。
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