抗衝擊聚苯乙烯
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名 稱：聚苯乙烯
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聚苯乙烯的生產始於1930年，是最早工業化生產的熱塑性聚合物之一。為了滿足韌性材料的要求，1950年開始開發橡膠改性聚苯乙烯(即高抗衝擊聚苯乙烯，HIPS)。通過將橡膠加入聚苯乙烯基材，可生產出具有不同性能的各種品級的高衝擊聚苯乙烯。近年來，已開發出各種特殊品級的HIPS，已有阻燃級、抗應力開裂級、高光澤度級、極高衝擊強度級、玻璃纖維增強級以及低殘留揮發分級等，它們在許多應用領域中已能與昂貴的工程樹脂相競爭。抗衝擊聚苯乙烯 突出的特性是易加工、尺寸穩定性優異、衝擊強度高並且有較高剛性。對於HIPS只是在耐熱性。氧滲透性、紫外光穩定性和耐油品性方面有一定限度。[1]
目錄
化學和性能
抗衝擊聚苯乙烯是通過將聚丁二烯橡膠在聚合反應之前溶於苯乙烯單體而製得的。雖然可以用懸浮聚合法制HIPS，但目前工業上生產HIPS採用的主要是本體聚合法。在本體聚合過程中，苯乙烯單體/橡膠/添加劑的混合體通過一系列反應器，轉化率達70~90%。
聚合反應中需加熱或加入引發劑使反應完成，然後在真空中加熱從樹脂中除去揮發性殘留單體，再造粒出售。抗衝擊聚苯乙烯根據其相對的抗衝擊強度分為幾級:中等抗衝擊品級的缺口懸臂樑抗衝擊強度一般為 0.6-1.5;高抗衝擊品級的抗衝擊度為1.5-2.5;極高抗衝擊級的抗衝擊強度為>2.5。有的 HIPS品級其抗衝擊強度值高達6.0，但這種樹脂通常用於共混樹脂中以提高低強度品級樹脂的抗衝擊強蔗。
標準HIPS的其它重要性能如下:彎曲強度13.8~55.1MPa;拉伸強度13.8-41.4MPa;斷裂伸長率為15-75%;密度1.035-1.04 g/ml;維卡軟化點185-220°F。
唯一工業化的摻用HIPS合金是其與聚苯醚的共混物。這種共混物的耐熱性和韌性都很突出，但產品價格比單用HIPS的產品高許多。
聚苯乙烯技術的不斷發展使生產廠可以生產與標準級PS相比具有更突出性能的品級。聚苯乙烯的許多性能是不能兼而得之的，如欲提高抗衝擊強度，就不得不犧牲光澤度等。目前出現的一些新型樹脂，它們具有ABS的光澤度，同時也有很高的韌性。有些品級如在包裝食品時，可耐各種油脂和用於致冷機時能耐氯氟烴(CFC)發泡劑的也已開發出來。阻燃級(UL V-0和 UL 5-V)，抗衝擊聚苯乙烯已有生產並廣泛用於電視機殼、商用機器和電器製品。這些樹脂的加工操作比許多阻燃工程樹脂更為容易，價格也更低。
加工
抗衝擊PS可用許多傳統的成型方法進行加工，如注塑成型、結構泡沫塑料成型、片材和薄膜擠塑、熱成型以及注坯吹塑成型等。HIPS樹脂吸收水分較慢，因此一般情況下不需乾燥。有時材料表面的水分過多會被吸收，從而影響最終產品的外觀質量。在160°F下乾燥2-3h就可去掉多餘的水分。
薄膜、片材和型材的擠塑是HIPS用得最多的加工成型方法。抗衝擊聚苯乙烯的加工範圍很寬，因此它成為最容易熱成型的樹脂之一。一般使用普通的擠塑設備樹脂熔融溫度為400-500°F，樹脂的熔體指數範圍是 1.5~4.0 g/10min。也經常採用旋轉式、串聯的和梭式的壓力和真空熱成型設備。HIPS具有優異的熱穩定性和剪切穩定性，能夠接用多量的回收料，而不降低產品性能，在熱成型加工中的回收料使用量可高達60%。
注塑成型是僅次於擠塑的用得最多的加工成型方法。樹脂的注塑成型一般是在長徑比為16:1~24:1、壓縮比為2.5/1~3.0/1的往復式螺杆注塑機上進行。加工溫度350~500°F，但對於阻燃級HIPS，其加工溫度必須低於470°F，以防止添加劑產生降解反應。採用注塑成型方法加工的樹脂其熔體指數一般為 5.0~15.0 g/min。結構泡沫塑料成型方法是常用的工藝，採用化學和物理髮泡劑。
儘管各種HIPS樹脂是被此相容的，但在操作之前要清洗加工設備，以保證良好的產品質量，抗衝擊PS與丙烯腈-丁烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯酸酯類樹脂以及其它大多數塑料均不相容，不相容的塑料混合體在加工設備中會產生分離脫層現象，引起物理性能的極大下降。
應用
抗衝擊PS具有易加工性、良好的性能和低價格，因此被用來製造許多用途的製品和工業產品。主要應用領域有包裝和一次性用品、儀器儀表、家用電器、玩具和娛樂用品以及建築行業。
HIPS的最大專一用途是作為包裝和一次性用品材料，特別是食品包裝材料和飲食餐具。主要應用包括日用包裝容器。自動售貨機用和分裝用杯、各種罩蓋、盤。碗等等。一次性用品如盤碟類、瓶蓋、安全剃刀、筆桿等也是HIPS消耗量大的一部分用途。
近年來，特種產品成為HIPS產品開發的重點。新開發的HIPS產品在某些應用領域可與工程樹脂競爭，有的比現用的產品質量要高得多，儀器儀表和消費電器是HIPS產品不斷增長的市場之一，包括小型儀表、冰箱內壁和內部零件、電視機外殼、空調部件、商業機器以及錄音錄相磁帶盒。特殊級別的HIPS樹脂在許多領域已取代了價高的工程塑料，一種超高抗衝擊強度，耐高溫的HIPS甚至已可用作汽車內飾部件。
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