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可發性聚苯乙烯
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可發性聚苯乙烯(EPS)通稱聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物(wù),是一(yī)種樹(shù)脂與物(wù)理性發泡劑和其它添加劑的混合物(wù)。可發性PS可被加工(gōng)成低密度的泡沫塑料制品。最常見的可發性聚苯乙烯是含有作爲發泡劑的戊烷的透明PS粒料。由可發性聚苯乙烯制出泡沫塑料制品有幾個專門步驟,這也是許多塑料樹(shù)脂(包括可成型泡沫的聚烯烴及其共聚物(wù))的一(yī)種特性。可發性PS可用來制造各種制品如咖啡杯、吸收能量的汽車(chē)用減震器或泡沫塑料塊。EPS的主要用途是一(yī)次性飲料杯、抗震包裝以及隔熱材料。 化學與性能 可發性聚苯乙烯是小(xiǎo)顆粒狀樹(shù)脂,直徑一(yī)般爲0.254mm~2.54mm。大(dà)多數這種顆粒是懸浮聚合生(shēng)成的珠粒,而較大(dà)直徑的顆粒也可通過切粒得到。采用的珠粒大(dà)小(xiǎo)決定于最終泡沫制品的最小(xiǎo)壁厚。較大(dà)的粒子膨脹制成低密度泡沫制品比較容易,較小(xiǎo)的粒子則較易制成填充均勻的部件。 泡沫塑料産品的性能取決于原料聚合物(wù),但受泡沫的密度影響很大(dà)。一(yī)個密度爲0.016 的PS泡沫産品其中(zhōng) 97%的體(tǐ)積是空氣,這種産品的機械性能較差。泡沫體(tǐ)中(zhōng)所含的空氣分(fēn)隔成數百萬個泡孔,正是它們的存在使聚合物(wù)泡沫材料具有許多有價值的特性。這些特性包括絕熱性、吸收能量、漂浮性、高的剛度/質量比以及單位體(tǐ)積成本低等等。 泡沫PS的大(dà)多數性能都與其密度有很明顯的函數關系,因此生(shēng)産者可不需重新設計模具,隻根據加工(gōng)工(gōng)藝簡單變化的需要對實際操作做些微小(xiǎo)調整。PS泡沫的其它性能同樣取決于聚合物(wù)的類型和發泡時用的數量。由于發泡PS産品的機械強度可由發泡密度來調節,因此有時通過選用另外(wài)一(yī)種泡沫聚合物(wù)來獲得需要的強度。一(yī)個例子是獲得不是屬于強度方面的性能,如使PS提高其本身不具備的耐高溫性和耐溶劑性;另一(yī)個例子是采用聚烯烴或烯烴/苯乙烯共聚體(tǐ),可提高柔軟性或伸長率,但強度提高不多。 加工(gōng) 可發性 PS的加工(gōng)分(fēn)二步。第一(yī)步爲預發泡或簡單發泡,設定最終産品的密度。在此過程中(zhōng)含有發泡劑的聚合物(wù)顆粒在加熱條件下(xià)軟化,發泡劑揮發。其結果是每個珠粒内産生(shēng)膨脹,形成許多泡孔。泡孔的數量(最終密度)由加熱溫度和受熱時間來控制。這個過程中(zhōng),珠粒必須保持分(fēn)散和自由流動狀态。工(gōng)業化生(shēng)産時,發泡過程是将可發性 PS直接置于蒸汽中(zhōng)進行的,一(yī)般通過珠粒和蒸汽在攪拌釜中(zhōng)的連續混合完成反應,反應設備(象Rodman預發泡機)是以保持外(wài)界壓力常壓敞口的,并使已發泡的珠粒從頂端溢出。有的生(shēng)産廠爲了保證停留時間更均衡或是當某些可發性DPS需要比較高的溫度時采用間歇釜。發泡以後珠粒要經熟化處理,使空氣逐步摻入到泡孔中(zhōng)。 熱成型是EPS發泡的第二步。首先.将熟化的預發泡珠粒放(fàng)入具有特定型腔的模具中(zhōng)。對于小(xiǎo)型的和複雜(zá)結構的産品,成型時要采用文氏管作用設備(如灌料槍).借助空氣流将珠粒吹至模腔中(zhōng)。大(dà)型的産品可依自身重力充滿模腔。将充滿粒料的模腔密閉并加熱,珠粒受熱軟化,使泡孔膨脹。珠粒發泡膨脹至填滿相互間的空隙,并粘結成均勻的泡沫體(tǐ)。此時這個泡沫體(tǐ)仍然是柔軟的并承受泡孔内熱氣體(tǐ)的壓力。從模具中(zhōng)取出制品之前,須使氣體(tǐ)滲出泡孔和降低溫度使制品形狀穩定,這一(yī)般是采用向模具内壁噴水的方法。 由于成型模具是雙層壁的,因此發泡PS的成型被稱爲“蒸氣室成型”。模具内壁尺寸即爲實際制品的尺寸,模具内壁上有氣孔.以使蒸汽透過泡沫體(tǐ)并使熱氣擴散出去(qù)。雙層壁之間的空間形成蒸汽室,其中(zhōng)通入用于加熱珠粒的蒸汽。對于多數制品,發泡PS的成型壓力低于276kPa。模具爲鋁制并按制品要求鑄成一(yī)定形狀。發泡PS的成型由于成型壓力低、成型設備成本低,因此是一(yī)種經濟的生(shēng)産方法。 應用 發泡PS的主要用途是建築工(gōng)業用絕熱材料,一(yī)次性用具(主要爲咖啡杯)和抗震保護性包裝材料。 隔熱制品采用EPS是因其具有恒定的低熱導率、低密度和低加工(gōng)成本。EPS茶杯是由于EPS易發泡成薄形制品和具保溫性。泡沫的吸震性、低成本和可成形性使EPS成爲保護性包裝材料的選擇對象。 泡沫聚烯烴制品單位厚度吸收的沖擊能更多,因此它可作爲更易碎物(wù)品的包裝以及用于吸震部件如有些新型汽車(chē)的減震系統。 |
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