懸浮聚合制備苯乙烯性能的研究.doc
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懸浮聚合制備苯乙烯性能的研究,摘 要首先采用懸浮聚合的方法以聚乙烯醇為分散劑，以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，制備出聚苯乙烯球狀顆粒聚合物，并在實驗中分別通過添加致孔劑十二烷，改變攪拌速度，改變引發(fā)劑用量和添加有機物丙酮設計出4組對照實驗研究聚苯乙烯懸浮聚合的影響因素，并通過dsc和tga分析不同條件下制的的聚苯乙烯的熱性能。結果表明十二烷的加入會破壞反應...
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摘 要
首先采用懸浮聚合的方法以聚乙烯醇為分散劑，以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，制備出聚苯乙烯球狀顆粒聚合物，并在實驗中分別通過添加致孔劑十二烷，改變攪拌速度，改變引發(fā)劑用量和添加有機物丙酮設計出4組對照實驗研究聚苯乙烯懸浮聚合的影響因素，并通過DSC和TGA分析不同條件下制的的聚苯乙烯的熱性能。結果表明十二烷的加入會破壞反應體系，使反應不能正常進行；攪拌速度過大時會讓聚苯乙烯小球變形；同時，引發(fā)劑的用量不能過少，并可適當多加，否則會使聚合成的聚苯乙烯熱的品質下降，熱穩(wěn)定性不好；對于有機物丙酮的加入，在丙酮含量低于10%時對體系影響不大，所得聚苯乙烯的性能相對穩(wěn)定，但當丙酮含量高于10%時會使聚合所得的聚苯乙烯熱性能下降，至20%時會破壞原本的反應體系使苯乙烯的聚合不能正常進行。
關鍵詞：懸浮聚合 聚苯乙烯 DSC TGA
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1前言 1
1.1 研究背景 1
1.2研究意義 1
2 聚苯乙烯的現狀 2
2.1 聚苯乙烯概述 2
3 懸浮聚合的現狀......................................5
3.1 懸浮聚合概述......................................5
4 實驗部分.............................. ............10
4.1 實驗藥品與器材...................................10
4.2 實驗過程.........................................10
4.3 實驗結果與討論...................................14
5 結論...............................................23
參考文獻.............................................24
前言
1.1研究背景
目前聚苯乙烯已經成為繼聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）后的第三大塑料，產量僅次于聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）而位居第三位。對于聚合機理來說，目前只有自由基聚合機理適用于工業(yè)生產聚苯乙烯[1]，而聚合方法上，聚苯乙烯的聚合方法有本體聚合法、懸浮聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法，且以本體聚合法和懸浮聚合法居多。大部分的通用級聚苯乙烯（GPPS）和抗沖性聚苯乙烯（HIPS）由本體聚合方法生產制得，懸浮聚合法用于生產制備可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）、苯乙烯型離子交換樹脂以及部分通用級聚苯乙烯（GPPS）和抗沖級聚苯乙烯（HIPS）且為分步聚合。聚苯乙烯懸浮聚合可在120℃-150℃下進行，苯乙烯具有熱聚合的特點，不加引發(fā)劑，在120℃以上，就有較高的聚合速率，在150℃聚合2小時，轉化率可以達到85%。如果加入適當的引發(fā)劑還可以進一步提高聚合速率，聚苯乙烯使用的引發(fā)劑主要是過氧化苯甲酰（BPO）。高溫時多采用無機分散劑，如磷酸鈣、碳酸鎂等，聚合結束后，可在后處理工序中用酸洗去，低溫反應時也可以用聚乙烯醇（PVA）和明膠等。實驗室用懸浮聚合法制取聚苯乙烯主要是以過氧化苯甲酰（BPO）為引發(fā)劑，聚乙烯醇（PVA）為分散劑。相對于本體聚合法制備聚苯乙烯，懸浮聚合法有散熱容易，簡單安全的優(yōu)點，但值得注意的是它會使聚苯乙烯成品中混入少量分散劑殘留物[2]。
1.2研究意義
雖然以懸浮聚合的方法制備聚苯乙烯比較簡單，但反應過程中有許多的影響因素需要我們注意，攪拌強度、分散劑的性質及用量、水和單體的比例、反應溫度、引發(fā)劑種類和用量、聚合速率、單體種類等等都影響著懸浮聚合的反應過稱和影響著所制的的聚苯乙烯成品的性能，所以研究懸浮聚合法制備聚苯乙烯反應過稱中反應條件對整個反應和最終合成的聚苯乙烯性能的影響有著重要的意義；同時，雖然聚苯乙烯具有透明、廉價、剛性大、電絕緣性好、印刷性能好等優(yōu)點，廣泛應用于工業(yè)裝飾、照明指示、電絕緣材料以及光學儀器零件、透明模具、玩具等，但它也有性脆、耐熱低等缺點[3]，所以通過各種研究嘗試增強其性能也對整個高分子產業(yè)有著重要的意義；再次，聚苯乙烯是產量僅次于聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）的世界第三大塑料，而且聚苯乙烯等聚合過程中存在產品成品率低的問題，即樹脂顆粒粒徑分布范圍很寬，造成產品成本高，所以研究如何提高其產量對整個聚苯乙烯工業(yè)有著重要的意義。正因為聚苯乙烯對于整個國民經濟和國家工業(yè)有著重要的作用，所以在前人的基礎上對其加以研究有著重要的科研及實際意義，本人希望通過自己的探討，對此起到一些作用。
參考文獻
[1]潘祖仁：《高分子化學》[M]，化學工業(yè)出版社1998年版。
[2]何衛(wèi)東：《高分子化學》[M]，中國科學技術大學出版社2004年版。
[3]張留成 瞿雄偉 丁會利：《高分子材料基礎》[M]，化學工業(yè)出版社2006年版。
[4]黃銳 曾邦祿：《塑料成型工藝學》[M]，中國輕工業(yè)出版社1996年版。
[5]魯藝 馬喬：《苯乙烯的自由基和陰離子聚合及聚苯乙烯的表征》[C]，武漢大學化學與分子科學學院，武漢430072。
[6] Chang Jin， Mao Jinshu， Chang Qing， Chen Yirui，Zhu Meiguang：《聚苯乙烯免疫微球的制備及評價》[C]。
[7] 張建麗 遲長龍：《苯乙烯懸浮聚合粒度的控制》[J]，河南工程學院學報(自然科學版) 2008年3月第 1期，第20卷。
[8] 張敏華 李春華 姜浩錫：《熱重質譜法研究聚苯乙烯熱降解機理》[J]，化工進展2008年第27卷第4期，第610頁。
[9]Flory P L.:《Principles of Polymer Chemistry》[M],Ithaca, New York: Cornell University Press,1953.
[10]Blackley D C.:《Emulsion Ploymerization》[M]，London:Applied Science Publishers Ltd.,1957.
首先采用懸浮聚合的方法以聚乙烯醇為分散劑，以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，制備出聚苯乙烯球狀顆粒聚合物，并在實驗中分別通過添加致孔劑十二烷，改變攪拌速度，改變引發(fā)劑用量和添加有機物丙酮設計出4組對照實驗研究聚苯乙烯懸浮聚合的影響因素，并通過DSC和TGA分析不同條件下制的的聚苯乙烯的熱性能。結果表明十二烷的加入會破壞反應體系，使反應不能正常進行；攪拌速度過大時會讓聚苯乙烯小球變形；同時，引發(fā)劑的用量不能過少，并可適當多加，否則會使聚合成的聚苯乙烯熱的品質下降，熱穩(wěn)定性不好；對于有機物丙酮的加入，在丙酮含量低于10%時對體系影響不大，所得聚苯乙烯的性能相對穩(wěn)定，但當丙酮含量高于10%時會使聚合所得的聚苯乙烯熱性能下降，至20%時會破壞原本的反應體系使苯乙烯的聚合不能正常進行。
關鍵詞：懸浮聚合 聚苯乙烯 DSC TGA
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1前言 1
1.1 研究背景 1
1.2研究意義 1
2 聚苯乙烯的現狀 2
2.1 聚苯乙烯概述 2
3 懸浮聚合的現狀......................................5
3.1 懸浮聚合概述......................................5
4 實驗部分.............................. ............10
4.1 實驗藥品與器材...................................10
4.2 實驗過程.........................................10
4.3 實驗結果與討論...................................14
5 結論...............................................23
參考文獻.............................................24
前言
1.1研究背景
目前聚苯乙烯已經成為繼聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）后的第三大塑料，產量僅次于聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）而位居第三位。對于聚合機理來說，目前只有自由基聚合機理適用于工業(yè)生產聚苯乙烯[1]，而聚合方法上，聚苯乙烯的聚合方法有本體聚合法、懸浮聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法，且以本體聚合法和懸浮聚合法居多。大部分的通用級聚苯乙烯（GPPS）和抗沖性聚苯乙烯（HIPS）由本體聚合方法生產制得，懸浮聚合法用于生產制備可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）、苯乙烯型離子交換樹脂以及部分通用級聚苯乙烯（GPPS）和抗沖級聚苯乙烯（HIPS）且為分步聚合。聚苯乙烯懸浮聚合可在120℃-150℃下進行，苯乙烯具有熱聚合的特點，不加引發(fā)劑，在120℃以上，就有較高的聚合速率，在150℃聚合2小時，轉化率可以達到85%。如果加入適當的引發(fā)劑還可以進一步提高聚合速率，聚苯乙烯使用的引發(fā)劑主要是過氧化苯甲酰（BPO）。高溫時多采用無機分散劑，如磷酸鈣、碳酸鎂等，聚合結束后，可在后處理工序中用酸洗去，低溫反應時也可以用聚乙烯醇（PVA）和明膠等。實驗室用懸浮聚合法制取聚苯乙烯主要是以過氧化苯甲酰（BPO）為引發(fā)劑，聚乙烯醇（PVA）為分散劑。相對于本體聚合法制備聚苯乙烯，懸浮聚合法有散熱容易，簡單安全的優(yōu)點，但值得注意的是它會使聚苯乙烯成品中混入少量分散劑殘留物[2]。
1.2研究意義
雖然以懸浮聚合的方法制備聚苯乙烯比較簡單，但反應過程中有許多的影響因素需要我們注意，攪拌強度、分散劑的性質及用量、水和單體的比例、反應溫度、引發(fā)劑種類和用量、聚合速率、單體種類等等都影響著懸浮聚合的反應過稱和影響著所制的的聚苯乙烯成品的性能，所以研究懸浮聚合法制備聚苯乙烯反應過稱中反應條件對整個反應和最終合成的聚苯乙烯性能的影響有著重要的意義；同時，雖然聚苯乙烯具有透明、廉價、剛性大、電絕緣性好、印刷性能好等優(yōu)點，廣泛應用于工業(yè)裝飾、照明指示、電絕緣材料以及光學儀器零件、透明模具、玩具等，但它也有性脆、耐熱低等缺點[3]，所以通過各種研究嘗試增強其性能也對整個高分子產業(yè)有著重要的意義；再次，聚苯乙烯是產量僅次于聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）的世界第三大塑料，而且聚苯乙烯等聚合過程中存在產品成品率低的問題，即樹脂顆粒粒徑分布范圍很寬，造成產品成本高，所以研究如何提高其產量對整個聚苯乙烯工業(yè)有著重要的意義。正因為聚苯乙烯對于整個國民經濟和國家工業(yè)有著重要的作用，所以在前人的基礎上對其加以研究有著重要的科研及實際意義，本人希望通過自己的探討，對此起到一些作用。
參考文獻
[1]潘祖仁：《高分子化學》[M]，化學工業(yè)出版社1998年版。
[2]何衛(wèi)東：《高分子化學》[M]，中國科學技術大學出版社2004年版。
[3]張留成 瞿雄偉 丁會利：《高分子材料基礎》[M]，化學工業(yè)出版社2006年版。
[4]黃銳 曾邦祿：《塑料成型工藝學》[M]，中國輕工業(yè)出版社1996年版。
[5]魯藝 馬喬：《苯乙烯的自由基和陰離子聚合及聚苯乙烯的表征》[C]，武漢大學化學與分子科學學院，武漢430072。
[6] Chang Jin， Mao Jinshu， Chang Qing， Chen Yirui，Zhu Meiguang：《聚苯乙烯免疫微球的制備及評價》[C]。
[7] 張建麗 遲長龍：《苯乙烯懸浮聚合粒度的控制》[J]，河南工程學院學報(自然科學版) 2008年3月第 1期，第20卷。
[8] 張敏華 李春華 姜浩錫：《熱重質譜法研究聚苯乙烯熱降解機理》[J]，化工進展2008年第27卷第4期，第610頁。
[9]Flory P L.:《Principles of Polymer Chemistry》[M],Ithaca, New York: Cornell University Press,1953.
[10]Blackley D C.:《Emulsion Ploymerization》[M]，London:Applied Science Publishers Ltd.,1957.
