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PS类素材聚苯乙烯系塑料简介 聚苯乙烯系塑料指大分子链中包括苯乙烯的一类塑料,包括苯乙烯及其共聚物,具体品种包括PS、HIPS及ABS三类。 聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物,英文名称为Polystyrene,简称PS。PS包括普通聚苯乙烯(GPPS)、可发性聚苯乙烯 (EPS)和茂金属聚苯乙烯(SPS)等。EPS为在GPPG中浸渍低沸点的物理发泡剂,加工中受热可发泡。SPS为间同PS,详见本节改性品种中介绍。 PS的优点为高透明性、其透光率可达90%以上,电绝缘性好、身着色、加工流动性好、刚性好及耐化学腐蚀性好等。PS的不足之处在于性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差及不耐沸水等。 到2000年,我国PS的年产量可达85万t。主要生产厂家有:台湾奇美惠州工厂(GPPS300kt/a)、扬子石化公司(GPPS和HIPS120kt/a)、汕头海洋公司PS厂(GPPS80kt/a)、湛江中美化学公司 (GPPS80kt/a)、高桥石化公司 (GPPS和HIPS50kt/a)、广州石化总厂 (GPPS和HIPS50kt/a)、无锡华腾化工塑料公司 (GPPS和HIPS7.5 kt/a)、上海石化总厂(EPS30kt/a)、齐鲁石化公司 (GPPS36kt/a)、大庆石化总厂(GPPS和HIPS25kt/a)、吉化公司有机合成厂 (GPPSl0kt/a)、金陵石化公司塑料厂 (EPSl0kt/a)、汕头合成树脂厂(GPPS和HIPSl0kt/a)、上海塑料制品七厂(EPS3 kt/a)、盘锦乙烯公司(HIPS2kt/a)以及北京燕山石化二分厂、常州化工厂、大连氯酸钾厂及哈尔滨化工四厂等。 PS的主要用途为包装产品50%,透明产品40%,注塑制品10%。n聚苯乙烯系塑料结构PS结构:-CH2-CH--CH2 CH2- CH=CH~CH2-CH--CH2-CH~m~CH2 CH2~ CH=CH~CH2-CH~~CH2-CH~xzyCN聚苯乙烯系塑料结构高抗冲PS:ABS结构聚苯乙烯塑料的结构与性能 1、PS的结构 PS的大分子主链为饱和烃类聚合物,具有良好的电绝缘性;又因吸湿性小,可用于潮湿环境中。 PS的侧基为体积大的苯环,分子结构不对称,大分子链运动困难,PS呈现刚性和脆性,制品易产生内应力。 GPPS的侧苯基在空间的排列为无规结构,导致PS为无定型聚合物,具有很高的透明性;但近年来新开发的间同立构SPS的规整性高,虽其他性能好,但透明性低。 由于苯基的存在,主链上α氢原子活化,易于被空气中的氧氧化,制品长期户外使用变黄变脆。但同时,苯基的存在又赋予其较高的耐辐射性能,在106Gy辐射剂量下,性能变化很小。2、PS的性能 (1)一般性能 PS为无色透明的粒料,燃烧时发浓烟并带有松节油气味,吹熄可拉长丝;制品质硬似玻璃状,落地或敲打金发出类似金属的声音;能断不能弯,断口处呈现蚌壳色银光。PS的吸水率为0.05%,稍大于PE,但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。 (2)光学性能 透明性好是PS最大的特点,透光率可达88%~92%,同PC和PMMA一样属最优秀的透明塑料品种,人称三大透明塑料。PS的折射率为1.59~1.60,但因苯环的存在,其双折射较大,不能用于高档光学仪器。 聚苯乙烯塑料的结构与性能 (3)力学性能 PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高,其拉伸强度可达60MPa;但冲击强度很小,难以用做工程塑料。PS的耐磨性差,耐蠕变性一般。PS的力学性能随温度的影响比较大。 (4)热学性能 PS的耐热性能不好,热变形温度仅为70~90℃ ,只可长期在60~80℃温度范围内使用。PS的耐低温性也不好,脆化温度为-30℃ 。PS的热导率低,一般为0.04~0.13W/m·K;线膨胀系数较大,为 (6~8) ×10-5K-1,与金属相差悬殊,故制品不易带金属嵌件。 (5)电学性能 PS的电绝缘性优良,且不受温度和湿度的影响,介电损耗角正切值小,可耐适当的电晕放电,耐电弧性好,适于做高频绝缘材料。 (6)环境性能 PS的化学稳定性较好,可耐一般酸、碱、盐、矿物油及低级醇等,但可受许多烃类、酮类及高级脂肪酸等侵蚀,可溶于芳烃 (如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯等)、氯化烃(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯苯)及酷类等。PS的耐候性不好,其耐光、氧化性都差,不适于长期户外使用;但PS的耐辐射性好。 PS的具体性能见下表所示。 聚苯乙烯塑料的结构与性能PS的具体性能性能数据性能数据相对密度吸水率/%成型收缩率/%透光率/%折射率拉伸强度/MPa断裂伸长率/%弯曲强度/MPa压缩强度/MPa弯曲弹性模量缺口冲击强度/(kJ/m2)洛氏硬度1.050.050.4~0.788~921.
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