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聚苯乙烯的工艺合成

文章出处:未知 人气:发表时间:2019-11-29 14:02

  北京理工大学珠海学院2011届本科卒业打算(论文) 聚苯乙烯的工艺合成 可发性聚苯乙烯(ExpandablePolyStyrene,简称EPS)通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚 物,是一种树脂与物理性发泡剂和其它增添剂的混淆物。可发性 PS 可被加工成低密度 (0.7—10.0ib/ft3)的泡沫塑料剂品。最常见的发泡性聚苯乙烯是含有举动发泡剂的 戊烷的透后PS 本打算为年产1万吨可发性聚苯乙烯会集工段工艺打算,反映机理是自正在基会集,采 用悬浮会集工艺,以苯乙烯为单体,水做悬浮介质,采用低温悬浮会集一步法分娩工艺。 此本事是将苯乙烯单体、激发剂、聚集剂、水、发泡剂和其他帮剂沿途参加反映釜内,会集 后得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分手和干燥,造得可发性聚苯乙烯珠粒产物;正在此 根源上对会集工段举行物料衡算、热量衡算、配置选型预备,绘造了带掌管点的流程图、 平面部署图及配管图,并编造了打算仿单和预备书。 环节词:可发性聚苯乙烯;悬浮会集;物料衡算;工艺打算 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) ABSTRACT Expandable Polystyrene (Expandable PolyStyrene, referred EPS)commonly known styrenecopolymer physicalblowing agent otheradditives mixture. EPS can low-density(0.7-10.0ib/ft3) goods foamagent. mostcommon blowingagent aggregates transparentPS. annualproduction capacity 10,000tons can polystyrenepolymerization process design section, reactionmechanism freeradical polymerization, suspension polymerization process used monomer,water suspension medium done using one-step production low-temperaturesuspension polymerization process. styrenemonomer, initiator, dispersing agent, water, blowing agent otherauxiliaries joinreactor, polymercontaining foamingagent, after resinparticles washing,centrifugal separation systemmay polystyrenebeads products; sectionbased polymermaterial balance, heat balance, equipment selection, controlpoints flowchart, diagram pipingplans designspecification book.Key Words:Expandable PolyStyrene;Suspension Technique;Craft calculation;Technological design 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) VI1.1 概述 VI1.2 国际EPS 供需近况 VI1.3 国内EPS 近况 VII1.4 远景预计 EPS概述 VIII2.1 发泡聚苯乙烯 VIII2.2 发泡聚苯乙烯基础职能 IX2.2.1 力学职能...................................................... IX 2.2.2 绝热职能...................................................... IX 2.2.3 化学职能....................................................... 2.2.4行使规模....................................................... XI3.1 工艺道理 XI3.1.1 实践计划...................................................... XI 3.1.2 工艺道途...................................................... XI 3.1.3 工艺流程...................................................... XI 3.1.4 反映道理...................................................... XI 3.2 发泡聚苯乙烯手艺工艺比力 XII3.2.1 塔式本体会集手艺 XII北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 3.2.2 增添少量溶剂的单釜继续本体会集手艺 XII3.2.3 苯乙烯的悬浮会集 XIII3.2.4 苯乙烯种子法悬浮会集 XIII3.3 发泡聚苯乙烯分娩工艺 XIII3.3.1 一步法会集工艺 XIII3.3.2 二步法会集工艺 XIV3.3.3 一步法工艺与二步法工艺的比力 XIV3.4 会集工艺先容 XIV3.4.1 发泡聚苯乙烯工艺配比 XV3.4.2 工艺道途 操作流程..................................................... XVI 3.4.4 影响成分..................................................... XVI XVII4.1 预备根据 XVII4.2 会集工段物料衡算 XVII4.2.1 进料阶段................................................... XVIII 4.2.2 出料阶段................................................... XVIII XIX5.1 显热预备 XX5.2 会集热 XXI5.3 会集釜的搅拌热 XXI5.4 热量耗费 XXI北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) XXII6.1 会集釜的打算 XXII6.1.1 会集基础数据 XXII6.1.2 会集釜容积确定 XXII6.1.3 会集釜的选型规定 XXIII6.1.4 釜的拣选................................................... XXIII 6.1.5 会集釜搅拌器的打算 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。6.2 泵的预备 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。6.2.1 预备根据.................... 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。 6.2.2 管内流速的预备 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。6.2.3 直管阻力和部分阻力耗费的预备舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。 6.2.4 泵的选型.................................................... XXIV 6.3 换热器的打算 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。6.3.1 打算根据.................... 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。 6.3.2 预备总传热系数 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。6.3.3 预备传热面积 舛误!不决义书签。舛误!不决义书签。6.3.4 工艺构造尺寸 XXV北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 弁言1.1 概述 宇宙聚苯乙烯(PS)的分娩才能因近 20 年来亚洲地分别娩才能的 速捷伸长而屡 改进高,到上世纪暮年产才能曾经凌驾 1300 万吨/年,同期宇宙聚苯乙烯的消费量只 1000万吨/年足下,只占分娩才能的约 77%。除去各类成分的影响,环球聚苯乙烯 装配的开工率均没有凌驾 80%。 进入 2000 年从此,宇宙聚苯乙烯的消费伸长变慢,消费量仅比 1999 年伸长了 1.4%,伸长率为近年来的新低。极端是受到亚洲金融危险的影响,产量删除最多的 国度和地域也集结正在亚洲地区。2003 年宇宙聚苯乙烯的总分娩才能为 1426 万吨/年, 产量为 1080.1 万吨/年,此中北美地域的分娩才能为 325.2 万吨/年,约占宇宙聚苯乙 烯总分娩才能的 22.8%;产量为 251.3 万吨/年,约占宇宙总产量的 23.3%;南美地域 的分娩才能为 66.6 万吨/年,约占宇宙总分娩才能的 4.8%;产量为 40.1 万吨/年,约 占宇宙总产量的 3.7%;西欧地域的分娩才能为 295.4 万吨/年,约占宇宙总分娩才能 20.7%;产量为262.7 万吨/年,约占宇宙总产量的 24.3%;东北亚地域的分娩才能 489.2万吨/年,约占宇宙总分娩才能的 34.3%;产量为 373.8 万吨/年,约占宇宙总 产量的 34.6%;东南亚地域的分娩才能为 97.3 万吨/年,约占宇宙总分娩才能的 6.8%; 产量为 71.5 万吨/年,约占宇宙总产量的 6.6%;其他地域的分娩才能为 152.5 万吨/ 年,约占宇宙总分娩才能的 10.7%;产量为 80.7 万吨/年,约占宇宙总产量的 7.5%。 跟着终端行使周围的接续改进,聚苯乙烯(PS)紧要下游产物正渐渐被所代替,未 来或者将会无影无踪。这些使少少地域性的分娩商完整退出该生意,PS 工业正渐渐 被抹杀。 发泡聚苯乙烯(EPS)以其优异的职能代价比,近年来提到迅猛开展,正在工业、 农业、交通运输业、航天工业及日用品等周围中取得寻常行使,远景看好。 我国的可发性聚苯乙烯产物的分娩存正在很多题目,远远不行知足加工工业必要, 加工产物格地不服稳,工艺掉队,每年还要多量进口,对 EPS 工业化分娩举行改善 筹议能够处置这些题目,升高产物格地,删除工场分娩中所取得的不足格品,升高工 业化产值。国内 EPS 产能逐年提拔,国内各个 EPS 分娩家角逐激烈。对 EPS 工业化 的改善筹议能够提拔分娩厂家 EPS 的角逐力,升高企业的 EPS 产量,加添企业正在 EPS 分娩中所得的收益。 1.1.2 国际EPS 供需近况 欧洲 EPS 市集正在一次摇曳性的起头之后,上半年是茂盛的。分娩厂商和转销商 2002 年动手有极少原料,且装配开工率已减弱为70-75%的低位。可是二季度原料苯乙烯的缺口 使EPS 供应性趋紧。EPS 需求也见到季候性的抬升,也受到买主的更高代价期望值的煽动。 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 正在夏日的间歇静谧之后,9、10 月消费量再次回升,但目前正正在放慢,供应环境已取得改 善,目前供需更为均衡。 市集老手们预测2002 年需求,关于2001 年是持平或最多升高1-2%。德国事EPS 最大市集,其消费量因修筑业的滑坡以及猜思短期内改善不大而删除。比荷卢(Be nelux) 市集需求量也删除,但欧洲东南部的消费量正在加添。CMAI 揣摸,本年西欧的产量为 94 万吨足下,需求量处于80 万吨以下。 欧洲的分娩才能仍然过剩,它的分娩才能约正在140 万吨/年,而消费量正在110 万吨 /年。Kaucuk 公司阶段扩能到 万吨/年,已正在本年早期落成。正在捷克共和国Krulupy 置,已正在分阶段从20000吨/年升高产能,该装配是正在1996 年动手分娩的。 1.1.3 国内EPS 近况 自国际金融危险发生从此,举动环球最大的EPS(可发性聚苯乙烯)产销地中国市集, 境遇了内需拉动不敷、出口阻力增大等诸多艰难。面临国内EPS 产能继续提拔导致供应明 显过剩的现象,业内专家正在不久前烟台举办的 2009EPS 及其成品市集论坛上指出,我国 EPS 的中远期出口远景看好,应操纵有利前提极力妥协运动,顽强杜绝同业企业间的不正 当角逐,真正使中国开展成为宇宙EPS 的出口基地。 中国塑料协会EPS 专委会2009 年度集会申报,中国大陆地域的EPS 供应才能络续增 加。凭据易贸统计,09 年国内共新增EPS 分娩才能约50 万吨。集会员以为,金融危险使 环球 EPS 行业的利润空间受到压缩,国际至公司被迫纷纷举行策略调动,这为我国 EPS 增加产物出供词应了机缘。我国EPS 工业历经十几年的开展,从进口、自给到出口,产物 的产量、品格、代价等方面均博得强大提高,为出口打下了坚实的根源,产量能够知足部 出格洋客户的需求。国内EPS 产物也拥有很强的角逐力,品格曾经抵达乃至凌驾国际水准, 能够和表洋进步产物相媲美,取得了表洋客户的寻常认同。别的,土地、劳动力、配置等 分娩因素本钱低,使产物代价拥有很强的角逐力,开展领域化分娩更是具备必定的上风。 可是,眼下国内EPS 企业增加产物出口也存正在少少倒霉成分。完全为:金融危险给全 球经济带来强大影响,导致很多国度的需求继续疲软;依照国度现行策略的章程,出口退 税率偏低,仍为 5%,使EPS 的出口本钱较高;受商业壁垒范围,各类认证前提也越来越 苛刻,产物出口的用度越来越高;公民币汇率连结高位,低浸了利润空间;欧洲、北美、 东北亚市集激烈变革,商家角逐激烈导致利润空间越来越幼。 1.1.4 远景预计 从上个世纪 50 年代开展至今,可发性聚苯乙烯曾经有六十多年的开展史书了。正在材 料行业的接续开展中,纯正的可发性聚苯乙烯原料渐渐不行络续知足人们日益伸长的分娩 和生存必要,何如进一步升高这种原料的职能并低浸这种原料的本钱已迫正在眉睫。来日可 发性聚苯乙烯原料的开展出途应当定位于EPS 的改性上,这征求正在新产物的开荒和行使中 何如升高其阻燃、加强、可降解、高抗袭击、耐油和防静电等职能。各类可发性聚苯乙烯 原料拥有优异的职能和盛大的行使远景,因而巩固EPS 筹议与行使开荒对煽动社会经济的 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 平稳开展有着强大的意旨。 近年来,中国EPS 工业正在环球市集占领着越来越要紧的职位。易贸资讯公司供应的数 据显示,2008 年环球EPS 总产能为691 万吨,中国为310 万吨,产能占宇宙总产能的45%。 能够说,中国已成为宇宙EPS 行业最大的分娩基地。截至本年6 月份,中国大陆地域EPS 装配的总产能约为 326 万吨。若安放增扩修的产能都准时开释,到 2010 岁尾我国EPS 产能将凌驾450万吨。 业内专家理会指出,短期内我国EPS 产物出口面对压力,可是中远期的出口远景笑观。 近几年来,兴盛国度的家电修筑业向开展中国度变动,加添了这些国度EPS 市集的需求。 开展中国度经济较速开展也使EPS 的行使周围进一步增加,从包装为主逐渐开展到包装、 修筑为主,这些国度的本土分娩厂家较少导致市集求过于供,为我国EPS 产物出供词应了 盛大的市集空间。 从悉数角度来说,增加出口将是我国EPS 工业开展的肯定拣选。目前,国际紧要出口 商正从欧、美、日、韩向中国变动,国内EPS 企业应收拢这一机缘举行合理计划,同时强 化同行间的妥协和疏导,联袂走上表向型开展之途。 1.2EPS 概述 1.2.1 发泡聚苯乙烯 1949 年,德国的巴斯夫公司发理会一种被称为可发性聚苯乙烯(EPS,expandable polystyrene)的原料。这种原料拥有极端多的益处,如吸水率较幼,热传导率低、隔音性 能杰出、防潮、抗震且拥有优良的电绝缘职能等。这种原料的加工成型工艺纯洁,拥有较 大的代价上风。聚苯乙烯原料最先被瑞典当局用于大领域的救生圈贸易化分娩中。今后由 于其各类优异的职能,正在汽车、火车、冷藏、修筑、船舶等行业取得了寻常的行使,紧要 用于隔热防烟原料和抗震原料,同时也被寻常用作包装原料。 发泡聚苯乙烯又称可发性聚苯乙烯,英文名expandable polystyrene 简称EPS。指含有 发泡剂、一朝受热能当即发泡膨胀的珠粒状聚苯乙烯树脂。是由苯乙烯悬浮会集,再参加 发泡剂而造得。白色珠状颗粒,相对密度 1.05。热导率低,吸水件幼。耐袭击振动、隔 热、隔音、防潮、减振。介电职能优异。凡是粒度10~40 目。堆密度0.6。含水0.1%。含 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 挥发物(紧要为发泡剂)6%-8%。以苯乙烯正在发泡剂(平常行使低沸点烃类)存鄙人举行 悬浮会集而造得。亦可将珠粒聚苯乙烯聚集于水中,正在必定温度下搅拌,使发泡剂与溶胀 了的珠粒接触并渗透此中造得。 其构造式为: 1.2.2 发泡聚苯乙烯基础职能 1.2.2.1 力学职能 EPS 最初行使于修筑和包装周围周围,其绝热职能和力学护卫职能是最优的,正在修筑 周围的行使,如地板下或墙壁的隔热原料,都得益于其优良的绝热性,而举动易碎电子产 品的包装原料,则必要强的力学(袭击)护卫职能。EPS 越来越多的用于食物运输和包装 (鱼、生果和蔬菜),正在这方面,力学职能和绝热职能都起要紧的功用。 EPS 泡沫塑料闭孔构造内含98%的气体能够使其通过改观和复兴样式来缓冲袭击,这 一进程能够有用罗致霎时袭击带来的能量,供应极好的防护(见表) 表2-2 分别密度的EPS 泡沫塑料物理性子(原因:BASF) 密度/g.cm -3 15 25 40 50 拉伸强度/kpa 200 350 600 750 弯曲强度/kpa 200 400 700 900 压缩10%的压应/kpa 90 180 320 400 EPS 泡沫塑料会罗致很少量的水,但没有吸湿性,其力学职能不受湿气的影响。 1.2.2.2 绝热职能 除了真空,氛围是最纯洁,本钱最低的绝热介质,薄氛围层拥有特地低的传热性。但 是,依赖氛围举动绝热介质并不老是适用,对包装货品的原料,必要造成表封壳。 EPS 含很多渺幼气泡的闭孔构造,使其拥有优异的绝热性。这种环境下EPS 是理思的 包装原料。因为其内正在的性子,EPS 泡沫塑料不会直接影响其他物质,例如食物。 该当心EPS 泡沫塑料正在特地低的密度时(10~15 gcm )拥有较大的导热性,跟着密度的加添而消浸,密度正在30~50 gcm 时拥有最佳绝热职能,密度络续加添,导热性又随之加添(见表) 表2-3 分别密度的EPS 泡沫塑料热职能(原因:BASF) 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 密度/gcm -3 10 20 40 50 60 导热率/W -10.043 0.035 0.033 0.033 0.034 1.2.2.3 化学职能 EPS 的职能受化学药剂的影响变革比力大。长工夫接触盐水、皂液、漂白剂和大无数 稀酸溶液而不会影响其职能,但多种有机溶剂会分明影响其职能。 EPS泡沫塑料和其他会集物相同,长工夫曝露正在紫表线下,职能会有很大变革。但考 虑到举动包装原料时,行使克日较短,这一影响并不要紧;举动修筑原料行使时,行使寿 命固然较长,但曝露正在紫表线下的或许性较幼,故这一影响也不太要紧。EPS 对动物没有 养分价钱,不会受霉菌腐蚀,也不会剖判出任何污染地下水的水溶物。 1.2.2.4 行使规模 EPS 是一种理思的包装原料,因为其成型工艺纯洁,能够通过改观完全的成型工艺, 凭据需求举行各类厚度、样式分别的产物的加工。当可发性聚苯乙烯原料受到较高的负荷 时会被压弯变形,正在受到袭击、坠落地面或者较大的振撼时,该原料能够通过升高其自己 表貌密度秉承住较大的袭击和负荷,因而,正在防袭击、防粉碎和防震包装中能起到较为重 要的功用,并且可发性聚苯乙烯原料拥有高强度、高罗致能量的才能和较好的保温隔热性 能。因而被寻常行使于各类水产物、蔬菜生果、缜密仪仪器和各类珍奇物品等的包装周围。 EPS 也是一种特地理思的修筑原料,寻常行使于修筑物的屋面和墙体。EPS 举动表保 温复合墙体拥有特地优良的节能隔热效率;可发性聚苯乙烯原料保温屋面实用于柏油、住 宅、工场宁静式屋面,骑着隔热保温、密封、隔音和阻难水蒸气等要紧的功用。 别的,可发性聚苯乙烯原料还可举动护卫性原料,正在死板行业中举动锻造死板部件中 的消亡模以替代木模。能大道更好的护卫功用;正在高寒地域,用作管道电子体例、地下基 础措施及修筑公途、铁途的防冻原料;还可用于修筑海上围油栏、海洋救生配置以及浮标, 能够删除船卸油时对水域酿成的污染等等。 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 合成工艺2.1 工艺道理 2.1.1 实践计划 以苯乙烯为单体,水做悬浮介质,采用低温悬浮会集一步法分娩工艺。此本事是将苯 乙烯单体、激发剂、聚集剂、水、发泡剂和其他帮剂沿途参加反映釜内,会集后得含发泡剂 的树脂颗粒,经洗涤、离心分手和干燥,造得可发性聚苯乙烯珠粒产物。 2.1.2 工艺道途 以羟基磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠为聚集剂,以有机过氧化物为激发剂,正在搅拌功用 下,苯乙烯单体以液滴的体式悬浮于水中,按自正在基反映进程举行会集反映,会集到平稳 工夫后参加发泡剂,发泡剂正在必定温度压力下排泄到珠粒内,同时珠粒进一步会集,取得 EPS 粒子,产品经洗涤、干燥、筛分、称重。把含有发泡剂的聚苯乙烯珠粒,正在发泡器中预 发泡(用蒸气加热),正在室温下熟化后即可供成型行使。将熟化后的发泡聚苯乙烯颗粒料,装入 成型模中,上紧盖后通入蒸气加热,待成型后再通入水冷却,即取得成品。 2.1.3 工艺流程 工艺流程见下图 图2-1工艺流程简图 2.1.4 反映道理 总反映式: nCH =CHCH 苯乙烯的会集属于自正在基会集,紧要分为链激发、链伸长、链终止三个阶段。(1).链激发 a.激发剂剖判,造成低级自正在基 R:R2R b.低级自正在基与单体,造成单体自正在基 -CH北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) (2).链伸长R-CH =CHR-CH -CH(3).链终止 巧合终止 -CHnCH -CH+RCH -CHRCH mR歧化终止 -CHnCH -CH+RCH -CHRCH -CHnCH CH=CH2.2 发泡聚苯乙烯手艺工艺比力 2.2.1 塔式本体会集手艺 经典的塔式反映器是德王法本式流程。这种老式的塔式本体会集不成使激发剂,通 过热激发会集,预会集温度为 80~100,转化率掌管正在 32%~35%,继续操作。为了提 高反映速率,缩短中止工夫,预会集温度也可升高到115~120,转化率可达50%,黏度 较大。 从工程角度理会,该工艺尚有以下瑕疵:转化率过高,后期反映速度很慢,总的停 留工夫太长,反映器的容积效劳大大低浸;物料黏渡过大,只可用逐渐升温的格式使之 活动,前后温差太大,酿成产品会集度分散加宽。 2.2.2 增添少量溶剂的单釜继续本体会集手艺 增添少量溶剂的苯乙烯本体会集,溶剂量平常掌管正在3%~15%规模内。增添溶剂的主 要宗旨是低浸体例的黏度。溶剂平常只选用苯或乙苯,由于它们能和聚苯乙烯混溶,并且 又容易取得。 因为增添了溶剂,而且转化率较低,因而该工艺打算有脱挥发物装配,脱除的单体和 溶剂轮回行使。通过对脱挥配置构造的接续改善,而今会集产品中的残存单体含量已降至 很低,质地比法本工艺有很大升高。 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 2.2.3 苯乙烯的悬浮会集 2.2.3.1 会集道理 苯乙烯的悬浮会集是苯乙烯以微珠状聚集正在介质中举行的会集反映。水准常被用作悬 浮介质,苯乙烯正在水中的熔解度特地低,80时仅为0.062%。苯乙烯苯乙烯悬浮会集的温 度,有凹凸之分。低温法正在80~85会集,如仅靠热激发,则反映速率很慢,因而要加引 发剂;高温法正在 120~150会集,不加激发剂,反而要加一点阻聚剂(或缓聚剂),避免 反映速率过速而形成爆聚 从动力学意见来看,苯乙烯的悬浮会集和本体会集好像,能够作为是正在幼颗粒中举行的本体会集。聚集剂与反映进程无闭。因为苯乙烯的悬浮会集和本体会集好像,因而它的分 子链的造成也体验链激发、链伸长、链终止和链变动的进程。苯议席举行低温悬浮会集时, 因为参加了激发剂,因而它的分子量紧要决意于激发剂参加量的多少。平常很少行使分子 量医治剂(如叔十二碳硫醇)来医治 聚苯乙烯的分子量。苯乙烯正在高温悬浮会集时,分 子量只取决于温度,并且平常以为链终止紧要通过自正在基的变动和两个自正在基之间的歧化 而爆发。 苯乙烯悬浮会集的益处是会集时所放出的反映热容易扩散开来被介质带走,总体上克 服了反映温度分散规模宽的形象,于是分娩出的聚苯乙烯树脂比老式本体会集法分娩出的 聚苯乙烯耐热度高。骨子上,反映温度分散规模窄,促使分子量分散规模变窄,从而使得 聚苯乙烯树脂耐热度取得升高。苯乙烯悬浮会集与本体会集比拟的瑕疵是产物纯净度稍 低,由于它的珠粒表脸庞易黏有悬浮聚集剂等残存物,电职能、光学职能会受到影响。另 表,悬浮会集苯乙烯转化率不或许抵达 100%,盈余的单体有一部门被放空,另有 5000-6000mg/kg 的单体残留正在树脂中。假若采用酸洗手艺来除去悬浮剂,还要形成更多的 化学污水,废单体放空则会污染境遇。 2.2.4 苯乙烯种子法悬浮会集 种子悬浮会集工艺,是正在会集动手前,向体例中参加必定量的聚苯乙烯颗粒举动种子, 正在悬浮会集的进程中种子颗粒接续长大,取得最终产物。这种本事最早由日本积水化成公 司提出[,随后日本钟渊和三菱油化也接踵举行了筹议,申请了一系列专利。凭据专利先容, 产物中某一粒径级分的比例可达90%以上。 种子会集时,溶胀了单体的种子颗粒黏度较大,不易聚集,而单体幼液滴则通过碰撞 逐渐并入种子颗粒中,结果仅剩下种子颗粒,并平均长大,直至硬化。因而种子会集产品 的粒径平均,并且可任性通过改观种子的粒度和参加量,来医治产品的粒径。 2.3 发泡聚苯乙烯分娩工艺 2.3.1 一步法会集工艺 2.3.1.1 手艺道理 一步法是将苯乙烯单体、激发剂,聚集剂、水、发泡剂和其他帮剂沿途参加反映釜聚 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 合,得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分手和干燥,造得EPS 珠粒产物。为避免发泡 剂对会集反映的阻抑影响,发泡剂凡是应正在会集转化率达90%以上时参加。二步法是将苯 乙烯会集成必定粒度的P 珠粒,经分级过筛,再从新加水、乳化剂、发泡剂和其他帮剂, 于浸溃釜内加热浸溃,故此法又称后浸渍法。 2.3.2 二步法会集工艺 2.2.2.1 手艺道理 二步法工艺是将苯乙烯、PS、软水以及聚集剂熔解、混淆,经计量槽参加会集釜内, 参加激发剂和部门帮剂,正在适宜的前提下举行会集天生PS 粒料并干燥至含2~3%的水分。中国福彩官网 然后将拟举行浸渍的 PS 粒料,正在接续搅拌的前提下,用旋风加料器某人为送至含必定分 散剂和发泡剂(如戊烷)的釜中,正在适宜的温度和压力下浸渍2~3 幼时,以得到EPS。 3.3.3 一步法工艺与二步法工艺的比力 一步法工艺拥有工艺纯洁、流程短和投 资用度低的益处,正在低浸破费和勤俭能耗方 面均优于二步法,但产物分子量略低,且因为会集与浸溃正在统一进程中举行,不免形成部 分含发泡剂的粉状物,处罚起来异常障碍。二步法分娩工艺因为会集后就对会集物颗粒进 行分级,再凭据分别粒经按分别工艺浸渍,故所得EPS 珠粒质地较佳,同时还可避免含发 泡剂粉状物的形成,不必进一步处罚,但二步法工艺分娩流程较长,投资用度较高,且生 产进程能耗大,产物本钱高。 一步法虽有瑕疵,但与二步法比力仍是利多弊少,极端是正在经济上占据极大上风, 目前表洋分娩EPS较为普及地行使一步浸渍。 表2-1 一步法、 二步法分娩 EPS 比力 3.4 会集工艺先容 EPS 产物的分娩采用低温悬浮会集一步法工艺手艺,以苯乙烯单体为紧要原料,以水悬 项目 一步法 二步法 EPS 造品格地 粒径分散较宽,不服均 粒径分散较窄 ,粒子 平均 工艺前提 工艺恳求苛苛,能耗少,流程短 能耗较大,流程长, 工艺恳求相对较低,易操 手艺经济一次性投资较高,分娩自愿化程 度高,易集结掌管,人为操作少 一次性参加较低 分娩乖巧性因发泡剂易挥发,故仓储工夫短 市集适合性差,配置操纵率差 中心产物 PS 可举动 产物出售,也可分娩其他 种类,市集适合性强 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 浮介质和介质,正在死板搅拌和聚集剂的功用下,苯乙烯单体被聚集成多数油状的液滴,并悬浮 限水中,正在激发剂的功用下,正在每个液滴中爆发按自正在基反映进程举行的会集反映,会集到 平稳阶段后参加发泡剂,发泡剂正在必定的温度压力下,渗到珠粒内,同时会集反映进一步 举行,分娩出及格的EPS 粒子。 以羟基磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠为聚集剂,以有机过氧化物为激发剂,正在搅拌功用 下,苯乙烯单体以液滴的体式悬浮于水中,按自正在基反映进程举行会集反映,会集到平稳 工夫后参加发泡剂,发泡剂正在必定温度压力下排泄到珠粒内,同时珠粒进一步会集,分娩 出及格的EPS 粒子。 天生的EPS 粒子经水洗,离心脱水一级干燥 ,二级干燥风送、筛分、涂层、计量称重 后,包装成EPS 造品。 3.4.1 发泡聚苯乙烯工艺配比 发泡聚苯乙烯工艺配比 原料名称规格 配比 备注 脱盐水124 苯乙烯(ST)99.6% 100 单体 成核剂(SN)0.11 94%8.392 发泡剂 羟基磷酸钙(HAP)0.177 主聚集剂 十二烷基础磺酸钠(SDBS)0.0004 帮聚集剂 过氧化苯甲酰(BPO)干基98% 0.196 低温激发 95%0.8 高温激发 六溴环十二烷0.689 阻燃剂 过氧化二异丙苯(DOP)0.0349 阻燃剂 磷酸氢二钠)99%无水 0.039 平稳 过硫酸钾0.0014 调治 (净含量/100 分单体,质地百分含量) 3.4.2 工艺道途图 北京理工大学珠海学院2011 届本科卒业打算(论文) 3.4.3 操作流程 1、将水槽中的脱盐水用泵打入会集釜; 2、启动搅拌器,设定好转速,依序参加羟基磷酸钙(HAP)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、 磷酸氢二钠(DSP)。PH 值掌管于7.2~8.6 之间,酸性太大粒子发展太速,容易胶结。 3、将苯乙烯用泵打入会集釜。 4、向釜内投加计量的成核剂(SN)、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)、 过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)(假若有会熔料则同时参加)。搅拌10min。 5、翻开蒸汽阀,动手升温。温度升到88时计时,医治冷却水量连结釜内温度正在901 恒温。并动手参加平稳剂过硫酸钾。 6、计时 150 分钟时,为反映的顶峰期,要经常取样寓目,掌管好温度。假若粒子增 长过速,则要补加HAP,包管悬浮平稳。反之则参加适量碳酸钙。 7、待粒子下浸后,从新计时。计时50min 时,架第二批HAP,补水至寻常液位。 8、10min 后用泵将戊烷平均打入会集釜内。 9、从新计时1.5h 后开蒸汽升温至96闭气天然升温。 10、1.5h 后开汽升温,120恒温,浸渍。 11、2h 后翻开冷却水,給会集釜降温。温度降至40以下,舒徐放空,翻开取样孔。 12、出料至洗涤釜,加盐酸及多量洗涤水,洗涤水PH 之间。然后经离心术分手,参加干燥剂防静电及后筛分,得产物。 3.4.4 影响成分 3.4.4.1 激发剂用量 过氧化二苯甲酰为低温激发剂,正在 60动手剖判,93就挥发;1,1 双(过氧化叔丁 基)3,35-三甲基环乙烷为中温激发剂;过氧化苯甲酸叔丁酯为高温激发剂;118动手分 解。跟着反映进程温度的渐渐升高,激发剂折柳起功用,并其用来掌管分子量。升高激发 剂的用量,分子量就删除;删除激发剂的用量,分子量就加添。 3.4.4.2 游离单体的掌管 戊烷 单体 会集釜洗涤釜 增添剂 离心术 干燥 分手机