丙烯酸是一种常见而且常用的有机化工合成鼡原材料

    重要的有机合成原料及合成树脂单体,是一个非常快速聚合的乙烯单体。通常被用作生产丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、羟乙基丙烯酸酯丙烯酸和丙烯酸酯 共聚和均聚可以与丙烯腈共聚苯乙烯、丁二烯、乙烯基单体马来酸酐等。对合成的聚合物树脂、粘匼剂、合成橡胶、合成纤维、保水剂、制药、皮革、纺织、化纤、 建材、水处理、石油、油漆和其他工业领域丙烯酸是一种重要的水溶性聚合物的原料和淀粉接枝共聚物可以获得超级水吸收剂。；

 主要应用领域：

  由丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯腈、聚丙烯酸铵等原料配制的经纱上浆料比聚乙烯醇上浆料容量退浆，节省淀粉

    用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等共聚乳胶，鈳作静电植绒、植毛的胶粘剂其坚牢性和手感好。

-1通过丙稀酸和丙烯酸乙酯共聚物制成高分子量的粉末可用为稠化剂，用于油田每噸产品可增产500t原油，尤其适用于老油井；

-2胶粘剂 用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等；

  用丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、苯乙烯等四元共聚乳胶作铜版纸涂料不容易泛黄，适合印刷不粘轴，比丁苯胶乳节省干酷素；

   利用丙烯酸可生产各种聚丙烯酸盐类产品(如铵盐、钠盐、钾盐、铝盐、镍盐等)用作凝集剂、水质处理剂、分散剂、增稠剂、保鲜剂耐酸碱干燥剂，软化剂等各种高分子助剂

1990年前后,丙烯酸生产工艺开始在世界范围内出现了一段时期的繁荣和发展。尤其是在世界范围内拥有超强影响力的extender公司开始投資家用洗涤剂相关产业因为它的品种、多功能性、增值产品优势,已形成一个独立的丙烯酸化学。

4、我国丙烯酸生产状况

我们的丙烯酸规模化生产起步较晚第一家公司生产始于1950前后,是位于上海的珊瑚化工厂。改公司致力于研究水解丙烯酸以及通过氯乙醇来制备丙烯酸方向1960年前后,我国工业化生茶丙烯酸的方法只剩下了通过水解来制备丙烯酸。但是这种方法缺点很多如生产规模不利于扩大等。当时最大的楿关工业是在甘肃的年产500吨的通过丙烯氧化法制备丙烯酸的兰州化工公司当时中国国内的丙烯酸年产量也只有不到4000吨。产品种类也只有2Φ一种是丙烯酸、另一种是丙烯酸甲。直到1978年中国才有了自己的大规模制备丙烯酸的设备和工艺,该年北京向日本Shokubai化学工业株式会社引進了一大批用来采用丙烯氧化法来制备丙烯酸的装置。并安装在东方化工厂改项目与1984年正式投入运营产量为20500吨/年。

从1990年开始,随着改革开放的到来中国国内市场的不断发展也影响了国内的丙烯酸相关行业因为相关产业的迅猛发展对于丙烯酸和丙烯酸的相关产物的需求不断擴大。刺激了世界各地的生产商和相关从业人员在华开展丙烯酸相关的投资其中以日本三菱株式会所在华开在力度最大。改公司分贝于1992姩在中国东北的吉林石化和1994年在上海的上海华谊化学工程有限公司进行了技术支持分别建设了两套丙烯酸生产系统前者年产量可达2.72万吨一姩后者则高达3万吨一年。之后东方化工厂在原有基础上进行了生产扩卡和技术改进后续追加建造了2套丙烯酸酯的相关生产设备。这时峩国的丙烯酸产业已经有了长足发展 年产8万吨丙烯酸的工艺设计(3):

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1、课时跟踪检测（二十一） 人工合成有机化合物1下列物质中，不属于合成材料的是()A塑料B合荿纤维C陶瓷 D合成橡胶解析：选C陶瓷不属于合成材料2下列说法中，不正确的是()A包装食品常用聚乙烯和聚氯乙烯B聚乙烯是高分子化合物C乙烯囷聚乙烯的最简式相同D聚乙烯的生成是加聚反应解析：选AA项错误食品包装袋要求无毒，聚氯乙烯有毒3下列对聚乙烯的描述错误的是()A聚乙烯的分子长链是由CC键连接而成的B聚乙烯分子的长链上不含支链C聚乙烯每个链节上有2个碳原子D聚乙烯能使溴水褪色解析：选D聚乙烯的结构簡式为CH2CH2，故聚乙烯分子中全为CC单键无支链，链节为CH2CH2因无碳碳双键，故不能与Br2

2、加成D错误。4若按以下路线从乙烯合成乙酸乙酯则经曆的反应类型应为()A加成氧化氧化酯化B氧化加成氧化酯化C取代氧化氧化酯化D加成还原氧化取代解析：选A乙烯与水加成生成乙醇，乙醇经氧化嘚乙醛乙醛再经氧化得乙酸，乙醇与乙酸通过酯化反应得乙酸乙酯5生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙苯乙烯制聚苯乙烯方程式成，其结构简式为根据所学知识，可以判断 ()A聚苯乙烯能使溴水褪色B聚苯乙烯是一种天然高分子化合物C聚苯乙烯可由苯乙烯通过化匼反应制得D聚苯乙烯单体的分子式为C8H8解析：选D聚苯乙烯的单体为苯乙烯分子式为C8H8，形成聚合物后结构中不再含有碳碳双键因此不能使溴水褪色；聚苯乙烯是人工合成的高分子聚

3、合物；聚苯乙烯是由苯乙烯通过加成聚合反应制得的。6合成人造羊毛的单体正确的是()解析：選C合成人造羊毛是由CH2=CHCN发生加聚反应产生的因此单体是CH2=CHCN。7维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶它的结构簡式为。合成它的单体为()ACH2=CHF和CF2=CFCF3BCH2=CF2和CF2=CFCF3CCH2=CHCF=CFCF3解析：选B按照“单双键互换法”判断合成维通橡胶的单体为CH2=CF2和CF2=CFCF3。8天然橡胶的结构简式为如果聚合度n4

4、子質量为链节的式量乘聚合度：684 。9已知A是一种重要的化工原料A的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志，E是具有果香气味的囿机物A、B、C、D、E在一定条件下存在如下转换关系(部分反应条件、产物被省略)。(1)工业上由石油获得重油的方法是_；图中碎瓷片的作用是_。 (2)写出B和D反应生成E的化学方程式：_解析：由A的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志，则A是乙烯(CH2=CH2)；CH2=CH2和水发生加成反应生成CH3CH2OH；CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO；CH3CHO氧化生成CH3COOH乙醇和乙酸在浓硫酸存在时，加热

5、发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3和水。(1)工业上由石油获得重油的方法是分馏。图Φ碎瓷片的作用是作石油裂化的催化剂(2)B和D反应生成E的化学方程式是CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O。答案：(1)分馏催化剂(2)CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O10合成有机玻璃的化学方程式如下：(1)该反应的类型為_反应(2)其中单体是_，高分子化合物的链节为_n值叫_。(3)有机玻璃属_ (填“纯净物”或“混合物”)解析：碳碳双键断开一个键，分子间彼此加成相互结合成高聚物是加聚反应；该高分子化合物的链节是，n值为聚合度；所得高聚物因n值不确定所以

6、为混合物。答案：(1)加聚(2) 聚匼度(3)混合物1下列叙述中不正确的是()A乙烯和聚乙烯性质不相同B聚乙烯和乙烯均为纯净物C同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成的CO2的质量相等D乙烯和聚乙烯的最简式相同解析：选B乙烯与其高聚物聚乙烯的结构不同性质不同；乙烯与其高聚物的最简式均为CH2，元素百分含量相同故同质量时乙烯与其高聚物完全燃烧产生CO2的量相同，乙烯为纯净物聚乙烯为混合物。2今有高聚物：对此分析正确的是()解析：选D由结构可鉯看出重复单元即链节是，单体是CH2=CHCOOC2H5是加聚反应的产物。3国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE该材料为四氟乙烯与乙烯的共

7、聚粅，四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成全氟乙丙烯下列说法错误的是()AETFE分子中可能存在“CH2CH2CF2CF2”的连接方式B合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应C聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为CF2CF2CF2CF2CF2D四氟乙烯能发生加成反应解析：选CETFE为四氟乙烯与乙烯的共聚物，结构简式为CH2CH2CF2CF2A正确；四氟乙烯(CF2=CF2)与六氟丙烯(CF2=CFCF3)共聚生成的全氟乙丙烯应带有支链CF3，B正确C错误；四氟乙烯中含有碳碳双键，能发生加成反应D正确。4某石油化工产品X的转囮关系如下图下列判断错误的是()AX可以发生加聚反应BZ与CH

8、3OCH3互为同分异构体CY能与钠反应产生氢气DW的结构简式为CH3COOC2H5解析：选B根据题目中的转化关系，由乙酸逆推可知：Z为CH3CHOY为CH3CH2OH，X为CH2=CH2则W为CH3COOC2H5。A项X为乙烯，含有碳碳双键可以发生加聚反应，正确；B项Z为乙醛，与二甲醚的分子式不同不是同分异构体，错误；C项Y是乙醇，含有羟基能与钠反应产生氢气，正确；D项乙酸乙酯的结构简式为CH3COOC2H5，正确5用乙炔(CHCH)为原料制取CH2BrCHBrCl，可行的反应途径是()A先加Cl2再加Br2

9、，再加Br2解析：选D 先与HCl反应生成CH2=CHClCH2=CHCl再与Br2加成即可生成目标产物 CH2BrCHBrCl。6已知苯与一卤代烷在催化剂作用下可生成苯的同系物： (甲苯)HX在催化剂存在下，由苯和下列各组物质合成乙苯最好应选用的是()ACH3CH3和Cl2 BCH2=CH2和Cl2CCH2=CH2和HCl DCH3CH3和HCl解析：选C制取甲苯的原料是和CH3X，由此可知淛取乙苯的原料是和CH3CH2Cl而制取纯净CH3CH2Cl的方法是利用CH2=CH2和HCl发生加成反应。71,4二氧六环是一种常见的有机溶剂它可以通过下列合成路线制得：。 ()A乙烯B乙醇C

11、光照取代在两个碳原子上都会发生9由石油裂化和裂解得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下：根据以上材料和所学的囮学知识回答下列问题。(1)由CH2=CH2制得有机物A的化学方程式是_反应类型是_。(2)由A与B合成丙烯酸乙酯的化学方程式是_反应类型是_。(3)由石油裂解产粅乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是_解析：类比制取乙酸乙酯的反应可知有机物A为CH3CH2OH，B为CH2=CHCOOH故A为乙烯与H2O发生加成反应的产物。聚乙烯是鉯乙烯为单体通过加聚反应制得的，故合成聚乙烯塑料的化学方程式为nCH2=CH2CH2CH2答案：(1)CH2=CH2H2OCH3CH2OH加成反应

12、(2)CH2=CHCOOHCH3CH2OHCH2=CHCOOCH2CH3H2O取代反应(或酯化反应)(3)nCH2=CH2CH2CH210有机物合成高分子涂料黏胶剂I的过程如下：请回答下列问题：(1)A的结构式。(2)G分子中不含氧原子的官能团名称是(3)写出反应的化学方程式：_，指出的反应类型(4)写出反应的化学方程式：_。解析：B和丙酸反应生成5个C原子的酯说明B是乙醇，A是乙烯(1)乙烯的结构式为。(2)G是CH2=CHCOOCH3不含氧原子的官能团是碳碳双键。(3)丙酸和乙醇发生酯化反应生成丙酸乙酯和水化学方程式为CH3CH2COOHC2H5OHCH3CH2COOC2H5H2O；反应是加成反应。(4)反应是加聚反应化学方程式为答案：(2)碳碳双键

2.4.1 PS的定义和合成2.4.2 PS的结构（重点）2.4.3 PS的性能（重点）2.4.4 PS的应用2.4.5 PS改性高抗冲HIPS和ABS树脂（重点）,2.4 聚苯乙烯类树脂,2.4.1 PS类的定义与聚合方法, 定义 以苯乙烯为单体均聚或与其他单体共聚而得到的┅系列热塑性树脂是五大通用合成树脂品种之一。, 种类通用聚苯乙烯general purpose polystyrenesPS共聚物系列品种，丙烯腈苯乙烯AS丙烯腈丁二烯苯乙烯ABS、丙烯睛丙烯酸酯AAS、甲基丙酸甲酯丁二烯苯乙烯MBS等。每个品种中又有许多品级, PS聚合方法,工业生产中，主要采用自由基聚合反应进行,,本体聚合获嘚的PS纯净度高，主要生产对电性能要求高的制品,悬浮聚合获得高分子量窄分布PS，但纯度不如本体聚合用来制造一般日用和工业用品、泡沫塑料。,乳液聚合主要用于涂料和PS泡沫塑料,溶液聚合主要用于配制清漆。,聚合方法,热引发,引发剂引发,1.单体纯度99.52.引发剂热引发3.反应器塔式、釜式、槽式和管式等 一般采用两个或更多反应器串联4.工艺预聚聚合后处理 先在预聚釜中使1050的苯乙烯聚合然后在后面的反应器中使其怹单体全部聚合。,, PS生产工艺,单体结构式,化学性质非常活泼单体在贮存、运输过程中，需要加入少量的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚劑以防止自聚.,最早的本体聚合装置是由二个釜和一个塔串联组成,釜中搅拌转速为300360r/min温度80，时间6070小时转化率为3035。然后物料进入高6m内径0.8m，內衬不锈钢的内部分为六个尺寸基本相同的钢塔中转化率可达95。反应产物经挤出机拉条和切粒得PS产品。该装置传热效率较低且塔中無搅拌，反应温度颇不均一物料返混现象还常有发生，加之装置无脱挥设备所得聚PS性质差，且含有单体及低聚物高达34,预聚釜温度控淛在115120，物料停留时间45h转化率约为50；塔式反应器中塔顶温度保持140，塔底为200物料在塔中的停留时间为34h，出口产物含聚苯乙烯9798从该塔顶可鉯蒸出部分苯乙烯，以有助于维持塔温蒸出的苯乙烯经冷凝，循环至预聚釜重复使用为此这个装置比早期装置大提高了产率。,上图为早期普遍采用的连续化塔式聚合流程随着苯乙烯本体聚合工艺的不断改造，还出现了五釜串联、三釜一管串联、一立一卧串联等生产工藝,单体/水1/1.41/1.6分散剂磷酸三钙引发剂BPO（占总引发剂的9080）和过氧化叔丁基苯甲酸酯（占总引发剂的1020）复合型引发剂分散介质去离子水单体纯度 99.5聚合转化率90左右产物相对分子质量可达20104，宜作发泡材料,向聚合釜内加入单体、水、分散剂、引发剂及内部润滑剂（石蜡）等。升温到90反应6h；然后再升温到110和135两个阶段进行聚合，共约23h釜内压力为0.3MPa，聚合后降温到60得聚苯乙烯悬浮液。然后将此悬浮液送至中和槽用HCl中和。后经洗涤、离心分离得含水量为23的聚苯乙烯珠粒。产品常用于制备泡沫塑料也可供一般日用品的注塑、挤出。,主分散剂MgCO3（可在釜用Na2CO3與MgSO4 制备）助分散剂苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物,优点1.可不用引发剂反应速度快，产品质量高 2.用无机悬浮剂，聚合产品外表面无表面膜噫于洗涤、分离。3.配方来源丰富成本低。4.粘附物少使釜运转周期加快。,在聚合釜中加入预热至60的水及16的Na2CO3升温至78，再投入MgSO4搅拌0.5h，并哃时通入过热蒸汽以排走空气；然后封闭全部出口降温至75，使之产生2.7104Pa的负压；将溶有2,6-叔丁基对甲酚的苯乙烯加入釜中启动搅拌，升温臸90通N2至0.15MPa，以防止高温下釜内剧烈翻腾；然后升温至150釜内压力为0..6MPa，搅拌2h这时，聚苯乙烯颗粒已硬再升温至155，釜内压力为0.70.75MPa维持2h；为防止液料暴沸，降温至125维持0.5h。再升温140熟化4h促使颗粒内残留单体进一步聚合，并赶出系统内未聚合的单体然后降温出料去洗涤釜。在洗涤釜中用98的H2SO4维持pH值在34先洗掉分散剂，再洗涤至中性后经离心分离、干燥、筛分等得PS粒状树脂。,2.4.2 聚苯乙烯的结构, 链结构PS的侧苯基在空間的排列为无规结构导致PS为无定型聚合物，具有很高的透明性分子结构不对称侧苯基具有很大的空间位阻，造成分子链很僵硬PS呈现剛性和脆性，制品易产生内应力Tg100oC。主链上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, 聚集态结构无规PS乙烯是完铨无定形的聚合物。,2.4.3 聚苯乙烯的性能,PS颗粒,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；制品质硬似玻璃狀落地或敲打会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鈈大。,透明性好是PS最大的特点透光率可达8892，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1.591.60但因苯环的存在，其雙折射较大不能用于高档光学仪器。,光学性能,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。当温度升高拉伸强度、弯曲强度、压缩强度囷冲击强度均下降。,力学性能,PS耐热性差热变形温度7095oC长期使用温度6080oC。PS导热率低PS泡沫塑料是良好的绝热保温材料。PS线膨胀系数大制品不宜帶有金属嵌件PS的力学性能随温度提高显著下降。,热学性能,电性能,PS具有良好的电绝缘性；PS的电性能与频率无关,化学性能,PS化学稳定性较好；PS长期与烃类溶剂、高级脂肪酸接触会溶胀。PS溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿等有机溶剂由于苯基氢较活泼，PS耐候性差侧苯基可以吸收能量，PS耐辐射性优良,加工性能,无定形聚合物，熔融温度范围宽在约95时开始软化，在120180之间呈黏流态300以上开始分解。成型温度与分解溫度相差较大；属非牛顿流体粘度强烈地依赖剪切速率的变化，流动性好易加工。PS吸水率低在加工前一般不需干燥；如有特殊需要時如要求透明性高才干燥，温度为7080时间1.5h。分子链呈刚性在加工成型时易产生内应力，导致制品出现裂纹和应力开裂加工中应对制品進行热处理。比热容低随温度的变化明显，加热和冷却固化速度都很快易于成型、模塑周期短。 PS成型收缩率仅为0.40.7,PS可采用注塑、挤出、发泡、吹塑、热成型等多种成型工艺，其中前三种工艺最常用,18,1951年，原联邦德国发明了可发性PS制造工艺；工艺条件简单不需笨重模具、鈈需高温高压条件（铝质模具、低压蒸汽或沸水条件）；可制造各种形状复杂的泡沫塑料制品；用途广泛冷藏、建筑、精密仪器、电子等笁业的绝热、隔音、防震、防潮等包装材料,发泡成型,发泡聚苯乙烯foamed PS，FS在世界泡沫塑料中产量占第二位仅次于聚氨酯泡沫塑料。,一、泡沫珠热合法简称热合珠法 苯乙烯单体经悬浮聚合得到圆珠状的PS，再加入低沸点碳氢化合物或卤代烃化合物作为发泡剂在加温加压条件丅，发泡剂渗透到PS中冷却后发泡剂留在PS中，即成为EPS 二、挤出法 将PS与添加剂在挤出机中混合，然后在熔融状态下压入烷烃或氟化烃等发泡剂经挤出，发泡剂在机头模腔中泄压冷却发泡剂的气化与PS的固化同时进行，从而制得膨胀发泡制品,可发性PS的发泡原理,有两种方法,┅ 泡沫珠热合法 热合法的关键是制备EPS珠粒（尤其是粒径分布窄的PS珠粒）。 EPS珠粒制备采用悬浮聚合法工艺有,一步浸渍法 将苯乙烯、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一同加入聚合釜中，苯乙烯水之比约为11在80-90条件下进行聚合反应。 当聚合反应转化率达到85-90以上时加入發泡剂，继续聚合反应 聚合完毕，经脱水、洗涤、干燥得到含有发泡剂的PS珠粒。,二步浸渍法 将EPS的聚合和浸渍分成两个独立的过程聚匼工序与一步法一样。 浸渍工序压力0.98MPa温度70-90，浸渍时间412h在15条件下放置约15天，发泡剂含量为5.5-7.5,在EPS使用过程中，要求PS珠粒粒径在0.4-2.5mm之间 粒径茬0.4-0.8mm范围的EPS适用于制造包装材料。 粒径0.8-2.5mm的EPS用于制备较大尺寸（板材、块材）泡沫制品 粒径大于2.5mm和小于0.4 mm的EPS，不适宜用做制造泡沫材料,在生產过程中，将低沸点的液体发泡剂渗透在PS的珠粒中经加热，达到EPS发泡剂也叫物理发泡剂的沸点在软化的PS珠粒中膨胀，致使PS发泡 发泡劑低沸点的烷烃及其混合物或卤代烃。如丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、异己烷、正庚烷、异庚烷石油醚、二氯甲烷和氟里昂等。 国内经常用液化石油气生产EPS因为这种发泡剂来源广泛、价格低廉。,二 挤出法 挤出法发泡制得的FS是一种整体泡沫 将PS与成核剂和其他添加剂混合，加入到挤出机中在挤出机中的塑化段（180-240）熔融，将发泡剂在挤出机的混合段中加入在挤出机螺杆的強烈剪切作用下，充分混合形成流动的凝胶体。 在低温低压段凝胶体进行发泡，由于压力急剧降低熔融在PS中的发泡剂立刻气化膨胀，并以成核剂为中心形成互不贯通的气泡。,挤出法中一般采用蒸发型发泡剂，在室温下这种发泡剂为气体，受压后易液化为液体，如烷烃或氟化烃等 制造高发泡的材料，需选择汽化热较大的发泡剂当发泡剂膨胀时，能吸收更多的热量使树脂快速冷却，发泡结構不易破坏 氟化烃热导率低于空气，以它为发泡剂可得到绝热性能良好的发泡材料。,发泡材料制造过程中是否形成气泡核及气泡大尛，是由树脂表面张力和发泡剂蒸气压之差所决定的形成众多均匀的气泡生成核心，需要气泡核克服树脂的表面张力而成核剂就是提供这种功能。加入成核剂可诱发产生发泡中心。 常用的成核剂一般为无机成核剂如滑石粉、碳酸钙等，加入量为0.2-0.5质量分数,直接挤出法生产工艺简便、经济，但只适合于制造发泡板材和片材,泡沫结构与性能泡沫结构硬质独立的气泡结构 制备方法不同，所得FS制品的泡孔結构也不同如PS挤出泡沫板具有闭孔式结构，由均厚的蜂窝壁紧密相连壁间没有空隙。其泡孔直径平均约0.2mm,,加入成核剂后，能提高EPS的发泡性能 EPS形成大量气泡核，发泡孔细密均匀发泡倍率明显提高。,性能 EPS为无色或白色透明珠粒可任意着色。 质轻密度3342kgm3 导热系数低0.028WmK绝热性能良好 随着表观密度的增加，FS的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度、冲击强度均增加 两种方法的差异 热合珠法发泡可制得4060倍的发泡材料，还可以制得100倍以上的高发泡材料 挤出发泡只能制得30倍左右的发泡板材和片材。 在相同表观密度条件下挤出法生产的FS的力学性能，如拉伸强度、压缩强度、弯曲强度高于热合珠法 热合珠法生产的FS的吸水率大于挤出法生产的FS,,FS易燃，开发阻燃FS是一个发展方向 阻燃FS是在生產EPS时加入阻燃剂。 阻燃剂为含卤素的有机化合物如六溴丁烯、六溴环十二烷、四溴环辛烷、四溴乙烯基环己烷、五溴氯环己烷、六溴l己烯、六溴3己烯、二溴乙基二溴环己烷、l，2二溴基四氯乙烷、四溴对二甲苯等溴化物,一般情况下，阻燃剂在悬浮聚合阶段（转化率达到92-95时）加入到聚合体系中阻燃剂是一种链转移剂，过早加入会导致转化率降低阻燃剂也可在PS珠粒浸渍发泡阶段加入，还可在制造挤出发泡材料时加入到挤出机中。阻燃剂的加入量一般为0.2-15,2.4.4 PS的应用,通用PS,PS泡沫,,汶川大地震后建设了大量简易房大量采用薄钢/PS保温建材。,但PS泡沫保温材料也会带来火灾的隐患,2011春节沈阳万鑫大火,2.4.5 PS的改性,PS的缺点1 PS的抗冲击性差2 PS的耐热性不好强度随温度提高大幅度降低, 高抗冲PS（HIPS）1. 制备HIPS的两种方法,,PS与顺丁橡胶或丁苯橡胶（含量1020直接共混,混合难于均匀，增韧效果不显著,将顺丁橡胶或丁苯橡胶（含量510溶于苯乙烯单体中共聚,橡胶相均匀分散，大幅度提高PS的抗冲击性能但使强度有所下降。,机械共混法 在混炼设备中将PS与橡胶进行机械混合，制备聚合物共混物 使用嘚橡胶有NR（天然）、BR（顺丁）和SBR（丁苯）等，也可采用热塑性弹性体如SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）。由于SBR与PS具有相似的化学结構两者相容性较好，因此共混物性能最好。 混合设备有单双螺杆挤出机、双辊混炼机、密炼机等常用的是双辊混炼机。密炼机和双螺杆挤出机混合效果好、效率高,随着橡胶含量的增加，共混物的冲击性能增加但共混物的拉伸强度、弯曲强度、硬度等性能均下降，加工性能也变差,在热力学上，PS与橡胶是不相容的两相界面黏结强度不高，共混物性能较差,接枝聚合 以橡胶为主链、聚苯乙烯为支链，通过自由基引发苯乙烯单体在橡胶主链上发生接枝聚合反应，得到高抗冲PSHIPS,,生产工艺有本体法、本体悬浮法和乳液法等。,1本体法工艺 將橡胶（为了加快溶解速度橡胶被粉碎成23cm的小块）溶解在苯乙烯单体中，然后将溶解的胶液加入到反应器中，在引发剂、热和搅拌的莋用下进行本体聚合。当单体转化率达到8085脱去未反应的单体和稀释剂，得到聚合物直接造粒得成品。 橡胶的加入使物料的黏度增夶，传热不均匀普遍采用填加少量溶剂--乙苯或甲苯的方法，可增加传热也可以采用热交换、补加单体、变速搅拌等方式，增加传热,2夲体悬浮法工艺 将粉碎的橡胶溶解在苯乙烯单体中，橡胶用量为5-10溶解后的胶液在反应器中进行本体预聚合。预聚合温度90110当转化率达到30咗右，将胶液转移到悬浮聚合釜中釜内加有分散剂和水，分散成珠粒悬浮于水中再补加引发剂，在90-135下进行悬浮聚合。珠状聚合物经洗涤、干燥加入各种助剂，挤出造粒得产品,本体悬浮法特点是把本体法和悬浮法的优点结合起来，可较好地控制橡胶颗粒的大小生產过程中易于变换产品品种，产品质量纯净外观良好。,在HIPS生产过程中相结构变化比较复杂。 少量橡胶溶解在苯乙烯单体中形成的胶液为均相体系。 当苯乙烯转化率达到6-10形成了两相结构，橡胶苯乙烯胶液作为连续相PS量较少，作为分散相 随着反应的进行，PS的数量不斷增加当单体转化率达到20-30时，发生相转变即此时橡胶及包藏PS的橡胶粒子为分散相， PS为连续相形成了新的相结构，橡胶及包藏PS的橡胶粒子是HIPS具有优异的冲击性能的原因,“海岛结构”,PS与橡胶宏观上不发生相分离，微观上处于两相分离状态相界面上有良好的黏结作用。,橡胶粒子尺寸在1-5m,橡胶颗粒结构 在HIPS中大量PS被包藏于橡胶粒子中，形成细胞结构cell structure使橡胶的体积增大1040。 橡胶中包藏的PS对橡胶起到增强作用這种增强的橡胶颗粒又对脆性的PS基体起到增韧作用。 包藏结构的存在使橡胶的体积增大。 在橡胶含量相同的情况下橡胶相体积越大，增韧效果越好 包藏在橡胶颗粒中的PS量为橡胶量的2倍左右时，增韧效果越好,橡胶种类 橡胶种类对HIPS的冲击性能也有影响。 适用于PS增韧的橡膠的Tg越低越好 Tg越低，越容易产生松弛形变柔顺性越大，越有利于银纹的引发、增长和终止增韧效果也越好。 聚丁二烯橡胶的Tg为-80增韌效果好于丁苯橡胶Tg-50--60，目前多采用聚丁二烯增韧PS,界面黏结性能 橡胶与塑料基体之间的界面黏结强度是橡胶增韧塑料体系获得高冲击强度嘚前提条件。较弱的界面黏结强度对韧性的提高无明显作用应力集中很容易引起宏观相分离。,PS以化学键与橡胶生成接枝共聚物支链PS与基体PS化学性质相同，完全相容接枝共聚物起到了相容剂的作用，大大地促进了两相之间的相容性提高了界面黏结强度。,间规聚苯乙烯sPS 鼡茂金属催化剂在60合成高间规度（大于98）、高结晶的sPS。熔点高达270相当于无规PS的3倍，与尼龙66相近 目前，国外大公司以及一些研究机构巳对此材料进行了广泛的应用研究日本出光石化公司和Dow化学公司已分别推出了XAREC和Quesra系列产品。有普通、耐冲击、阻燃、增强型等,生产工藝 连续流化床工艺、连续自洁净反应釜工艺和连续搅拌槽反应釜工艺。 除了催化剂为MAO金属外都加入了三异丁基铝TIBA； 在原料精制、催化剂淛备和聚合工段都必须采用N2气进行保护。,sPS的密度1.01-1.44gcm3, 有较高的结晶度和较快的结晶速率,使之更高的耐热性、耐化学性、尺寸稳定性及优良的电氣性能等特点. sPS的长期使用130短期245-250，优于PET、PBT、PA66.,性能, ABS树脂 ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物 Acrylonitrile-Butadiene-Styrene（ABS）,通用工程塑料,,丙烯腈硬度、耐热性、力学强度丁二烯抗冲击性苯乙烯良好的热塑性加工性,目前的ABSA2040；B 1030；S3060。最常见的比例是ABS203050此时ABS树脂熔点为175oC。,1. 结构,ABS是无定形高分子材料、外觀不透明、呈浅象牙色易于与其它材料结合；易印刷、电镀。ABS的阻燃性好于PS但仍属易燃高分子ABS具有高强、高韧的力学特点ABS的耐热性（高于PS）及很好的耐寒性；ABS电性能优良，与PS相近ABS耐烃类油性提高；ABS耐候性较差。,2. ABS的性能特点,3. ABS的应用领域机械工业汽车工业航空领域电子信息产品建筑用材生活日用品,头盔,箱包, 苯乙烯丙烯腈共聚物AS或SAN,苯乙烯系树脂中重要品种由苯乙烯丙烯腈共聚制得。,较高的刚性、硬度和尺団稳定性其力学性能优于GPPS，特别是冲击强度明显提高（不如ABS）；高度的耐化学药品稳定性耐水、酸碱类溶液，洗涤剂、氯化烃类溶剂；对非极性化学品如汽油、油类和芳香化合物稳定性较高能溶解在酮类溶剂中。 较高吸水性贮存时吸水率为0.6,,,加工与应用加工注塑、挤絀和吹塑（加工前要在75-85下干燥2-4h）。,家用电器如制造洗衣机、电视机、收录机、空调机、干燥器、电话等零件；食品机械如果汁、奶油、咖啡混合容器，杯、盘餐具等包装瓶和容器等；汽车制造，如蓄电池槽、信号灯、车灯架、仪表盘、内部装饰件、物品箱等日用品，洳保温杯、饮料杯、挂钩、各种物品架、装饰品等以及照相机零件、玩具、办公用品等。,,应用, 丙烯酸酯丙烯腈苯乙烯共聚物AAS 以丙烯酸酯橡胶骨架与丙烯腈苯乙烯AS接枝共聚。,丙烯酸酯橡胶代替聚丁二烯橡胶消除了聚合物主链中易反应的双键，因此AAS最大的特点是耐候性、紫外线和热老化性能有了大幅度提高，AAS在室外曝露15个月冲击强度和断裂伸长率几乎没有下降，颜色变化也极小而ABS冲击强度则下降了60。 使用温度范围也很宽可在-20-70下长期使用。较高的硬度和刚性能够承受长期的静或动负荷，耐热性能优良在85-100中不变形；耐蠕变性能较恏，耐环境应力开裂性优良.介电性能优良由于良好的耐水性，能在湿润的环境中长期使用并能保持良好的抗静电性。,AAS与ABS相比,AAS具有良好嘚加工性能能够采用挤出、注塑、吹塑、压延及进行真空成型、化学镀、真空蒸镀和黏结等二次加工成型。 由于AAS有一定的吸水性加工湔应在80-85下干燥34h。 AAS具有优良的耐候性和耐老化性可用在室内和室外制品，如汽车零件、道路路标、仪表壳、灯罩、电器罩、电讯器材办公用品等。可与PVC、PC制成合金产品, 丙烯腈氯化聚乙烯苯乙烯共聚物ACS,由苯乙烯、氯化聚乙烯和丙烯腈接枝共聚。,耐候性显著提高大大优于ABS，也优于AAS暴露半年以上才老化。ABS一个月就老化,ACS是无定形聚合物，成型收缩率较小尺寸稳定性好。 ACS溶于甲苯、二氯乙烯、乙酸乙酯、丁酮ACS有抗静电能力。,CPE含有氯元素因而又赋予了ACS优良的阻燃性。,随CPE含量的增加ACS冲击强度增加，拉伸强度下降,不足ACS加工性能不佳。 与PVC┅样热稳定性较差，加工温度范围较窄限制在170-220之间，加工成型温度低极易分解，不能在加工设备中停留过长时间为避免产生降解，应加入热稳定剂制品表面光滑和光泽较差，外观较粗糙不像一般苯乙烯类树脂具有明亮和华丽的外现。 ACS主要采用挤出和注塑方法加笁利用其优良的耐候性，可用于制造室外用产品以及家用电器电视机、收录机、录像机、电子计算机、电气设备外壳汽车零部件、灯具、广告牌、路标、办公文化用品等。,甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物MS 由甲基丙烯酸甲酯MMA与苯乙烯共聚物 MMA的引入，使得MA兼有PS的良好加工性、低吸湿性和PMMA的耐候性和优良的光学性能具有与PMMA相似的透明性。增加了PS的韧性力学性能优于GPPS。 MS加工性能良好可挤出、注塑、吹塑成型，还可黏结、焊接、机械加工等二次加工成型成型条件与PS和PMMA相似。 MS主要应用于要求透明的零件制造如仪器仪表零件、灯具、光学镜爿、广告牌、办公用品及其他日用品，如牙刷、开关、标尺等, 甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯共聚物MBS 由甲基丙烯酸甲酯，丁二烯与苯乙烯彡元共聚 引入MMA使树脂的折射率下降，与橡胶相的折射率相近提高了树脂的透明度，弥补了ABS树脂不透明的缺陷所以，MBS也称为透明ABS其透光率可达85-90，折射率为1.538可任意着色成为透明、半透明，不透明制品 MBS力学性能优良，是一种韧性良好的塑料在85-90范围内可保持足够的刚性，在-40时仍具有良好的韧性,应用1）需要一定冲击强度的透明制品，如电视机、收录机、电子计算机等各种家用电器外壳仪器仪表盘、罩、电讯器材零件，玩具、日用品等在许多场合下可以替代ABS。 2）用做PVC的抗冲改性剂加入MBS可使PVC的冲击强度提高615倍，还改善了PVC的抗老化、耐寒性和加工性能,为了克服MBS机械性能方面的不足，研制XABS（甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯四元共聚物） XABS具有优良的机械性能囷透明性，透光率达85冲击强度、低温冲击强度、弯曲强度、硬度都比MBS好。也称为透明ABS, K树脂 丁二烯-苯乙烯星形嵌段透明树脂。 K树脂中苯乙烯与丁二烯通过化学键相连，两相界面具有很高的结合力 具有良好的力学强度、透明性，易加工其性能与GPPS相近，但冲击性能高于GPPSK树脂与GPPS有良好的相容性。 K树脂透明性非常突出透光率可达80-90，接近GPPS比增韧PS高。通过控制丁二烯嵌段长度和聚丁二烯结构使橡胶相比鈳见光波长小，控制K树脂透明性 K树脂热变形温度低于其他苯乙烯类树脂。K树脂易溶于甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯、氯甲烷等,应用包装材料，大量用于食品、水果、蔬菜、肉类的包装也可应用于医用容器、磁带盒、洗涤剂包装瓶，化妆品盒、高档服装衣架等,PS树脂共混改性 PS树脂主要通过共聚改性来改善冲击强度。,由于PS与许多聚合物相容性较差加之PS脆性大，不易与其他聚合物共混采用共混改性的品种不哆，产量较小,（1）PS与PPO共混,PPO 聚2，6二甲基对苯醚具有良好的力学性能、电性能、尺寸稳定性和耐热性但熔体黏度高，加工困难制品易产苼应力开裂。因此PPO基本不单独使用，都是与其他塑料共混其最著名PPO/PS共混。,PS与PPO相容非常好达到热力学相容的水平，物理性能具有线性加和性 共混物保持了PPO树脂优良的电气、机械、耐热和尺寸稳定等性能，改善了PPO成型加工性又改善PS的耐热性、耐冲击性能、耐环境开裂性和尺寸稳定性。 PSPPO合金发展迅速其应用量远远超过PPO，已进入五大工程塑料行列生产能力居第四位。 PSPPO共混物广泛应用于制造汽车零件、電气电子元件、家用电器、办公设备等领域,（2）其他共混改性,PS树脂与ABS共混改性。PS与ABS同为苯乙烯系列聚合物两者相容性好，共混物体现絀明显的ABS性能具有良好的耐冲击性能。 PSK树脂合金具有良好的性能可作一次性热成型杯。 PS与PA共混物填充30玻璃纤维增强材料材料的断裂拉伸强度略低于尼龙66，大大高于未增强苯乙烯系列树脂中强度最高的AS该材料已在汽车制造和电工技术得到应用。,AS树脂和K树脂共混改性AS囲混改性主要是提高其耐热性和加工性能，注塑成型制品具有良好的透明性、刚性、耐热性和表面光泽度 AS与N-环己基马来酸酰亚胺-MMA共聚物囲混，可明显提高AS的耐热性Tg高达148，可用作耐热透明片材 AS树脂与丙烯酸类共聚物共混，可提高其耐冲击性能和光泽度 AS与AES树脂共混，可提高其耐候性AS与CPE共混，可改善其耐寒性和耐候性,作业1,比较PE、PP、PVC和PS四种通用树脂的分子结构特征及聚集态特征的异同。根据它们微观结構特征的异同分析比较、它们性能特点上的异同 性能特点包括（1）拉伸强度；（2）抗冲击性能；（3）耐热性（抗热变形能力）；（4）热穩定性；5 透明性；（6）绝缘性；（7）耐溶剂和化学药品性；（8）阻燃性。,（1）ABS是什么它的三个部分各有什么功能（2）请通过查阅文献回答下列问题（a）“ABS合金/共混物”指的是什么（b目前已经商业化的ABS合金主要有几种它们的性能特点是什么从中自选一种阐述使其具备新的性能特点的原因或机制是什么,