可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的生產(chǎn)工藝分析

王征昊

摘 要：由于可發(fā)性聚苯乙烯顆粒是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的保溫與緩沖材料，所以在進(jìn)行可發(fā)性聚苯乙烯顆粒生產(chǎn)時其工藝流程控制水平直接影響了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。立足于技術(shù)情況，文章首先介紹了可發(fā)性聚苯乙烯顆粒生產(chǎn)工藝流程，其次對可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的生產(chǎn)注意事項進(jìn)行了介紹，希望可以為提升工藝技術(shù)推廣水平創(chuàng)造條件。

關(guān)鍵詞：可發(fā)性聚苯乙烯顆粒；生產(chǎn)工藝；應(yīng)用分析

引言

經(jīng)過預(yù)發(fā)泡與熟化處理后，含有發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒能夠制造各種塑料制品，其不但具有絕緣性能良好，絕熱性能良好的特征，在緩沖包裝領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。在懸浮聚合的聚苯乙烯中添加一定的發(fā)泡劑和其他添加劑后加熱處理即可完成生產(chǎn)工藝。在不同的壓制條件下，能夠制造出不同類型的泡沫材料。在聚苯乙烯泡沫塑料的市場推廣中，以其優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和介電性能得到了廣泛的贊譽(yù)。為了進(jìn)一步分析可發(fā)性聚苯乙烯顆粒生產(chǎn)工藝流程，現(xiàn)就其特征分析如下。

一、可發(fā)性聚苯乙烯顆粒概述

可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的生產(chǎn)一般選擇立式反應(yīng)釜來進(jìn)行懸浮聚合的生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)。整個過程中需要借助于機(jī)械攪拌工藝，在液滴分散完成后添加相關(guān)原料，包括有水、懸浮劑以及苯乙烯、引發(fā)劑等等原料。苯乙烯單體與催化劑會懸浮于水中，之后經(jīng)過處理會逐漸形成漿狀，此時傳熱與攪拌都相對容易實現(xiàn)。

在原料選擇方面，純水、苯乙烯以及乳化劑的選擇需要根據(jù)客戶的實際要求來進(jìn)行選擇，分散劑常用磷酸鈣，引發(fā)劑則可以選擇過氧化二苯甲酰（BPO）和過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）。在增塑劑方面，大多以磷酸三辛酯為選擇對象，而發(fā)泡劑則可以選擇異戊烷與戊烷來完成發(fā)泡任務(wù)。

二、可發(fā)性聚苯乙烯顆粒生產(chǎn)工藝流程

1.入料

在清洗干凈的反應(yīng)釜中注入純水，在完成一半注水時需要開啟自動攪拌功能，添加合適的乳化劑后添加相應(yīng)的懸浮劑以及分散劑，這個時候選擇的分散劑以磷酸鈣為主。完成添加后對水的PH值進(jìn)行調(diào)整，控制在7.2～8.6左右，防止出現(xiàn)酸性過大導(dǎo)致聚合粒子的成長受阻的問題發(fā)生。在PH值調(diào)整完成后，添加苯乙烯單體，之后可以選擇添加適量的BPO以及TBPB，并選擇鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行適量添加。除此之外，根據(jù)實際生產(chǎn)需求選擇增塑劑來強(qiáng)化生產(chǎn)過程中的粒徑成型效果，在苯乙烯單體顆粒懸浮后即可完成入料操作環(huán)節(jié)。

2.加熱

苯乙烯入料之后進(jìn)行到加熱環(huán)節(jié)當(dāng)中。首先通入蒸汽對其進(jìn)行加熱處理，溫度超過82℃后即可停止供應(yīng)蒸汽，如果出現(xiàn)溫度持續(xù)增長的情況則需要通入適量冷水對溫度進(jìn)行控制，在過程中加熱穩(wěn)定性要保護(hù)好，最終溫度不超過90℃。

3.低溫反應(yīng)

在溫度超過88℃后就要進(jìn)行反應(yīng)控制，這個過程中以1小時為一個周期，在反應(yīng)粒子長大后再進(jìn)行2.5個周期，此時會進(jìn)入到粒子快速成長的階段，這個時候就必須通過取樣觀察的方式來對其進(jìn)行控制，將粒子的成長控制在相對穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)。在3.5個周期后成型變硬并度過危險期，此時只要控制好溫度即可，在7個周期后，整個聚合反應(yīng)基本結(jié)束，此時可以進(jìn)入到下一個工藝環(huán)節(jié)。

4.進(jìn)氣

進(jìn)氣過程中，選擇磷酸鈣以及十二烷基苯磺酸鈉適量，密封后將壓縮空氣投入到反應(yīng)釜內(nèi)，釜內(nèi)溫度會略有上升，此時壓力約為0.6MPa。再次升高溫度到120℃，保持恒溫4h，最后完成工藝處理任務(wù)。

5.出料

將冷卻水通入，溫度降低到40℃左右時即可使用壓縮空氣將粒子壓入洗滌槽當(dāng)中，此時通過添加消泡劑搭配水完成清洗作業(yè)。經(jīng)過離心機(jī)處理后再使用干燥機(jī)干燥，通過篩選后防止粘連并完成包裝。

三、可發(fā)性聚苯乙烯顆粒生產(chǎn)注意事項

1.引發(fā)劑用量

在調(diào)整生產(chǎn)時，引發(fā)劑的用量對于調(diào)整聚苯乙烯的顆粒生產(chǎn)質(zhì)量具有一定的影響。采用過氧化二苯甲酰作為低溫引發(fā)劑時，其在93℃就會揮發(fā)除去，此時過氧化苯甲酸叔丁酯作為高溫引發(fā)劑就可以在118℃完成分解。在溫度逐漸上升時，引發(fā)劑的用量也會產(chǎn)生變化。如果分子量降低，那么就需要適當(dāng)減少引發(fā)劑的使用量，這樣分子量就會逐漸增加。根據(jù)實際需求，適當(dāng)調(diào)整引發(fā)劑的使用量。

2.殘留單體控制

在高質(zhì)量的產(chǎn)品中，殘留苯乙烯單體的總量應(yīng)該控制在0.5%以內(nèi)。在低溫反應(yīng)基本結(jié)束后，殘留的單體占到總數(shù)的10%，在高溫反應(yīng)后，115℃會出現(xiàn)單體的揮發(fā)，利用這個特征來實施殘留單體的控制并將其控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)即可。

3.粒徑控制

在機(jī)械攪拌的切應(yīng)變影響下，苯乙烯單體會逐漸發(fā)生形變，較大的液團(tuán)會破裂并形成各種不規(guī)則的液滴，此時在表面張力的影響下，會逐漸形成珠狀的小液滴，此時處于一個相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡當(dāng)中。在進(jìn)行粒徑的控制時，應(yīng)該采用分散劑的方式對水相進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)間隙變化到一定程度后避免其出現(xiàn)進(jìn)一步的聚集，從而獲得調(diào)整液滴的方式。大多數(shù)情況下，粒徑的大小需要根據(jù)客戶的要求來進(jìn)行處理，2.5個周期內(nèi)粒子控制在0.6mm以內(nèi)，此時根據(jù)取樣觀察添加適量的碳酸鈣即可完成處理工作。

4.其他事項

在進(jìn)氣環(huán)節(jié)之前應(yīng)該適當(dāng)添加表面活性劑，這樣一來能有效促進(jìn)戊烷與水的融合，同時也可以通過添加磷酸鈣的方式來確保粒子溫度接近時不容易出現(xiàn)粘結(jié)的情況。發(fā)泡的時候?qū)⒈稊?shù)控制在60左右，可以采用發(fā)泡劑用量調(diào)整的方式進(jìn)行控制。

總結(jié)

綜上所述，可發(fā)性聚苯乙烯顆粒作為一種優(yōu)良的泡沫材料原材料，其生產(chǎn)工藝的控制水平也將決定材料質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益，以此來獲取更高的投資回報率。在常規(guī)工藝控制的前提條件下，還需要著重關(guān)注引發(fā)劑的用量以及殘留單體的控制工作，做好粒徑大小的把控，以此來提高生產(chǎn)水平，為行業(yè)的全面健康發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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