摘 要：一步法生產(chǎn)可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）具有流程簡(jiǎn)化、生產(chǎn)周期短、物耗能耗低等優(yōu)點(diǎn)。所以，發(fā)達(dá)國家基本采用一步法生產(chǎn)工藝。

關(guān)鍵詞：可發(fā)性聚苯乙烯；一步法；苯乙烯

1.可發(fā)性聚苯乙烯

可發(fā)性聚苯乙烯，英文簡(jiǎn)稱（EPS），通稱聚苯乙烯或苯乙烯系共聚物。是由苯乙烯單體在一定量的純水和一定溫度下加入引發(fā)劑、分散劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑后懸浮聚合制得的一種新型高分子材料。主要類型有普通型、高倍型和阻燃型三種?？砂l(fā)性聚苯乙烯具有質(zhì)輕、價(jià)廉、導(dǎo)熱率低、吸水性小、電絕緣性能好、隔音、防潮、成型工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用作包裝、保溫、隔熱、建筑裝磺等方面的材料。

2.可發(fā)性聚苯乙烯生產(chǎn)工藝發(fā)展概況

在國外，可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）的生產(chǎn)開始于40年代，50年代德國BASF公司開發(fā)EPS珠粒生產(chǎn)工藝后，由于其成型工藝及設(shè)備簡(jiǎn)易可行， 并可制成各種形狀、不同密度的產(chǎn)品， 因而發(fā)展迅速?，F(xiàn)制備工藝有一步浸漬法（一步法）和二步浸漬法（二步法）。

在國內(nèi)，60年代開始可發(fā)性聚苯乙烯技術(shù)的開發(fā)工作，隨后實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但采用的方法為二步法，且規(guī)模都很小。90年代引進(jìn)荷蘭Shell公司一步法生產(chǎn)工藝投產(chǎn)， 開創(chuàng)了我國一步法工藝的先河。同時(shí)通過多年的摸索與研究也對(duì)國產(chǎn)二步法生產(chǎn)進(jìn)行了改進(jìn)和完善，使其更趨合理。

3.可發(fā)性聚苯乙烯“一步法”工藝生產(chǎn)介紹

“一步法”生產(chǎn)可發(fā)性聚苯乙烯需經(jīng)過聚合（備料、投料、低溫造粒）、浸漬、洗滌、干燥、分篩、涂膜、振動(dòng)檢查和包裝工序。

3.1 聚合

（1）生產(chǎn)前，把所需要的料依次投加到反應(yīng)釜中進(jìn)行聚合。在確認(rèn)所需的原輔材料正確投料后，觀察體系轉(zhuǎn)相情況，確認(rèn)體系轉(zhuǎn)相后，就開始進(jìn)行升溫工序。

（2）當(dāng)溫度升至85℃時(shí)（升溫時(shí)間約在2小時(shí)左右），反應(yīng)釜內(nèi)苯乙烯已經(jīng)開始聚合反應(yīng)。此時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度的上升趨勢(shì)，避免溫度上升太快而失去控制。升溫過程中必須經(jīng)常取樣觀察粒子轉(zhuǎn)相情況，了解反應(yīng)趨勢(shì)以便于控制粒子大小。

（3）在溫度升到88℃（低溫造粒反應(yīng)計(jì)時(shí)零點(diǎn)）時(shí)，便進(jìn)入低溫造粒恒溫階段，此階段為聚合反應(yīng)關(guān)鍵階段，必須保持溫度的平穩(wěn)，溫度控制在90℃左右，聚合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此需要微開水冷卻閥，使少量冷卻水進(jìn)入盤管內(nèi)并帶走釋放出的熱量。在零點(diǎn)計(jì)時(shí)一小時(shí)后加入高溫引發(fā)劑。在恒溫2.0至3.5小時(shí)為低溫造料重點(diǎn)監(jiān)控階段，根據(jù)反應(yīng)的速度及粒徑情況及時(shí)補(bǔ)加分散劑或解救碳酸鈣來控制到最佳粒徑要求，并保持到粒子穩(wěn)定下沉。一般在從低溫造成粒計(jì)時(shí)4小時(shí)左右，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)為平穩(wěn)狀態(tài)，并開始慢慢硬化。

（4）在粒子下沉30至40分鐘時(shí)（粒子不再粘手時(shí)），可以開始進(jìn)行灌氣前準(zhǔn)備工序。灌氣1小時(shí)前應(yīng)加入適量的懸浮劑和高溫引發(fā)劑，在加入適量的分散劑和乳化劑后可以密封手孔，再檢查已備好的戊烷是否符合要求以及反應(yīng)釜上各閥門是否全部關(guān)閉。先小壓試驗(yàn)已密封的手孔，在確認(rèn)無泄漏后，打開相應(yīng)的閥門向釜內(nèi)加入規(guī)定量的發(fā)泡劑（戊烷）。

（5）在加完戊烷后即進(jìn)入中溫控制階段。當(dāng)溫度升到95℃時(shí)關(guān)閉蒸氣讓其自升。中溫恒溫階段大約為1.5～2.0小時(shí)，此階段溫度控制在108～112℃范圍內(nèi)，最高溫度不能超過115℃，若超過115℃則打開冷卻水閥稍許冷卻降溫。

（6）待中溫工序結(jié)束后，即進(jìn)入高溫階段。開啟蒸氣閥進(jìn)行升溫，將反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至115～117℃時(shí)，關(guān)閉蒸氣閥，讓其自升至120～122℃，在經(jīng)過3～3.5小時(shí)的恒溫后結(jié)束高溫期進(jìn)行冷卻。此階段特別要注意的是溫度、壓力的控制要在工藝要求的范圍內(nèi)，嚴(yán)禁超溫超壓現(xiàn)象。

（7）在冷卻出料過程中，要注意水源水壓情況，最終冷卻的溫度（45℃），嚴(yán)禁高溫出料。并要與洗滌崗密切聯(lián)系。出料時(shí)釜內(nèi)壓力不得超過0.3Mpa，以免顆粒在管道中流速過快而造成粒子發(fā)泡現(xiàn)象，電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)減慢直至停止，這樣可以使釜內(nèi)顆粒徹底的出盡。

在出完料待釜內(nèi)壓力降至為0時(shí)，則才可慢慢松開釜上的手孔螺栓，用水沖洗釜內(nèi)的殘余粒子，直至沖凈為止。

3.2 洗滌

洗滌工序是將反應(yīng)過程中的分散劑、懸浮劑等雜質(zhì)用水洗滌除去，對(duì)于非水溶性的物質(zhì)，還須加入適量鹽酸進(jìn)行中和，然后再用水洗。洗滌后的含水EPS樹脂經(jīng)離心脫水，除去大部份表面水份，以便進(jìn)一步的干燥。

3.3 干燥

本工序通過氣流干燥進(jìn)行，EPS在被16～20m/s的熱空氣吹動(dòng)的過程中，表面殘留水份受熱蒸氣進(jìn)入空氣中，氣固混合物沿切線方向進(jìn)入擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器，在離心力的作用下，粒子被甩向器壁，經(jīng)碰撞后速度減慢而降低落下，從下端料口進(jìn)入過濾料倉，高速旋轉(zhuǎn)的氣流，在旋風(fēng)分離器的中心區(qū)形成低壓區(qū)，濕熱空氣由中心管向上流出，從而達(dá)到除去水份的目的。被熱空氣干燥過的物料還需冷風(fēng)降溫，以除去熱空氣中的水蒸氣，使產(chǎn)品水份進(jìn)一步降低，以利于篩分。

在干燥過程中，需加入抗靜電劑，防止靜電積聚，產(chǎn)生火花。

3.4 篩分

被干燥過的EPS顆粒不勻，必須經(jīng)過篩機(jī)進(jìn)行篩分，獲得不同規(guī)格的顆粒并分別進(jìn)入料倉。

3.5 涂膜

在EPS的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及加工過程中，發(fā)泡劑逸失是不可避免的。若逸失過多，就會(huì)造成發(fā)泡倍率減小，密度增大，成型困難。為了延長EPS的存放期，防止發(fā)泡劑的過多逸失，提高發(fā)泡倍率而采用涂膜粉覆蓋在EPS顆粒表面，可有效的地延長保存期限。

3.6 振動(dòng)檢查

振動(dòng)檢查是為了檢查粒子的篩析效率，達(dá)到去除雜質(zhì)及不合格粒子的目的。

3.7 包裝

按照不同的規(guī)格對(duì)成品進(jìn)行稱量并進(jìn)行紙袋（內(nèi)有聚乙烯（PE）五層或七層共擠塑料袋）包裝，包裝的目的主要是便于運(yùn)輸和避免發(fā)泡劑的揮發(fā)，使產(chǎn)品保質(zhì)期延長。