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(shí)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(duì)可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的生產(chǎn)注意事項(xiàng)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(guò)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(chǎng)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(lái)進(jìn)行懸浮聚合的生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)。整個(gè)過(guò)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(huì)懸浮于水中，之后經(jīng)過(guò)處理會(huì)逐漸形成漿狀，此時(shí)傳熱與攪拌都相對(duì)容易實(shí)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(shí)際要求來(lái)進(jìn)行選擇，分散劑常用磷酸鈣，引發(fā)劑則可以選擇過(guò)氧化二苯甲酰（BPO）和過(guò)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(duì)象，而發(fā)泡劑則可以選擇異戊烷與戊烷來(lái)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(shí)需要開(kāi)啟自動(dòng)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(gè)時(shí)候選擇的分散劑以磷酸鈣為主。完成添加后對(duì)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(guò)大導(dǎo)致聚合粒子的成長(zhǎng)受阻的問(wèn)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(shí)際生產(chǎn)需求選擇增塑劑來(lái)強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)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(duì)其進(jìn)行加熱處理，溫度超過(guò)82℃后即可停止供應(yīng)蒸汽，如果出現(xiàn)溫度持續(xù)增長(zhǎng)的情況則需要通入適量冷水對(duì)溫度進(jìn)行控制，在過(guò)程中加熱穩(wěn)定性要保護(hù)好，最終溫度不超過(guò)90℃。

3.低溫反應(yīng)

在溫度超過(guò)88℃后就要進(jìn)行反應(yīng)控制，這個(gè)過(guò)程中以1小時(shí)為一個(gè)周期，在反應(yīng)粒子長(zhǎng)大后再進(jìn)行2.5個(gè)周期，此時(shí)會(huì)進(jìn)入到粒子快速成長(zhǎng)的階段，這個(gè)時(shí)候就必須通過(guò)取樣觀察的方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制，將粒子的成長(zhǎng)控制在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)。在3.5個(gè)周期后成型變硬并度過(guò)危險(xiǎn)期，此時(shí)只要控制好溫度即可，在7個(gè)周期后，整個(gè)聚合反應(yīng)基本結(jié)束，此時(shí)可以進(jìn)入到下一個(gè)工藝環(huán)節(jié)。

4.進(jìn)氣

進(jìn)氣過(guò)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(huì)略有上升，此時(shí)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(shí)即可使用壓縮空氣將粒子壓入洗滌槽當(dāng)中，此時(shí)通過(guò)添加消泡劑搭配水完成清洗作業(yè)。經(jīng)過(guò)離心機(jī)處理后再使用干燥機(jī)干燥，通過(guò)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(xiàng)

1.引發(fā)劑用量

在調(diào)整生產(chǎn)時(shí)，引發(fā)劑的用量對(duì)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(guò)氧化二苯甲酰作為低溫引發(fā)劑時(shí)，其在93℃就會(huì)揮發(fā)除去，此時(shí)過(guò)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(shí)，引發(fā)劑的用量也會(huì)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(huì)逐漸增加。根據(jù)實(shí)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(huì)出現(xiàn)單體的揮發(fā)，利用這個(gè)特征來(lái)實(shí)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(huì)逐漸發(fā)生形變，較大的液團(tuán)會(huì)破裂并形成各種不規(guī)則的液滴，此時(shí)在表面張力的影響下，會(huì)逐漸形成珠狀的小液滴，此時(shí)處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡當(dāng)中。在進(jìn)行粒徑的控制時(shí)，應(yīng)該采用分散劑的方式對(duì)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(lái)進(jìn)行處理，2.5個(gè)周期內(nèi)粒子控制在0.6mm以內(nèi)，此時(shí)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(xiàng)

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(lái)能有效促進(jìn)戊烷與水的融合，同時(shí)也可以通過(guò)添加磷酸鈣的方式來(lái)確保粒子溫度接近時(shí)不容易出現(xiàn)粘結(jié)的情況。發(fā)泡的時(shí)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(lái)獲取更高的投資回報(bào)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(lái)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)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳曉娜.剖析可發(fā)性聚苯乙烯珠粒（EPS）的生產(chǎn)工藝[J].化工管理，2014（36）：177.

[2]甄影. 可發(fā)性聚苯乙烯復(fù)合材料的阻燃性能研究[D].沈陽(yáng)建筑大學(xué)，2013.

[3]羅玲玲. 可發(fā)性聚苯乙烯的制備及性能研究[D].北京化工大學(xué)，2010.

[4]陳建忠.可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用[J].北京水利，1996（01）：37-38.

[5]許宏華.可發(fā)性聚苯乙烯珠體進(jìn)展[J].合成樹(shù)脂及塑料，1987（02）：54-57+53.