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悬浮聚合制备可发性聚苯乙烯的改进研究

作　者: 张庆雷
导　师: 刘亚康
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 可发性聚苯乙烯分散性细粉率平均粒径分子量玻璃化转变温度戊烷
分类号: TQ325.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本课题是与中石油大连石化分公司的合作研发项目,在实验室中进行可发性聚苯乙烯(EPS)产品的工艺优化,找到了影响产品质量的影响因素,得到了各个因素对产品质量的影响规律,从而指导工业生产,给EPS产品的工业化生产的工艺优化提供理论和实践基础。在实验中,对产品粒径,产品合格率和产品的细粉率进行了研究,得到了产品粒径、合格率和细粉率与分散剂用量、搅拌转速、戊烷用量、油水比的关系曲线,通过曲线得出：随着搅拌转速的增加产品平均粒径不断减少,粒径合格率增加。分散剂用量的增加使得产品的平均粒径减小,合格率增加。得到了粒径在0.6-1.4mm之间EPS为89%,比大连中石油的产品合格率的75%高出14个百分点。研究了发泡剂戊烷的用量与小粒径产品的关系,随着戊烷用量的增加粒径小于0.6mm的产品占总产品比率即细粉率呈现先减小后增大的趋势,并在戊烷质量分数为2.6%时达到最小值0.42%,比大连石化的产品的细粉率5%左右有明显的降低。调整了反应过程中温度、引发剂用量、戊烷用量和工艺条件,将得到的EPS进行GPC表征,得到EPS分子量随着反应温度的减低而增加,随着引发剂的减少而增加。随着戊烷用量的减少而增加。且通过调整工艺条件提高了产品的分子量。将改变反应中戊烷用量和工艺条件得到的EPS进行DSC表征,得到产品玻璃化转变温度随着戊烷用量的减少而增加,通过工艺条件的调整可以提高产品的玻璃化转变温度到103℃。对EPS产品进行光学显微镜的观测和拍照。得到的戊烷的分散情况与工业产品相比有较大提高。且在搅拌转速为400r/min条件下达到最好的分散情况。在戊烷用量为2.1%时达到较好的分散效果。并通过调整工艺条件提高了戊烷的分散情况,与大连工业化EPS产品相比,戊烷分散的更好。有利于后期发泡倍率和产品质量的提高。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章文献综述  12-28
  1.1 引言  12-14
    1.1.1 聚苯乙烯材料概述  12-13
    1.1.2 聚苯乙烯国内外现状  13-14
  1.2 发泡聚苯乙烯  14-17
  1.3 悬浮法制备可发性聚苯乙烯  17-21
    1.3.1 一步法和二步法制备可发性聚苯乙烯  18-19
    1.3.2 一步法制备可发性聚苯乙烯的工艺流程  19
    1.3.3 可发性聚苯乙烯悬浮聚合研究进展  19-21
  1.4 可发性聚苯乙烯产品的性能指标  21-23
    1.4.1 珠粒形态  21-22
    1.4.2 发泡倍率及发泡情况  22
    1.4.3 机械性能  22-23
  1.5 聚合过程中影响可发性聚苯乙烯性能的重要因素  23-28
第二章实验部分  28-36
  2.1 实验原料及仪器  28-29
    2.1.1 实验原料  28
    2.1.2 实验仪器  28-29
  2.2 实验步骤  29-34
    2.2.1 悬浮聚合制备聚苯乙烯  29-30
    2.2.2 悬浮聚合制备可发性聚苯乙烯  30-34
  2.3 表征方法与仪器  34-36
    2.3.1 EPS产品粒径分析  34
    2.3.2 示差扫描量热法(DSC)  34
    2.3.3 凝胶渗透色谱法(GPC)  34-35
    2.3.4 光学显微镜  35-36
第三章结果与讨论  36-58
  3.1 悬浮聚合法制备聚苯乙烯的研究  36-45
    3.1.1 聚苯乙烯分子量的研究和控制  36-38
      3.1.1.1 反应温度对分子量影响研究  37-38
    3.1.2 优化生产过程控制参数  38-43
      3.1.2.1 水质  38
      3.1.2.2 反应相比(水油比)  38-39
      3.1.2.3 分散体系  39-40
      3.1.2.4 搅拌转速  40-43
    3.1.3 在反应釜中进行聚苯乙烯的制备  43-45
      3.1.3.1 油水比1:2条件下合成PS  43-44
      3.1.3.2 油水比大于1:2条件下合成PS  44-45
  3.2 悬浮聚合法制备可发性聚苯乙烯  45-58
    3.2.1 对EPS产品粒径的控制  46-48
      3.2.1.1 分散剂用量对产品平均粒径的影响规律  46
      3.2.1.2 搅拌转速对产品平均粒径的影响规律  46-48
    3.2.2 对EPS产品玻璃化转变温度(Tg)的控制  48-50
      3.2.2.1 不同戊烷用量下产品玻璃化转变温度  48-49
      3.2.2.2 不同升温工艺下产品的玻璃化转变温度  49-50
    3.2.3 对EPS产品分子量的控制  50-52
    3.2.4 对EPS产品中发泡剂的分散情况的控制  52-58
第四章结论  58-60
参考文献  60-62
致谢  62-64
研究成果及发表的学术论文  64-66
作者和导师简介  66-67
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  67-68

悬浮聚合制备可发性聚苯乙烯的改进研究

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