剖析可發(fā)性聚苯乙烯珠粒(EPS)的生產(chǎn)工藝

吳曉娜

新疆藍(lán)山屯河新材料有限公司 833200

前言

可發(fā)性聚苯乙烯珠粒（EPS）經(jīng)過預(yù)發(fā)泡、熟化、發(fā)泡模塑等處理后，就能得到泡沫塑料制品，發(fā)泡成型的聚苯乙烯泡沫塑料制品是目前很有價(jià)值的包裝材料和建筑保溫材料，聚苯乙烯泡沫塑料的吸水性比較低、介電性能優(yōu)越、隔熱、機(jī)械強(qiáng)度大，通過控制蒸煮及壓制條件，能生產(chǎn)出不同類型和不同密度的泡沫塑料?？砂l(fā)性聚苯乙烯珠粒的成型方法有兩種，一種是一步法浸漬工藝，另一種是二步法浸漬工藝，其中一步法浸漬工藝是在同一個(gè)反應(yīng)釜中完成聚合、浸漬，而二步法浸漬工藝是指首先采用懸浮法將粗粒聚苯乙烯生產(chǎn)出來，然后經(jīng)過浸漬處理，完成EPS的生產(chǎn)，下面就一步法浸漬工藝進(jìn)行分析。

一、EPS的生產(chǎn)工藝

1.下料過程

將純水注入洗干凈的反應(yīng)釜中，開始攪拌，并將一定量的十二烷基苯磺酸鈉乳化劑，經(jīng)過一段時(shí)間后，將分散劑、懸浮劑加入反應(yīng)釜中，并將PH值調(diào)試在7.2-8.6之間。在酸性條件下，不利于聚合粒子的成長，同時(shí)當(dāng)PH值過大時(shí)，反應(yīng)的聚合粒子成長過快，容易出現(xiàn)膠結(jié)的現(xiàn)象。當(dāng)PH值調(diào)試合格后，將苯乙烯單體加入反應(yīng)釜中，然后加入一定量的75%的過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、1,1-雙過氧化叔丁基-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、增塑劑，然后取樣對(duì)攪拌情況進(jìn)行觀察，一般情況下，單體顆粒應(yīng)該懸浮在水溶液中。

2.加熱

在加入苯乙烯的過程中，要通入蒸汽進(jìn)行加熱，當(dāng)反應(yīng)物溫度達(dá)到82℃以后，停止加熱，如果溫度達(dá)到86℃以上，可以加入適量的冷卻水進(jìn)行降溫，從而控制對(duì)溫度進(jìn)行控制，在整個(gè)反應(yīng)過程中，加熱過程要控制在1.5h-2h之間，而最后反應(yīng)溫度要控制在89℃-90℃之間。

3.低溫反應(yīng)

當(dāng)溫度上升到88℃以后，開始記錄反應(yīng)時(shí)間，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到1h后，加入一定量的CaCO3，此時(shí)反應(yīng)粒子會(huì)逐漸成長，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到2.5h后，粒子的成長速度比較快，這時(shí)要經(jīng)常取樣對(duì)粒子的成長情況進(jìn)行觀察，同時(shí)要加入適量的CaCO3對(duì)粒子的成長進(jìn)行控制，確保得到的粒子粒徑符合相關(guān)要求。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到3.5h后，粒子的成長幾乎定性，這時(shí)放熱量比較大，要控制反應(yīng)溫度，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到5.2h時(shí)，聚合反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束，可以開始灌氣。

4.灌氣

在進(jìn)行灌氣時(shí)，要加入一定量的Ca3（PO4）2和十二烷基苯磺酸鈉，然后將取樣孔和內(nèi)孔密封好，然后用空壓機(jī)將戊烷壓入反應(yīng)釜中，并將溫度上升到106℃-108℃，將壓力控制在0.6MPa，恒溫一段時(shí)間后，升溫到110℃-114℃，恒溫一段時(shí)間，直至反應(yīng)結(jié)束。

5.出料

向反應(yīng)釜中通入冷卻水，將溫度下降到38℃，然后利用空壓機(jī)將反應(yīng)釜中的粒子壓倒洗滌槽中，通水及鹽酸清洗粒子，要將洗滌水的PH值控制在4-5，然后經(jīng)過離心機(jī)分離—噴灑防靜電劑—干燥等過程，最后送到篩析車間，進(jìn)行篩析包裝。

6.篩析包裝

粒子送往篩析車間后，為防止出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，要噴灑適量的外部潤滑劑，從而保障粒子表面的明亮光滑，將粒子送到篩機(jī)進(jìn)行自動(dòng)篩選，并利用磅秤進(jìn)行稱重，最后進(jìn)行包裝。

二、生產(chǎn)工藝分析

1.注意事項(xiàng)

當(dāng)下料結(jié)束后，如果出現(xiàn)溶液的相態(tài)沒有發(fā)生變化，可以慢慢的加熱，當(dāng)溫度上升到60℃后，停止加熱，然后加入磷酸銨，并將攪拌停止一段時(shí)間，然后重新啟動(dòng)攪拌，這樣重復(fù)幾次，能讓相態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)行低溫反應(yīng)，如果溶液的相態(tài)沒有發(fā)生變化，就開始進(jìn)行低溫反應(yīng)，很有可能出現(xiàn)膠結(jié)的現(xiàn)象。在灌氣過程中要注意，加入表面活性劑，能加快戊烷和水的互溶，加入Ca3（PO4）2的主要原因是快要接近粒子的玻璃化溫度，避免出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象。

2.引發(fā)劑的用量

在低溫反應(yīng)中，會(huì)使用過氧化二苯甲酰當(dāng)引發(fā)劑，一般情況下，在60℃開始分解，當(dāng)溫度達(dá)到93℃時(shí)，會(huì)開始揮發(fā)；在中溫反應(yīng)中，使用1,1-雙過氧化叔丁基-3,3,5-三甲基環(huán)己烷當(dāng)引發(fā)劑；在高溫反應(yīng)中，使用過氧化苯甲酸叔丁酯當(dāng)引發(fā)劑，在118℃下開始分解。隨著反應(yīng)溫度的逐漸升高，引發(fā)劑會(huì)對(duì)分子量進(jìn)行控制，當(dāng)引發(fā)劑用量增加后，分子量會(huì)逐漸減少，而引發(fā)劑的用量減少后，分子量則會(huì)增加，因此，要根據(jù)分子量對(duì)引發(fā)劑的用量進(jìn)行控制。

3.粒徑的控制

在生產(chǎn)EPS過程中，要根據(jù)用戶的要求對(duì)粒徑進(jìn)行控制，一般情況下，粒子的粒徑要控制在1.1mm-1.2mm。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到88℃后，加入CaCO3的作用是將懸浮的顆粒聚集在一起，并成長到1mm，由于CaCO3加入后，PH值會(huì)增大，粒子容易變大，出現(xiàn)粘結(jié)的現(xiàn)象，這時(shí)需要加入適量的Ca3（PO4）2進(jìn)行控制。由此可見，于聚合粒子的粒徑是由CaCO3和Ca3（PO4）2的用量進(jìn)行控制。

總結(jié)

近年來，隨著節(jié)能型建筑的建設(shè)，EPS材料的需求量越來越大，因此，要對(duì)可發(fā)性聚苯乙烯珠粒（EPS）的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，從而加快可發(fā)性聚苯乙烯珠粒（EPS）的生產(chǎn)效率，滿足社會(huì)發(fā)展的需求。

[1]張文武.國內(nèi)外可發(fā)性聚苯乙烯的生產(chǎn)及市場[J].彈性體，2013，（06）：125-126.

[2]張冰.高耐熱可發(fā)性聚苯乙烯的制備及性能研究[D].北京化工大學(xué)，2013.