【正文】 在這里我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師王瑩老師，感謝她對(duì)我這次論文的付出和努力，同時(shí)我要感謝鐘俊文老師和李沖老師以及實(shí)驗(yàn)室的各位教師對(duì)我試驗(yàn)部分的指導(dǎo)和支持，再次要感謝學(xué)校對(duì)我四年的栽培和給了我這次展示自我的機(jī)會(huì)。 [7] 張建麗 遲長龍 ：《 苯乙烯懸浮聚合粒度的控制 》 [J]， 河南工程學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ) 2021 年 3月第 1 期 ，第 20 卷。 [3]張留成 瞿雄偉 丁會(huì)利：《高分子材料基礎(chǔ)》 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社 2021 年版。當(dāng)丙酮的加入量超過 10%時(shí)，聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨丙酮的量的增加而下降，分解溫度保持基本穩(wěn)定。 （二） 致孔劑十二烷的加入會(huì)嚴(yán)重影響破壞聚苯乙烯懸浮聚合的反應(yīng)體系，致使反應(yīng)不能正常完成。 綜合對(duì)照實(shí)驗(yàn)組三的數(shù)據(jù)，列表分析它們的熱性能，具體見下表 44： 表 44 對(duì)照實(shí)驗(yàn)組三的各小組的聚苯乙烯的熱性能 實(shí)驗(yàn)組別 實(shí)驗(yàn)⑦ 實(shí)驗(yàn)⑧ 實(shí)驗(yàn) ⑨ 實(shí)驗(yàn) ○10 Tg/℃ — 分解溫度 /℃ — 從上面的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)丙酮的加入量在 10%以下時(shí)，聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨丙酮量的增加而上升，分解溫度也隨丙酮的量的增加而上升。 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，少加 引發(fā)劑 過氧化苯甲酰的實(shí)驗(yàn)組別⑥的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比正常反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)①和多加引發(fā)劑過氧化苯甲酰的實(shí)驗(yàn)⑤的要低很多，分析可能是因?yàn)橐l(fā)劑的減少，導(dǎo)致分配到每個(gè)懸浮小珠中的引發(fā)劑量減少，進(jìn)而使得單體苯乙烯的聚合 速度和程度受影響，最終獲得的產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性也比較差。 圖 47 實(shí)驗(yàn)②的 DSC曲線 圖 48 實(shí)驗(yàn)②的 TGA曲線 由上圖 47 和圖 48的曲線，使用 DSC60 和 TGA60 的工作站進(jìn)行分析，得到數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)組別②的 Tg為 ℃，分解溫度為 ℃。分析原因是攪拌速率過于劇烈致使反應(yīng)的懸浮小珠在反應(yīng)初期和中期便開始變形，導(dǎo)致最終得到的聚苯乙烯呈橢圓形。但當(dāng)丙酮加入量過大時(shí)， 使苯乙烯在水中的溶解度增加， 由于丙酮的沸點(diǎn)較北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 17 低，在反應(yīng)的升溫過程中就會(huì)大量沸騰揮發(fā)，影響并破壞原本的聚合體系，最終使反應(yīng)聚合不均，在過氧化苯甲酰 苯 乙烯的懸浮小珠中造成類似于非均相聚合的結(jié)果，甚至導(dǎo)致聚合的失敗。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 16 圖 43 聚苯乙烯轉(zhuǎn)化率與過氧化苯甲酰用量圖 （三） 對(duì)照實(shí)驗(yàn)三： 在這組對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，我在保持其它實(shí)驗(yàn)條件一樣的前提下，在反應(yīng)體系中添加不同量的丙酮，觀察聚苯乙烯的產(chǎn)率和性狀，結(jié)果如下圖 44， 圖 44 聚苯乙烯轉(zhuǎn)化率與丙酮用量圖 從圖中可以看出，丙酮的加入，使懸浮聚合法制得的聚苯乙烯的轉(zhuǎn)化率有所上升，且當(dāng)丙酮所占比重低于 10%時(shí)，隨著丙酮比重的加大，聚苯乙烯的轉(zhuǎn)化率也不斷增加，在 10%達(dá)到最多，當(dāng)丙酮所占比重超過 10%時(shí)，轉(zhuǎn)化率隨著比重的增加而下降，而且當(dāng)丙酮占比重為 20%時(shí)，已經(jīng)不能正常合成聚苯乙烯，此時(shí)所得的為大量絮狀物。 分析原因可能是十二烷進(jìn)入到聚苯乙烯懸浮聚合的反應(yīng)體系中，并在懸浮小珠內(nèi)破壞了原本已經(jīng)形成的懸浮小珠的反應(yīng)環(huán)境，致使引發(fā)劑 單體的反應(yīng)體系被破壞，使單體苯乙烯過于分散于反應(yīng)介質(zhì)中，單體苯乙烯不能正 常的進(jìn)行聚合，形成了一系列的低聚物造成的。此次實(shí)驗(yàn)計(jì)算產(chǎn)率的方法是： X 100%。最后進(jìn)行后處理，洗滌、干燥、稱重，最后保存于干燥器中備用。最后進(jìn)行后處理，洗滌、過濾、干燥，最后稱重，標(biāo)記好實(shí)驗(yàn)組別，保存于干燥器中待用。我們?cè)O(shè)計(jì)了兩次 實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)⑤和⑥，與上面反應(yīng)條件正常下懸浮聚合合成聚苯乙烯的實(shí)驗(yàn)形成對(duì)照，其中實(shí)驗(yàn)⑤為在實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上多加引發(fā)劑過氧化苯甲酰，實(shí)驗(yàn)⑥為在實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上少加引發(fā)劑過氧化苯甲酰 ，研究引發(fā)劑的量對(duì)懸浮聚合制備聚苯乙烯的影響。 實(shí)驗(yàn)過程和上面 中的實(shí)驗(yàn)組別① 致，裝置也一樣，但在加入引發(fā)劑過氧化苯甲酰和單體苯乙烯后，分別同時(shí)加入 3g和 6g 的十二烷， 分別對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)③和④ 然后再升溫進(jìn)行反應(yīng)。用紗網(wǎng)過濾，并置于真空干燥箱中保持 60℃進(jìn)行干燥，最后稱重，標(biāo)記為實(shí)驗(yàn)組別①，稱重、保存在干燥器中供以后進(jìn)行測(cè)試用。調(diào)節(jié)水浴鍋，升溫至 85℃進(jìn)行反應(yīng)。在一燒杯中分別加入精制后的過氧化苯甲酰 和精制后的苯乙烯單體 20g，用玻璃棒攪拌使其溶解，形成引發(fā)劑 單體混合溶液，此溶液為透明油狀液體。將沉淀在真空干燥器中干燥。 過氧化苯甲酰的精制 過氧化苯甲酰一般以重結(jié)晶法，以氯仿為溶劑，甲醇做沉淀劑，進(jìn)行精制。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 11 苯乙烯單體的精制 試劑的純化對(duì)聚合反應(yīng)而言是相當(dāng)重要的，極少量的雜質(zhì)往往會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)程，苯乙烯單體中就含有阻聚劑等添加物和雜質(zhì)，因此使用前需要進(jìn)行精制， 裝 圖 41 減壓蒸餾裝置圖 置如圖 41，需要用減壓蒸餾。這些殘余單體分子就只能在其相鄰區(qū)域形成新的大分子．使聚臺(tái)物分子鏈間完全被新生成的大分子鏈所填充，若干大分子鏈相互糾結(jié)，無規(guī)和無間隙的粘聚在一起組成統(tǒng)一的相態(tài)，完全固化后最終形成均勻堅(jiān)硬透明的球珠狀粒子。此階段液滴內(nèi)放熱量增多，粘度上升較快，液 滴間粘結(jié)的傾向增大，所以自轉(zhuǎn)化率 20％以后進(jìn)入液滴聚集結(jié)塊的危險(xiǎn)期，同時(shí)液滴的體積也開始減小。 如圖 36其成粒過程基本上分為三個(gè)階段： 圖 37 均相成核成粒過程圖 (1)聚合反應(yīng)初期：?jiǎn)误w在攪拌下分散成直徑一般為 0． 5— 5μm 的均相液滴，在分散劑的保護(hù)下， 于適當(dāng)?shù)臏囟葧r(shí)引發(fā)劑分解為自由基，單體分子開始鏈引發(fā)。制備聚氯乙烯時(shí)，可選用保護(hù)能力和表面張力適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)高分子作分散劑。 粉末的尺寸愈細(xì)，分散在水相中的密度就愈大，液滴的尺寸也就愈小。目前多復(fù)合使用。此外，水 — 單體比、溫度、轉(zhuǎn)化率也有一定影響。 保持懸浮珠滴穩(wěn)定方法： (1)加入某種物質(zhì)以形成珠滴的保護(hù)層 (膜 )； (2)增大水相介質(zhì)的粘度，使珠滴 間發(fā)生凝聚時(shí)的阻力增加； (3)調(diào)整單體 — 水相界面間的界面張力，加強(qiáng)單體液滴維持自身原有形狀的能力； (4)減少水和粘稠狀珠滴的密度差，即使珠滴易于分散懸浮。液 — 液分散和液滴的聚并構(gòu)成動(dòng)態(tài)平衡，最終達(dá)到一定的平均粒度。單體與水未經(jīng)混合，將分成兩層。另一特點(diǎn)是由于采用分散劑，應(yīng) 對(duì)最后產(chǎn)物分離、清洗，才能得到純度較高的顆粒狀聚合物。 最初乳化的液滴以及由此而成的聚合物顆粒兩者的尺寸分布就取決于液滴的分裂與液滴的融合這兩種狀態(tài)之間的平衡。高體積分?jǐn)?shù)下，連續(xù)相太少，就不足以填充分散的液滴之間的空間。在這里，單體液滴構(gòu)成分散相，水構(gòu)成連續(xù)相。 聚苯乙烯 發(fā)泡制品的防震及保溫性能好，可用作包裝和保溫隔熱材料。 聚苯乙烯的應(yīng)用范圍 一、電器制品：聚苯乙烯 兼有透明性和良好的絕緣性，可用于各種電器的配件、殼體及高頻電容器等。 二、 高抗沖聚苯乙烯： 耐沖擊性聚苯乙烯是通過在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 4 顆粒的辦法生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品?？砂l(fā)性聚苯乙烯樹脂為通用級(jí)聚苯乙烯珠粒在加溫、加壓條件 下，將 6%左右的低沸點(diǎn)物理發(fā)泡劑如正戊烷、石油醚或異戊烷等滲透到珠粒中，使之溶脹即為可發(fā)性 PS 珠粒。 一、可發(fā)性聚苯乙烯： 可發(fā)性聚苯乙烯 粒子是用懸浮法，在壓力下添加發(fā)泡劑生產(chǎn)的。 二、 聚苯乙烯的加工方法： 聚苯乙烯流動(dòng)性好，加工性能好，易著色，尺寸穩(wěn)定性好。 PS 的流動(dòng)性十分好，是一種 易于加工的塑料。但 PS 的耐輻射性好，是最耐輻射的聚合物之一，大劑量輻射時(shí)發(fā)生交聯(lián)而變脆。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 3 五、 聚苯乙烯的 電學(xué)性能： 聚苯乙烯 電絕緣性優(yōu)良，且不受溫度和濕度的影響。 四、 聚苯乙烯的 熱學(xué)性能：聚苯乙烯 的耐熱性能不好，熱變形溫度 為 7090℃，只可長期在 6080℃范 圍內(nèi)使用。 三、 聚苯乙烯的 力學(xué)性能：聚苯乙烯 硬而脆、無延伸性，拉伸至屈服點(diǎn)附近即斷裂。能斷不能彎，斷口處呈蚌殼色銀光。 通用聚苯乙烯（ GPPS） 的 分子為無規(guī)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致 PS 為無定型聚合物，具有很高的透明性。 早在 1839 年人 們就發(fā)現(xiàn)水汽蒸餾苯乙烯出現(xiàn)苯乙烯的固化反應(yīng)，當(dāng)時(shí)以為是氧化反應(yīng)， 1930 年美國首先開始生產(chǎn)聚苯乙烯 [3]。 相對(duì)于本體聚合法制備聚苯乙烯，懸浮聚合法有散熱容易，簡(jiǎn)單安全的優(yōu)點(diǎn)，但值得注意的是它會(huì)使聚苯乙烯成品中混入少量分散劑殘留物 [2]。聚苯乙烯懸浮聚合可在 120℃ 150℃下進(jìn)行，苯乙烯具有熱聚合的特點(diǎn)，不加引發(fā)劑，在 120℃以上，就有較高的聚合速率，在 150℃聚合 2小時(shí)，轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到 85%。 ABSTRACT............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 for anic acetone, when the acetone dosage below 10% the system has been little effect on performance from polystyrene, relatively stable, but when the dosage exceeds the 10% acetone will make aggregated polystyrene thermal performance degradation, to 20% will destroy the original response system that does not aggregate styrene. 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