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EPS的生产方法:一是泡沫珠热合法,二是加工挤出法

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查看47 | 回复0 | 2025-1-14 10:02:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
EPS为在GPPS中浸渍低沸点的物理发泡剂制成,加工过程中受热发泡,专用于制作泡沫塑料产品。EPS是苯乙烯系列树脂中重要的品种之一。在世界泡沫塑料产量中占第二位,仅次于聚氨酯泡沫塑料。

EPS的生产方法有两种,一是泡沫珠热合法,二是加工挤出法。

①泡沫珠热合法。苯乙烯单体经悬浮聚合得到圆珠状的PS,再加入低沸点碳氢化合物或卤代烃化合物作为发泡剂,在加温加压条件下,发泡剂渗透到PS中,冷却后发泡剂留在PS中,即成为EPS。热合法的关键是制备EPS珠粒。EPS珠粒制备采用悬浮聚合法,工艺有一步浸渍法(简称一步法)和二步浸渍法(简称二步法)​。
一步法基本工艺是:将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一同加入聚合釜中,苯乙烯/水之比约为1∶1,然后在80~90 ℃条件下进行聚合反应。当聚合反应转化率达到85%以上时,加入发泡剂,继续聚合反应。聚合完毕后,经脱水、洗涤、干燥,得到含有发泡剂的PS珠粒。一步法中可以通过选择适宜的工艺和条件,达到缩小粒径分布范围、提高产品质量的目的。改进工艺中,通过加入一些树脂(如PS、PE、PVC等)做种子,进行种子聚合,得到粒径分布很窄的EPS,同时还赋予EPS耐油、阻燃等功能。一步法的优点是工艺简单、流程短、能耗低、成本低。一步法的缺点是聚合与浸渍同时进行,产生含有发泡剂的粉末状PS,发泡剂的处理是一个难题。由于一步法技术经济的优势,目前世界上较大规模的EPS生产装置多数采用一步法。
二步法是将EPS的聚合和浸渍分成两个独立的过程,聚合工序与一步法一样。浸渍工序根据粒径大小,确定浸渍条件,一般为:压力0.98 MPa,温度70~90 ℃,浸渍时间4~12h,在15 ℃条件下放置约15天,发泡剂含量为5.5%~7.5%。二步法的优点是先对PS珠粒进行分级,然后再根据不同粒径,按不同工艺浸渍,避免了对小颗粒PS进行浸渍后,对其进行筛分脱除发泡剂处理的麻烦,所得EPS质量好。二步法的缺点是流程长、能耗大,成本高。

②加工挤出法。将PS与添加剂在挤出机中混合,然后在熔融状态下压入烷烃或氟化烃等发泡剂,经挤出,发泡剂在机头模腔中泄压冷却,发泡剂的气化与PS的固化同时进行,从而制得膨胀发泡制品。挤出法发泡生产工艺一般采用物理发泡,制得的EPS是一种整体泡沫。将GPPS与成核剂和其他添加剂混合,加入挤出机中,在挤出机中的塑化段(180~240 ℃)熔融,再在挤出机的混合段中加入发泡剂,在挤出机螺杆的强烈剪切作用下,充分混合,形成流动的凝胶体。在低温低压段,凝胶体进行发泡,由于压力急剧降低,熔融在PS中的发泡剂立刻气化膨胀,并以成核剂为中心,形成互不贯通的气泡。由于加工温度迅速降低,发泡剂急速气化,带走大量热量,PS树脂温度迅速降低,熔融黏度提高,发泡体开始凝固。发泡阶段,PS固化速度越快,气泡壁越不易被破坏。温度迅速降低,既保护所形成的气泡膜,又保证了通过塑模后,PS中气体不至于逸出,因此,精确地控制低温低压段的工艺条件至关重要。
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