HIPS 抗衝擊聚苯乙烯
HIPS
抗衝擊聚苯乙烯
聚苯乙烯的生產(chǎn)始於1930年，是*早工業(yè)化生產(chǎn)的熱塑性聚合物之一。為了滿足韌性材料的要求，1950年開始開發(fā)橡膠改性聚苯乙烯（即高抗衝擊聚苯乙烯，HIPS）。通過將橡膠加入聚苯乙烯基材，可生產(chǎn)出具有不同性能的各種品級的高衝擊聚苯乙烯。近年來，已開發(fā)出各種特殊品級的HIPS，已有阻燃級、抗應(yīng)力開裂級、高光澤度級、極高衝擊強(qiáng)度級、玻璃纖維增強(qiáng)級以及低殘留揮發(fā)分級等，它們在許多應(yīng)用領(lǐng)域中已能與昂貴的工程樹脂相競爭。
抗衝擊聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異、衝擊強(qiáng)度高並且有較高剛性。對於HIPS隻是在耐熱性。氧滲透性、紫外光穩(wěn)定性和耐油品性方麵有一定限度。 化學(xué)和性能
抗衝擊聚苯乙烯是通過將聚了二烯橡膠在聚合反應(yīng)之前溶於苯乙烯單體而製得的。雖然可以用懸浮聚合法製HIPS，但目前工業(yè)上生產(chǎn)HIPS采用的主要是本體聚合法。在本體聚合過程中，苯乙烯單體／橡膠／添加劑的混合體通過一係列反應(yīng)器，轉(zhuǎn)化率達(dá)70～90％。
聚合反應(yīng)中需加熱或加入引發(fā)劑使反應(yīng)完成，然後在真空中加熱從樹脂中除去揮發(fā)性殘留單體，再造粒出售?？剐n擊聚苯乙烯根據(jù)其相對的抗衝擊強(qiáng)度分為幾級：中等抗衝擊品級的缺口懸臂梁抗衝擊強(qiáng)度一般為 0．6—1．5 ft．lb／in；高抗衝擊品級的抗衝擊度為1．5—2．5ft.lb／in；極高抗衝擊級的抗衝擊強(qiáng)度為＞2．5 ft．lb／in。有的 HIPS品級其抗衝擊強(qiáng)度值高達(dá)6．0 ft．lb／in，但這種樹脂通常用於共混樹脂中以提高低強(qiáng)度品級樹脂的抗衝擊強(qiáng)蔗。
標(biāo)準(zhǔn)HIPS的其它重要性能如下：彎曲強(qiáng)度13．8～55．1MPa；拉伸強(qiáng)度13．8—41．4MPa；斷裂伸長率為15—75％；密度1．035—1．04 g／ml；維卡軟化點(diǎn)185—220°F。
**工業(yè)化的摻用HIPS合金是其與聚苯醚的共混物。這種共混物的耐熱性和韌性都很突出，但產(chǎn)品價(jià)格比單用HIPS的產(chǎn)品高許多（參見“合金和共混物”P15）。
聚苯乙烯技術(shù)的不斷發(fā)展使生產(chǎn)廠可以生產(chǎn)與標(biāo)準(zhǔn)級PS相比具有更突出性能的品級。聚苯乙烯的許多性能是不能兼而得之的，如欲提高抗衝擊強(qiáng)度，就不得不犧牲光澤度等。目前出現(xiàn)的一些新型樹脂，它們具有ABS的光澤度，同時(shí)也有很高的韌性。有些品級如在包裝食品時(shí)，可耐各種油脂和用於致冷機(jī)時(shí)能耐氯氟烴（CFC）發(fā)泡劑的也已開發(fā)出來。阻燃級（UL V－0和 UL 5－V），抗衝擊聚苯乙烯已有生產(chǎn)並廣泛用於電視機(jī)殼、商用機(jī)器和電器製品。這些樹脂的加工操作比許多阻燃工程樹脂更為容易，價(jià)格也更低。
加工
抗衝擊PS可用許多傳統(tǒng)的成型方法進(jìn)行加工，如注塑成型、結(jié)構(gòu)泡沫塑料成型、片材和薄膜擠塑、熱成型以及注坯吹塑成型等。HIPS樹脂吸收水分較慢，因此一般情況下不需乾燥。有時(shí)材料表麵的水分過多會被吸收，從而影響*終產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。在160°F下乾燥2－3h就可去掉多餘的水分。
薄膜、片材和型材的擠塑是HIPS用得*多的加工成型方法?？剐n擊聚苯乙烯的加工範(fàn)圍很寬，因此它成為*容易熱成型的樹脂之一。一般使用普通的擠塑設(shè)備樹脂熔融溫度為400—500°F，樹脂的熔體指數(shù)範(fàn)圍是 1．5—4．0 g/10min。也經(jīng)常采用旋轉(zhuǎn)式、串聯(lián)的和梭式的壓力和真空熱成型設(shè)備。HIPS具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和剪切穩(wěn)定性，能夠接用多量的回收料，而不降低產(chǎn)品性能，在熱成型加工中的回收料使用量可高達(dá)60％。
注塑成型是僅次於擠塑的用得*多的加工成型方法。樹脂的注塑成型一般是在長徑比為16：1—24：1、壓縮比為2．5／1—3．0／1的往複式螺桿注塑機(jī)上進(jìn)行。加工溫度350—500°F，但對於阻燃級HIPS，其加工溫度必須低於470°F，以防止添加劑產(chǎn)生降解反應(yīng)。采用注塑成型方法加工的樹脂其熔體指數(shù)一般為 5．0～15．0 g／min。結(jié)構(gòu)泡沫塑料成型方法是常用的工藝，采用化學(xué)和物理發(fā)泡劑。
儘管各種HIPS樹脂是被此相容的，但在操作之前要清洗加工設(shè)備，以保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，抗衝擊PS與丙烯睛一丁Th烯一苯乙烯共聚物（ABS）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、丙烯酸酯類樹脂以及其它大多數(shù)塑料均不相容，不相容的塑料混合體在加工設(shè)備中會產(chǎn)生分離脫層現(xiàn)象，引起物理性能的極大下降。
應(yīng)用
抗衝擊PS具有易加工性、良好的性能和低價(jià)格，因此被用來製造許多用途的製品和工業(yè)產(chǎn)品。主要應(yīng)用領(lǐng)域有包裝和一次性用品、儀器儀表、家用電器、玩具和娛樂用品以及建築行業(yè)。
HIPS的*大專一用途是作為包裝和一次性用品材料，特彆是食品包裝材料和飲食餐具。主要應(yīng)用包括日用包裝容器。自動售貨機(jī)用和分裝用杯、各種罩蓋、盤。碗等等。一次性用品如盤碟類、瓶蓋、**剃刀、筆桿等也是HIPS消耗量大的一部分用途。
近年來，特種產(chǎn)品成為HIPS產(chǎn)品開發(fā)的重點(diǎn)。新開發(fā)的HIPS產(chǎn)品在某些應(yīng)用領(lǐng)域可與工程樹脂競爭，有的比現(xiàn)用的產(chǎn)品質(zhì)量要高得多，儀器儀表和消費(fèi)電器是HIPS產(chǎn)品不斷增長的市場之一，包括小型儀表、冰箱內(nèi)壁和內(nèi)部零件、電視機(jī)外殼、空調(diào)部件、商業(yè)機(jī)器以及錄音錄相磁帶盒。特殊級彆的HIPS樹脂在許多領(lǐng)域已取代了價(jià)高的工程塑料，一種超高抗衝擊強(qiáng)度，耐高溫的HIPS甚至已可用作汽車內(nèi)飾部件。
商業(yè)信息
1992年HIPS樹脂的生產(chǎn)量約為27 ／億lb，幾乎是PS總產(chǎn)量的一半。在美國，抗衝擊 PS有 7個(gè)主要生產(chǎn)商： Amoco、 Chevron、 Dow、 Fina、 Huntsman， BASF和Novacor.抗衝擊聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)級的價(jià)格為40一50美分／lb，在成型和擠塑方麵，與工程塑料和商品塑料（如聚烯烴樹脂、PVC等）相比，其價(jià)格／性能比較好，這是它的優(yōu)勢。
