年产11000吨发泡型聚苯乙烯车间工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

自从20世纪30年代初期聚苯乙烯第一次在德国实现了工业生产以后，应用领域也在不断扩大，到今天为止，聚苯乙烯已经实现了很大的发展。聚苯乙烯具有很好的抗水防潮性、轻质、高硬度、高抗冲性、保温性能好等特性，其中最重要的一个应用领域就是用作建筑外墙保温材料--聚苯乙烯泡沫板。然而，由于聚苯乙烯泡沫塑料有一个很大的缺点就是具有易燃性、防火性能差，使得它在建筑材料中的应用受到了一定程度的限制。聚苯乙烯还经常被用来制作泡沫塑料制品。可以和其他橡胶类型高分子材料共聚生成各种不同力学性能的产品。日常生活中常见的应用有各种一次性塑料餐具等等。发泡聚苯乙烯于建筑材料使用上，自2003年广泛使用于中空楼板隔音隔热材。并且聚苯乙烯广泛用于轻工市场，日用装潢，照明指示和包装等方面。在电气方面更是良好的绝缘材料和隔热保温材料，可以制作各种仪表外壳、灯罩、光学化学仪器零件、透明薄膜、电容器介质层等。聚苯乙烯还可用于乳液类和粉类化妆品。用于粉饼有很好的压缩性,可改善粉的黏附性能。赋予皮肤光泽和润滑感,是代替滑石粉和二氧化硅的高级填充剂。而聚苯乙烯泡沫塑料(eps)是一种轻型高分子材料。这种材料是在聚苯乙烯(ps)中加入发泡剂加热时软化、产生气体,形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。均匀的、封闭的空腔结构使eps具有吸水性小、介电性能优良、质量轻及力学强度较高等特点。在日常生活中，eps早已作为外包装及一些食品的运输箱使用：在工程中,自1971年挪威道路研究所首次使用eps代替普通填料，成功抑制了桥梁与桥头路堤间不均匀沉降以来,eps作为一种新型材料逐步受到世界各国工程界人士的青睐，不断被用于各类土木工程,很好的解决了软基过度沉降,路堤与桥台连接处的差异沉降，建筑物的防潮、保温及水利设施的保温防冻、防渗等工程问题。

目前世界上聚苯乙烯主要用于生产包装、日用品及电器/电子三大板块。世界各地的聚苯乙烯消费结构都不一样。北美约9%用于电器/电子行业，57%用于包装，34%用于其他方面；西欧约15%用于电器/电子行业，48%用于包装，37%用于其他方面;东北亚约49%用于电器/电子行业，20%用于包装，31%用于其他方面;中国约63%用于电器/电子行业，7%用于包装，30%用于其他方面。

2. 研究的基本内容与方案

在工业化生产聚苯乙烯时，一般采用四种合成方法：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。

悬浮聚合是苯乙烯以微珠状分散在介质中进行的聚合反应，是一种成熟的工艺。实际生产中是在聚合釜中加入苯乙烯单体、去离子水、悬浮剂、引发剂和少量其他助剂等，在搅拌和适合的温度条件下使苯乙烯聚合。生产时散热容易，产物分子量较高、分散性小。但是由于分散剂不易除尽，使产物纯度不及本体聚合。本体聚合不使用水和分散剂，成品由聚合条件决定。所以产物纯度高、透明性好，产品介电、电绝缘性优良。但是实际生产时散热困难，由于温度分布不均和局部过热，使产物分子量分散性大，影响到材料的力学性能。使用溶液聚合时机械设备上的困难较少，散热也较容易。缺点是聚合速率低，聚合物平均分子量小力学性能差，溶剂回收也较麻烦。采用乳液聚合反应速率高、聚合物分子量高、分散性小，使其力学性能、耐热性均较优。但产物纯度差，后处理也复杂，成本高于悬浮聚合。

其中悬浮聚合便于控制以及大规模生产，所以可发性聚苯乙烯一般采用悬浮聚合。

3. 研究计划与安排

第1-2周:接受毕业设计任务书

第3-4周:确定设计工艺路线和设计方案，完成开题报告

第5-8周:完成工艺计算:物料衡算、热量衡算、设备计算，做出物料衡算表、热量衡算表、排入排出表

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

【1】 张武最.合成树脂与塑料、合成纤维[m].化工出版社，2000

【2】 张洋.高聚物合成工艺设计基础[m].化工出版社，2001