研究
张庆雷 刘亚康 李齐方
北京化工大学材料科学与工程学院 北京 100029
关键词： EPS 悬浮聚合法 粒径 引言：
本课题是与中石油大连石化公司的合作研发项目，中石油大连石化公司引进国外设备与技术进行EPS工业化生产，生产设备为先进的75立升的工业釜，但在生产中，所达到的生产规模却并未达到国内EPS生产的相应规模，主要是由于在生产过程中遇到许多问题，本论文目的是为了对工业生产EPS进行改进，提高工业化EPS产品的质量与产量。将节省生产成本，提高产品所得率及产品质量，减少EPS粒径不合格而引起生产浪费现象。
在中石油大连石化公司EPS生产过程中，所生产的EPS产品粒径分布不够窄，所得到的EPS产品粒径只有75％左右的合格率，这使得有25％左右的产品达不到要求的粒径，而这些不合格品只能直接废弃，生产中单位釜生产率大打折扣，没有达到先进设备的饱和生产，针对这一问题进行实验研究，找出解决办法，提高EPS产品粒径的合格率，提升中石油大连石化公司的EPS生产产量与产率，提高其生产收益。 在悬浮聚合中对产品粒径进行调整
本课题首先采用悬浮聚合法制备可发性聚苯乙烯，对工厂生产配方进行实验室的修改，根据各项指标,作配方调整.通过实验，对粒径大小进行分析。悬浮聚合中影响EPS生产的主要因素主要包括水质、反应相比、分散体系、搅拌转速、反应温度等，在实验中对反应相比、分散剂用量、搅拌转速进行调节，做了一系列对比实验，得到EPS产品粒径及粒径合格率与影响因素的关系，对调整工业化的EPS的粒径起到指导作用。 1 调整反应相比（水油比）
水油比是指投料时水与单体的质量比。固定搅拌转速、分散剂用量等其他影响因素条件下，对反应油水比进行调整，得到平均粒径与反应水油比的关系如下图所示。
B1.21.1Y 产品平均粒径（mm）1.00.90.80.70.60.50.41.21.31.41.51.61.71.81.92.02.1X 反应水油比
Figure 1 relation graph of EPS particle size and water-oil ratio
从图一可以看出，EPS产品粒径随反应水油比的增加而减小，这是由于悬浮聚合是油相（苯乙烯）分散在水相中进行反应，水油比越大，油相在水中分散的越好，减少了油珠之间的碰撞和并珠，使得EPS产品平均粒径越小。 2 分散体系
在实验中，固定搅拌转速350r/min，调节有机分散剂的用量进行一系列对比实验，得到平均粒径与分散剂用量关系。
B1.000.95Y 平均粒径（mm）0.900.850.800.750.50.60.70.80.91.0X 分散剂用量（％）
Figure 2 relation graph of EPS particle size and amount of dispersant
从图二可以看出，产品平均粒径随分散剂用量的增加而减小。
在实验室中对EPS产品进行筛分，所用筛的孔径为0.6mm和1.4mm。得到产品合格率与分散剂用量的关系。
B8280Y 产品合格率（％）787674720.50.60.70.80.91.0X 分散剂用量（%）
Figure 3 relation graph of qualification rate and amount of dispersant
在实验室中对EPS产品进行筛分，所用筛的孔径为0.6mm和1.4mm。文中产品合格率是指，粒径合格产品（粒径在0.6－1.4mm之间）占总产品的质量比。从图五可以看出，随着分散剂用量的增加，产品合格率先增后减，在分散剂用量为0.9时达到85%。 3 搅拌转速
固定分散剂用量分别为0.5％、1％时，做一系列对比实验，得到产品平均粒径与搅拌转速的关系。
B1.02.0 B1.80.9Y 产品平均粒径（mm）1.6Y 产品平均粒径（mm）2903003103203303403500.81.40.71.21.00.6X 搅拌转速（r/min）
340360380400420X 搅拌转速（r/m）
（分散剂用量为0.5％） （分散剂用量为1％）
Figure 4 relation graph of EPS particle size and stirring speed
图四为固定分散剂用量分别为0.5％、1％时，产品平均粒径与搅拌转速的关系图，可以看出，随着搅拌转速的增加产品平均粒径不断减少。
在实验室中对EPS产品进行筛分，得到产品合格率与搅拌转速的关系。
B9080807090 BY 实验产品合格率（％）Y 实验室产品合格率(%)706050403020106050403020100290300310320330340350360320340360380400X 反应搅拌转速（r/min）X 反应搅拌转速（r/min）
（分散剂用量为0.5％） （分散剂用量为1％）
Figure 5 relation graph of qualification rate and stirring speed
图五为固定分散剂用量分别为0.5％、1％时，产品合格率与搅拌转速的关系图，可以看出，随着搅拌转速的增加，产品合格率先增后减，呈现出一条有峰值的曲线。分别在320r/min和340r/min时达到最大合格率80%和88.5%。
会在下一步实验中，将该规律用于容量为4L、10L的反应釜中并进行验证，将反应继续放大，最终对工业化生产起到指导作用。
结论
1 在模拟工业生产实验中，EPS产品粒径随反应水油比的增加而减小，随分散剂用量的增加而减小，随着搅拌转速的增加而减小。
2 固定搅拌转速350r/min，产品合格率随着分散剂用量的增加，产品合格率先增后减，在分散剂用量为0.9时达到最大值85%。
3 固定分散剂用量分别为0.5％、1％时，产品合格率先增后减，呈现出有峰值的曲线。分别在320r/min和340r/min时达到最大值80%、88.5%。
Improvement research of Expandable polystyrene by Suspension
Polymerization in industrial production
ZHANG qing-lei, LIU ya-kang, LI qi-fang
College of Material Science and Engineering, Beijing University of Chemical
Technology, Beijing 100029
Abstract: This paper is about a subject which is a cooperative research project with CNPC Dalian petrochemical Company. In the company, EPS was prepared via suspension polymerization in industrial production. During the production, there are many problems of the production, such as vide distribution of the particle size, Low molecular weight and low foaming rate. This article discusses the main factors that affect the particle size of the EPS including amount of dispersant, ratio of phases, concentration of initiator and concentration of blowing agent. In the experiment, with a
fixed stirring speed, the particle size qualification rate of the EPS reached the peak85％ when the amount of the initiator was 0.9%. When the amount of the initiator was fixed at 0.5% and 1.0%,
the particle size qualification rate respectively reached the peak 80% and 88.5% at the 320r/min and 340r/min of stirring speed.
Key words: EPS, suspension polymerization, particle size
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