年产20万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计(11)
（4）聚合后期（又称减速期）
大约在单体转化率达80%以上时，由于单体显著减小，高聚物大分子链因体积收缩被紧紧纠缠在一起，残余单体在其间继续反应形成新的高分子链，使高聚物粒子间大分子链愈来愈充实，弹性逐渐消失，而变得比较坚硬。此时已完全渡过危险期。可适当提高温度，促使残余单体进一步反应完全，最终形成均匀、坚硬、透明的珠状粒子。[13]
2.3.2 为何选悬浮聚合法
悬浮聚合具有产品纯度高，成本低，聚合热容易除去，无回收问题，随分子量增大体系粘度变化小，温度易控制，以及颗粒大小可以控制在较小的幅度范围内等优点。此法是以水为分散介质或连续相，而单体液滴和聚合物颗粒为分散相，通过搅拌，单体在水中形成悬浮油珠，加入的引发剂在反应温度下分解出初级自由基从而引发苯乙烯的聚合反应。开始生成的聚苯乙烯溶解在苯乙烯单体液滴中，使液滴的粘度增大。当溶解了聚合物的，粘度增大了的小液滴相互碰撞时，很容易粘并成大液滴，而在搅拌剪切力的作用下，大液滴又会分解成小液滴。这样就形成了一个大液滴和小液滴的平衡态，在适宜温度下反应6~8小时后加入发泡剂浸渍一段时间便可制得EPS。
EPS悬浮聚合一般可分为“一步浸渍法”（一步法）和“二步浸渍法”（二步法）两种。
（1） 一步法
A.技术原理
一步法是一种将苯乙烯单体，引发剂，分散剂，水，发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内，聚合出含发泡剂的树脂颗粒，经洗涤，离心分离和干燥而制得EPS珠粒产品的方法。涂层部分加入流体润滑剂可提供低的、稳定的摩擦系数，低的可压缩性，能有效地从摩擦表面带走热量，保证产品相对运动尺寸稳定。
以磷酸三钙（TCP）为分散剂，戊烷为发泡剂，过氧化苯甲酰（BPO）和过氧化苯甲酸叔丁酯（t-BP）为引发剂的一步法生产EPS的工艺。以磷酸三钙为分散剂的一步法工艺粘釜物少，且比原二步法工艺省时。
B.工艺流程
图2.4 一步法工艺流程示意图
(2)二步法
A.技术原理
二步法工艺是将苯乙烯，PS，软水以及分散剂溶解，混合，经计量槽加入聚合釜内，加入引发剂和部分助剂，在适宜的条件下进行聚合生成PS粒料并干燥至含2％~3％的水分。然后将拟进行浸渍的PS粒料，在不断搅拌的条件下，用旋风加料器或人工送至含一定分散剂和发泡剂（如戊烷）的釜中，在适当的温度和压力下浸渍2~3小时，以获得EPS。
从上面可以看出，二步法生产EPS珠粒很早就被利用，但其工序复杂，原材料消耗大等缺陷，从而不易实现其工业化，也就制约了它的进一步发展。
B.工艺流程
图 2.5 二步法工艺流程示意图
(3)一步法工艺与二步法工艺的比较[14]
一步法具有工艺简单、流程短和投资费用低的优点，在降低消耗和节约能耗方面均优于二步法，但产品分子量略低，且由于聚合与浸渍在同一过程中进行，难免产生部分含发泡剂的粉状物，处理起来十分麻烦。二步法生产工艺由于聚合后就对聚合物颗粒进行分级，再根据不同粒经按不同工艺浸渍，故所得EPS珠粒质量较佳，同时还可避免含发泡剂粉状物的产生，不必进一步处理，但二步法工艺生产流程较长，投资费用较高，且生产过程能耗大，产品成本高。
一步法虽有缺点，但与二步法比较仍是利多弊少，特别是在经济上占有极大优势， 故目前国外生产EPS较为普遍地应用一步浸渍法。
表2.1 一步法、 二步法生产 EPS比较
项目 一步法 二步法
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