行业新闻

GPPS的定义:

聚苯乙烯(PS) /plistari n/是由单体苯乙烯合成的芳香族聚合物。聚苯乙烯可以是固体的，也可以是泡沫的。

通用聚苯乙烯透明、坚硬，而且相当脆弱。这是一种单位重量便宜的树脂。它对氧气和水蒸气的阻隔性相当差，熔点也相对较低聚苯乙烯是使用最广泛的塑料之一，其生产规模为每年数百万吨

聚苯乙烯可以是天然透明的，但可以用着色剂着色。用途包括保护性包装(如包装花生和CD和DVD盒)，容器(如“蛤壳”)，盖子，瓶子，托盘，玻璃杯和一次性餐具

作为一种热塑性聚合物，聚苯乙烯在室温下是固体(玻璃态)，但如果加热到100°C以上，即其玻璃化转变温度，就会流动。冷却后它又变硬了。这种温度行为被用于挤压(如聚苯乙烯泡沫塑料)，也用于成型和真空成型，因为它可以被铸造成精细的模具。

聚苯乙烯的生物降解非常缓慢，因此是环保主义者争论的焦点。它作为一种垃圾形式在室外环境中日益丰富，特别是在海岸和水道沿线，尤其是以泡沫形式出现，在太平洋中数量也越来越多

历史：

聚苯乙烯是1839年由爱德华·西蒙发现的，他是柏林的一名药剂师他从美洲枫香树(Liquidambar styraciflua)的树脂中蒸馏出一种油性物质，一种他命名为苯乙烯醇的单体。几天后，西蒙发现苯乙烯已经变稠成一种果冻，他将其命名为氧化苯乙烯(“Styroloxyd”)，因为他推测发生了氧化。到1845年，牙买加出生的化学家约翰·布莱斯(John Buddle Blyth)和德国化学家奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼(August Wilhelm von Hofmann)证明了在无氧的情况下苯乙烯也发生了同样的转变。[9]他们称这种产品为“亚硝基醇”;分析表明，它的化学性质与西蒙的苯乙烯基相同1866年，马塞林·贝特洛(Marcelin Berthelot)正确地确定了由苯乙烯醇形成亚甲基/苯乙烯酰的聚合过程大约80年后，德国有机化学家Hermann Staudinger(1881-1965)的论文指出，加热苯乙烯会引发链式反应，产生大分子。这最终导致了这种物质现在的名字——聚苯乙烯。

大约1931年，法本公司开始在路德维希港生产聚苯乙烯，希望它能在许多应用中成为压铸锌的合适替代品。当他们开发出一种反应器容器，通过加热管和切割机挤压聚苯乙烯，生产出颗粒状聚苯乙烯时，他们取得了成功。

1941年，陶氏化学公司发明了一种泡沫聚苯乙烯工艺。

1949年之前，化学工程师Fritz Stastny(1908-1985)通过加入脂肪烃(如戊烷)开发了预膨胀PS珠。这些珠子是成型零件或挤压板材的原材料。巴斯夫和斯塔斯特尼在1949年申请了一项专利。成型过程在1952年的Kunststoff Messe Düsseldorf上进行了演示。产品被命名为聚苯乙烯。

1954年，宾夕法尼亚州匹兹堡的Koppers公司开发了膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫，商品名为Dylite.

聚苯乙烯是易燃的。

在化学术语中，聚苯乙烯是一种长链碳氢化合物，其中交替的碳中心连接在苯基上(苯环的名称)。聚苯乙烯的化学式为(C8H8)n;它含有化学元素碳和氢。

该材料的性能是由聚合物链之间的短程范德华引力决定的。由于分子是由数千个原子组成的碳氢化合物长链，分子之间的总吸引力很大。当加热时(或由于粘弹性和保温性能的结合而快速变形)，链能够呈现更高程度的构象并相互滑动。这种分子间的弱点(相对于烃主链的高分子内强度)赋予了灵活性和弹性。该系统在其玻璃化转变温度以上易于变形的能力使聚苯乙烯(以及一般的热塑性聚合物)易于软化并在加热时成型。

挤压聚苯乙烯的强度与非合金铝相当，但更灵活，更轻(1.05 g/cm3而铝为2.70 g/cm3)。

聚合反应

聚苯乙烯是苯乙烯单体相互连接的产物。在聚合过程中，碳碳π键(乙烯基)断裂，形成一个新的碳碳单键(sigma)，将另一个苯乙烯单体连接到链上。新形成的sigma键比断裂的pi键强得多，因此很难解聚聚苯乙烯。通常由几千个单体组成的聚苯乙烯链，分子量为10 - 40万。

三维模型显示，每个手性主碳都位于四面体的中心，它的4个键都指向顶点。考虑- c - c -键是旋转的，因此主链完全位于图的平面上。从这张平面示意图中，不清楚哪些苯基(苯)基团从图的平面向外倾斜，哪些向内倾斜。所有苯基都在同一侧的同分异构体被称为等规聚苯乙烯，这种异构体没有商业生产。

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无规聚苯乙烯

聚苯乙烯在商业上唯一重要的形式是无规的，其中苯基随机分布在聚合物链的两侧。这种随机的定位阻止了链以足够的规则对齐来实现任何结晶度。该塑料的玻璃化转变温度Tg为~90°C。聚合是由自由基引起的。

间规聚苯乙烯

Ziegler-Natta聚合可以产生有序的间规聚苯乙烯，其苯基位于烃主链的交替两侧。这种形式是高度结晶，Tm为270°C(518°F)。出光株式会社(Idemitsu corporation)目前以XAREC商标生产的聚苯乙烯树脂。通过茂金属催化剂与苯乙烯单体结合，制备了间规聚苯乙烯，生成具有间规结构的聚苯乙烯链。

降解

聚苯乙烯在化学上非常惰性，耐酸碱，但很容易被许多氯化溶剂和许多芳香烃溶剂溶解。由于其弹性和惰性，它被用于制造许多商业对象。它受到许多有机溶剂的攻击，这些溶剂溶解了聚合物。泡沫聚苯乙烯用于包装化学品。

像所有有机化合物一样，聚苯乙烯燃烧产生二氧化碳和水蒸气。聚苯乙烯是一种芳香烃，通常燃烧不完全，如煤烟火焰所示。

生物降解

聚苯乙烯一般不可生物降解。

引用:

产甲烷菌群已被证明可降解苯乙烯作为唯一的碳源(Grbi-Gali等，1990年)。在这种情况下，苯乙烯降解为一系列有机中间体和二氧化碳。把二氧化碳的数字作为苯乙烯完全降解为气体的数量的代表，苯乙烯的降解率在0.14到0.4 a1之间。这比聚苯乙烯降解最快的速度快一个数量级(Kaplan等人，1979年，Sielicki等人，1978年)。这与T2GGM聚苯乙烯降解模型(Quintessa and Geofirma 2011b)一致，T2GGM模型认为聚苯乙烯降解的速率限制步骤是聚苯乙烯的分解，而不是苯乙烯的降解。

已经证明粉虫能够吃聚苯乙烯，并在幼虫的肠道内将其降解。

恶臭假单胞菌能够将苯乙烯油转化为可生物降解的塑料pha。这可能有一天会用于有效处理聚苯乙烯泡沫。

聚苯乙烯通常是注塑成型、真空成型或挤压成型，而膨胀聚苯乙烯则是在特殊工艺中挤压或成型。还生产聚苯乙烯共聚物;除苯乙烯外，它们还含有一种或多种其他单体。近年来还生产了以纤维素和淀粉为主要原料的膨胀聚苯乙烯复合材料。聚苯乙烯被用于一些聚合物结合炸药(PBX)。

聚苯乙烯(PS)用于生产一次性塑料餐具和餐具，CD“珠宝”盒，烟雾探测器外壳，车牌框架，塑料模型组装套件，以及许多其他需要刚性，经济塑料的物体。生产方法包括热成型(真空成型)和注射成型。

聚苯乙烯培养皿和其他实验室容器，如试管和微孔板，在生物医学研究和科学中发挥着重要作用。对于这些用途，物品几乎总是通过注射成型制造，并且通常在成型后通过辐照或环氧乙烷处理消毒。模后表面改性，通常用富氧等离子体，经常做引入极性基团。许多现代生物医学研究都依赖于这类产品的使用;因此，它们在药物研究中发挥着关键作用。

形式:

聚苯乙烯泡沫是良好的隔热材料，因此常被用作建筑隔热材料，如在隔热混凝土形式和结构隔热板建筑系统。灰色聚苯乙烯泡沫，结合石墨具有优越的绝缘性能它们也用于非承重的建筑结构(如装饰柱子)。PS泡沫还具有良好的阻尼性能，因此在包装中得到了广泛的应用。陶氏化学公司的泡沫聚苯乙烯(styrofoam)商标被非正式地用于所有泡沫聚苯乙烯产品(主要是美国和加拿大)，尽管严格地说，它只能用于陶氏化学公司生产的“挤压闭孔”聚苯乙烯泡沫。

膨胀聚苯乙烯(EPS)

聚苯乙烯泡沫是良好的隔热材料，因此常被用作建筑隔热材料，如在隔热混凝土形式和结构隔热板建筑系统。灰色聚苯乙烯泡沫，结合石墨具有优越的绝缘性能它们也用于非承重的建筑结构(如装饰柱子)。PS泡沫还具有良好的阻尼性能，因此在包装中得到了广泛的应用。陶氏化学公司的泡沫聚苯乙烯(styrofoam)商标被非正式地用于所有泡沫聚苯乙烯产品(主要是美国和加拿大)，尽管严格地说，它只能用于陶氏化学公司生产的“挤压闭孔”聚苯乙烯泡沫。

参见:聚苯乙烯泡沫

挤压聚苯乙烯泡沫(XPS)由封闭单元组成，提供改善的表面粗糙度和更高的刚度，并降低热导率。密度范围约为28-45 kg/m3。

挤压聚苯乙烯材料也用于工艺品和模型建造，特别是建筑模型。由于挤压制造工艺，XPS不需要面材来保持其热性能或物理性能。因此，它是瓦楞纸板更统一的替代品。导热系数随轴承强度/密度的不同在0.029 ~ 0.039 W/(m·K)之间变化，平均值为~0.035 W/(m·K)。

XPS的水蒸气扩散阻力(μ)约为80-250，因此比EPS更适合潮湿的环境。

聚苯乙烯泡沫的吸水性

虽然它是一种闭孔泡沫，但无论是膨胀聚苯乙烯还是挤压聚苯乙烯都不是完全防水或防蒸汽的在膨胀的聚苯乙烯中，膨胀的闭孔微球之间有间隙，在粘合的微球之间形成一个开放的通道网络，这个间隙网络可以充满液态水。如果水冻结成冰，它会膨胀，并导致聚苯乙烯颗粒从泡沫中脱落。挤压聚苯乙烯也可被水分子渗透，不能被认为是一个蒸汽屏障

内涝通常发生在聚苯乙烯泡沫塑料长期暴露在高湿度或持续浸泡在水中，如在热浴盆盖，在浮动船坞，作为补充漂浮在船座下，以及用于持续暴露于地下水的低于等级的外部建筑保温。通常情况下，一个外部的蒸汽屏障，如不透水塑料片或喷涂涂层是必要的，以防止饱和。

共聚物

纯聚苯乙烯很脆，但是足够硬，如果赋予它一些更有弹性的材料(如聚丁二烯橡胶)的性能，就可以制造出相当高性能的产品。这两种材料通常不能混合，因为聚合物的混合熵很小(见弗洛里-哈金斯溶液理论)，但如果在聚合过程中加入聚丁二烯，它可以与聚苯乙烯形成化学键合，形成接枝共聚物，这有助于将普通聚丁二烯纳入最终的混合物，从而产生高冲击聚苯乙烯或HIPS，在广告中通常被称为“高冲击塑料”。HIPS的一个商业名称是bextree。HIPS的常见应用包括玩具和产品外壳。HIPS在生产中通常是注塑成型的。高压灭菌聚苯乙烯可以压缩和硬化材料。

其他几种共聚物也用于苯乙烯。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或ABS塑料类似于HIPS:丙烯腈和苯乙烯的共聚物，用聚丁二烯增韧。大多数电子产品的外壳都是由这种聚苯乙烯材料制成的，许多下水管道也是如此。SAN是苯乙烯与丙烯腈的共聚物，SMA是与马来酸酐的共聚物。苯乙烯可以与其他单体共聚;例如，二乙烯基苯可用于交联聚苯乙烯链，以获得用于固相多肽合成的聚合物。

定向聚苯乙烯

定向聚苯乙烯(OPS)是通过拉伸挤压的PS薄膜生产的，通过减少模糊和增加刚度来提高材料的可视性。这通常用于包装，制造商想让消费者看到所包装的产品。OPS的一些优点是生产成本低于PP、PET和HIPS等透明塑料，而且不像HIPS或PP那么朦胧。OPS的主要缺点是它很脆，很容易开裂或撕裂。

生产

聚苯乙烯泡沫是用发泡剂生产的，发泡剂能形成泡沫并使泡沫膨胀。在膨胀聚苯乙烯中，这些化合物通常是戊烷等碳氢化合物，在制造或储存新制造的材料时可能会造成易燃性危险，但对环境的影响相对温和。挤压聚苯乙烯通常由氢氟碳化合物(HFC-134a)制成，其全球变暖潜能值约为二氧化碳的1000-1300倍。不可生物降解的废弃的聚苯乙烯几百年都不能生物降解，而且耐光解。

垃圾

动物认不出聚苯乙烯泡沫塑料是人造材料，甚至可能把它误认为食物聚苯乙烯泡沫在风中飘浮，由于其比重。它会对大量吞咽的鸟类或海洋动物的健康产生严重影响。

减少

限制使用泡沫聚苯乙烯外卖食品包装是许多固体废物环保组织的优先事项。人们一直在努力寻找聚苯乙烯的替代品，尤其是在餐厅里使用泡沫塑料。最初的动力是消除氟氯化碳(CFC)，这是泡沫的前组成部分。

美国

1987年，加州伯克利市禁止使用含氟氯烃的食品容器第二年，纽约州萨福克县成为美国第一个禁止聚苯乙烯的地区。然而，塑料工业协会的法律挑战使该法案未能生效，直到共和党和保守党成为县立法机构的多数党，该法案才被推迟。与此同时，伯克利成为第一个禁止所有泡沫食品容器的城市截至2006年，美国大约有100个地区，包括波特兰、俄勒冈州和旧金山，目前在某种程度上禁止在餐馆使用聚苯乙烯泡沫塑料。例如，2007年，加利福尼亚州奥克兰市要求餐馆改用一次性食品容器，如果添加到食物堆肥中，就会被生物降解据报道，2013年，圣何塞成为全国最大的禁止聚苯乙烯泡沫食品容器的城市一些社区已经实施了广泛的聚苯乙烯禁令，比如缅因州的自由港，它在1990年就这样做了。

美国绿色餐厅协会不允许使用聚苯乙烯泡沫作为他们认证标准的一部分从荷兰环境部到星巴克的绿色团队，几位环保领袖都建议人们通过使用可重复使用的咖啡杯来减少对环境的影响。

1999年左右，中国禁止了聚苯乙烯膨化外卖容器和餐具。然而，合规一直是个问题。2013年，中国塑料行业正在积极游说，希望废除这一禁令。

印度和台湾在2007年之前也禁止使用聚苯乙烯泡沫餐具。

回收

一般来说，聚苯乙烯是不被接受的路边收集回收计划，并没有被分离和回收的地方接受。在德国，聚苯乙烯是被收集的，因为包装法(Verpackungsverordnung)要求制造商对回收或处理他们销售的任何包装材料负责。

大多数聚苯乙烯产品目前没有回收，因为缺乏投资所需的压缩机和物流系统的动力。由于聚苯乙烯泡沫密度低，收集不经济。然而，如果废物材料经过初始压实过程，材料的密度从通常的30公斤/立方米变成330公斤/立方米，成为可回收的商品，对回收塑料颗粒的生产商具有很高的价值。膨胀聚苯乙烯废料可以很容易地添加到产品中，如EPS绝缘板和其他EPS材料用于建筑应用;由于回收问题，许多制造商无法获得足够的废料。当它不被用来制造更多的EPS时，泡沫废料可以用回收的PS制成衣架、公园长椅、花盆、玩具、尺子、订书机主体、幼苗容器、相框和建筑模具等产品。目前，英国每个月大约回收100吨EPS

回收的EPS也用于许多金属铸造作业。Rastra由EPS与水泥结合制成，在混凝土基础和墙壁的制作中用作绝缘修正剂。自1993年以来，美国制造商已经生产了大约80%由回收EPS制成的绝缘混凝土模板。

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焚烧

如果聚苯乙烯在高温(高达1000°C)和充足的空气(14 m3/kg)下适当焚烧，产生的化学物质是水、二氧化碳，可能还有少量阻燃剂中残留的卤素化合物如果只是不完全焚烧，还会有剩余的碳烟灰和复杂的挥发性化合物混合物。[需要更好的来源]根据美国化学委员会的说法，当聚苯乙烯在现代设施中焚烧时，最终体积是初始体积的1%;大部分聚苯乙烯被转化为二氧化碳、水蒸气和热量。由于它能释放大量的热量，有时也被用作蒸汽或发电的动力源。

当聚苯乙烯在800-900°C(现代焚化炉的典型范围)的温度下燃烧时，燃烧的产物包括“从烷基苯到苯并苯的多环芳烃(PAHs)的复杂混合物”。在聚苯乙烯燃烧流出物中鉴定出90多种不同的化合物。

安全/健康

根据美国化学委员会的塑料食品服务产品网站:

根据50多年的科学测试，政府安全机构已经确定聚苯乙烯用于食品服务产品可能是安全的。例如，聚苯乙烯已经接近美国食品药品监督管理局和欧洲委员会/欧洲食品安全局的标准，用于包装储存和供应食品。香港食物环境卫生署(Hong Kong Food and Environmental Hygiene Department)最近对使用聚苯乙烯食品服务产品供应各种食品的安全性进行了审查，并得出了与美国FDA相同的结论。

从1999年到2002年，由哈佛风险评估中心挑选的一个由12名成员组成的国际专家小组对与苯乙烯接触有关的潜在健康风险进行了全面审查。这些科学家拥有毒理学、流行病学、医学、风险分析、药代动力学和暴露评估方面的专业知识。

哈佛大学的研究报告称，苯乙烯自然存在于草莓、牛肉和香料等食物中，在葡萄酒和奶酪等食物的加工过程中也自然产生。该研究还回顾了所有已发表的关于由于食品包装和一次性食品接触物品的迁移而导致饮食中苯乙烯数量的数据，并得出结论，公众暴露于食品或用于食品接触应用的苯乙烯材料(如聚苯乙烯包装和食品服务容器)中的苯乙烯，特别是经过微波处理后，有理由感到有限的担忧。

聚苯乙烯通常用于食品和饮料容器。苯乙烯单体(聚苯乙烯的原料)是一种可能致癌的物质。苯乙烯“通常在消费品中含量很低，风险不大”。用于食品接触的聚苯乙烯所含苯乙烯重量不得超过1%(含脂肪食品为0.5%)。用于食品包装的聚苯乙烯容器中的苯乙烯低聚物已被发现迁移到食品中。另一项针对野生型和AhR-null小鼠的日本研究发现，作者在煮熟的聚苯乙烯容器包装的即食食品中检测到的苯乙烯三聚体可能会增加甲状腺激素水平。

聚苯乙烯是否可以和食物一起用微波炉加热是有争议的。一些容器可以安全地用于微波炉中，但只有在这样标记的情况下。一些资料表明，含有胡萝卜素(维生素A)或食用油的食物必须避免。

由于聚苯乙烯的广泛使用，这些与健康有关的严重问题仍然是热门话题。

火灾隐患

和其他有机化合物一样，聚苯乙烯是易燃的。聚苯乙烯根据DIN4102被分类为“B3″产品”，这意味着高度易燃或“容易点燃”。因此，虽然它在低温下是一种有效的绝缘体，但如果材料不阻燃，则禁止在建筑施工中的任何暴露装置中使用。[需要引用]它必须隐藏在石膏板、金属板或混凝土后面。泡沫聚苯乙烯塑料材料曾被意外点燃，造成巨大的火灾和损失，例如在Düsseldorf国际机场和英吉利海峡隧道(聚苯乙烯在一节火车车厢内起火)。