聚苯乙烯新.doc

高抗冲聚苯乙烯共混改性研究及应用摘要： 综述了通用塑料弹性体和工程塑料等共混改性高抗冲聚苯乙烯的进晨情况。并提出了在无增容荆存在下。制备具有好相窑性及力学性能的HIPSPO共混合金的构想。关键词：高抗冲聚苯乙烯(HIPS)；聚烯烃(PO)；共混改性；相容性。 抗冲聚苯乙烯(HIPS)是在聚丁二烯橡胶(PBR)(约710)的存在下，引发苯乙烯单体聚合而成，最终形成了一种两相结构的体系。HIPS具有良好的韧性、刚性及加工性能，可通过注塑成型制造各种仪器外壳、纺织纱管等，也可采用挤出成型方法生产管材、板材等。HIPS单独使用时，其性能不能满足使用要求，将其与其他聚合物共混，可应用于汽车行业及家用电器和日用器具等领域o1.聚烯烃共混改性HIPS目前，关于研究聚苯乙烯聚烯烃(PSPO)体系的报道已有很多，而对于HIPSPO的共混改性也一直是研究的热点。HIPSPO共混物不但可以改善HIPS的韧性，而且可以显著提高HIPS对卤代烃和不饱和油脂的耐环境应力开裂性能。然而，HIPS和PO无论从热力学角度，还是从分子微观结构分析都是不相容体系。因此，提高HIPS与PO的相容性具有重要意义。11 PE改性HIPSPE具有优良的柔韧性和冲击性能，将其与HIPS共混，有利于提高HIPS的韧性。但是，HIPS和PE是两种不相容的高聚物，简单共混得不到理想合金，必须进行增容改性。111 LLDPE改性HIPS下表是共混方式对HIPSLLDPE共混力学性能的影响。共混方式 拉伸强度/MPa断裂伸长率/%MFR/g/10minT /HIPSLLDPE927761210HIPSLLDPEDCP12810431198HIPSLLDPESBS1122563120.2HIPSLLDPEDCPSBS13，531361201交联协同作用是提高不相容聚合物性能的有效方法。徐建平考察了不同加料方式、过氧化二异丙苯(DCP)和SBS含量、加工温度、螺杆转速对HIPSLLDPE共混物力学性能的影响。从表l可以看出，DCP与SBS对HIPSLLDPE共混体系具有较好的协同作用。当HIPSLLDPESBS为703010，DCP用量为HIPS与LLDPE总量的005，加工温度(后两段)为180，螺杆转速为80rmin时，可以得到综合性能较好的共混物。 高英，黄宏亮等直接在LLDPEHIPS共混体系中加入Lewis酸，使体系发生FriedelCrafts烷基化反应，考察了不同AICl，含量、反应时间和反应温度对体系增容效果的影响。通过研究共混物冲击强度和微观照片发现：加入A1CI，后，在LLDPEHIPS两相界面处生成接枝共聚物LLDPE-g-HIPS，降低界面张力，改善了相容性。同时，由于增容剂只在两相界面处生成，因此，AICI，的加入对共混体系中LLDPE组分的热学性能和结晶性能并没有太大影响。JPospisil等则以HIPS和回收的LDPE共混物为研究对象，并加入1：1混合的SBEPDM作为增容剂，研究了共混物的物理力学性能。研究发现：SB对共混物的稳定性起着至关重要的作用。112 HDPE改性HIPSAsira Chirawithayaboonll”研究了不同用量SEBS对不同配比的HIPSHDPE共混物性能的影响。研究发现：当SEBS用量少于5，HDPE含量高于50时，共混物拉伸强度会提高，当SEBS用量超过5，且HDPE含量超过50时，共混物的拉伸强度会急剧下降。研究还发现：当共混物富含HIPS时，在高剪切力作用下，共混物获得较高的相容性；富含HDPE时，在低剪切力作用下，共混物相容性好。徐建平利用DCP及SEBS对HIPSHDPE(7030)体系的协同作用，分别考察了加料方式，DCP，SEBS含量、加工温度、螺杆转速等对共混物性能的影响。结果表明：HIPSHDPESEBS为703010，DCP用量为HIPS和HDPE总量的O06，挤出温度(后部)为185，螺杆转速为80rrain时，共混物性能较高。12 PP改性HIPSPP存在尺寸收缩率大，硬度低、不耐老化、低温脆性等缺点，限制了其应用范围。而HIPS具有较高的模量、硬度及低收缩率。通过合金化，使HIPS和PP的应用范围得到拓展，无论从科学研究角度还是经济效益角度，开发HIPSPP合金均具有重要意义。嵌段聚合物在聚合物共混中起着重要的增容作用。ZHorak等研究了不同嵌段苯乙烯一丁二烯聚合物对HIPSPP的增容作用，研究发现：多嵌段聚苯乙烯丁二烯聚合物比二嵌段的增容效果更好。Ruth MCampimanes Santanaf则将SEBS加入到PPI-IIPS共混物中，研究表明：当PPHIPS为63，加入SEBS量为5时，分散的PS颗粒平均粒径可达00412m，并且改善了共混物的热性能。 刘万军等研究了HIPSPP在DCP存在下的熔融反应过程，以及共混物的动态力学性能和热性能。结果表明：HIPS在DCP存在下以PS的降解为主，伴随着聚丁二烯的交联和接枝；HIPSPP共混物在DCP存在下以PP同HIPS的反应接枝为主，这种原位生成的增容剂改善了HIPSPP两组分间的相容性。F MDuartet研究了HIPSPP为l：l的共混体系，并加入25丙酮和5的苯甲酮。结果表明：丙酮和苯甲酮F加入使共混体系在自然环境中耐老化能力显著提高。2弹性体改性HIPS杨军等24-251采用机械共混法研究了HIPS同SBS、SBR或BR共混物的力学性能。研究发现：当弹性体用量为5P25时，SBS改性的HIPS试样具有最大的断裂能、最大的断裂伸长率、较高的拉伸杨氏模量和屈服强度，屈服点过后有明显的应变硬化现象。且随SBS含量的增加，其冲击强度大幅度提高；SBR也能提高HIPS的冲击强度，但幅度不大，拉伸过程中有明显的应力发白现象；BR改性的HIPS试样表现为脆性断裂，力学性能变劣。Z Jelcic等研究发现：HIPSSBS以9010共混所得共混物机械性能较好。安徽省轻工技术研究所对HIPSSBS增强剂S(苯乙烯类共聚物)共混体系进行了研究。结果表明：随着SBS用量的增加，共混物缺口冲击； 强度及断裂伸长率提高，但其拉伸强度及硬度下降。加入适量的增强剂s可弥补因SBS的加入使HIPS的某些性能的下降。当HIPSSBS增强剂s为100204时，可制得综合性能优异的共混物，在某些领域可替代ABS工程塑料。王丽君，吴英绵研究了SBS和POE对HIPS的性能影响。研究表明：以SBS为增韧剂制得的；复合材料的综合性能优于以POE为增韧剂制得的复合材料的综合性能。这是因为SBS与HIPS结构相似，相容性好，制得的两相体系中形成中间相，改变了分子运动的特征，有利于应力的传递及能量耗散。研究还发现：SBS的加入不会对复合材料的阻燃性能产生不利影响。冯嘉春等研究了不同类型SBS(线型、星型充油、星型不充油)对HIPS的增韧效果。各种SBS与HIPS的相容性都好，相对而言，线型产品；优于星型产品，不充油产品优于充油产品。作为与HIPS共混的改性剂，线型不充油SBS有利于提高共混物冲击强度，星型不充油SBS对共混物拉伸强度有利，星型充油SBS可改善共混物流动性。3工程崾料改性HIPS HIPS和ABS被用来生产各种电器塑料部件，二者外观与密度相似，难以进行回收分离，但其混合物在加工时会出现分层、变脆、力学性能大幅下降等问题。董智贤采用氯化聚乙烯(PEC)、SBS和K ；树脂通过直接与回收料共混来改善ABS与HIPS 的相容性。研究表明：氯化聚乙烯(PEC)、SBS和K树脂对ABSHIPS共混材料有不同程度的增容增韧改性作用。如采用9份PEC与3份SBS协同改性，ABSHIPS(7030)共混材料的拉伸强度为2704MPa，冲击强度为3260 kJm2。转矩流变仪分析表明；经PEC、SBS和K树脂改性的ABSHIPS共混材料的加工流动性和加工稳定性良好。维卡软化温度测试表明：改性后，ABSHIPS共混材料的耐热性能略有降低，但影响不大。从实验结果可以看出，加入(PEC)和SBS后，大的HIPS 团块消失，断面是典型的韧性断裂形貌。这说明PEC与SBS并用对于ABSHIPS共混材料可起到良好的增容增韧作用。陈广新，刘景江研究了尼龙IOIO(PAIOIO)与HIPS及马来酸酐官能化的HIPS(HIPSgMA)间的相互作用。利用DSC、DMA、SEM及拉伸测试等方法研究了不同组成比的共混物PAl010HIPS与PAl010HIPSgMA的结晶性能、玻璃化转变、形态及力学性能。研究表明：由于HIPSgMA与PAl010中的端胺基发生了化学反应，生了接枝共聚物PAIOIOgHIPS；PAIOIOAIIPSgMA共混体系的拉伸性能要优于相同配比的PAl010HIPS体系。Dongwenfei等则用辐射交联的方法将PAl010与HIPS共混，研究了共混物的形态和力学性能。张秀斌等合成了HIPS接技聚甲基丙烯酸甲酯(HIPSgPMMA)，并研究了其对HIPSPVC共混体系的增容效果。研究表明：增容剂对共混体系表现出较好的增容效果，共混物的拉伸强度、屈服强度及断裂伸长率均明显增加，冲击强度增大。从实验总结出，未增容试样断面呈明显的海岛结构，断面上有许多空洞。这说明HIPS与PVC间界面清晰，相容性较差；加入HIPSgPMMA增容后，共混物中两相分布较均匀，空洞数量减少，两相混合均匀，表面平整，界面模糊，表现出较好的增容效果。聚苯醚(PPO)是一种耐热性能较好的工程塑料，且与PS相容性良好o郭建兵等吲研究了HIPSPPO共混物断面的形貌特征及形成机制，并分析了断面形成机制对材料力学性能的影响。4其他共混改性方法李连春，李光吉等测定与分析了定性和定量试验对抗菌型HIPS的抗菌活性影响。研究发现：机械共混法和热本体聚合法制得的抗菌型HIPS都具有强抗菌活性，抗菌率分别可达95和99以上；PSK11中的抗菌组分，在制得的抗菌HIPS样品中，能够在与菌液接触的初期就充分发挥抗菌的作用，表现出较高的抗菌活性。通过这两种方法制备的抗菌型HIPS均具有优异的性能。程丝等则研究了HIPSEVACB体系的相容性。研究发现：CB的加入增强了HIPS和EVA两相界面的吸附力，EVA相形成网络结构，使共混体系的相容达到链段水平。从数据分析可知：共混体系相形态转变点发生在HIPS含量为42左右。5结论总之，无论是工程塑料还是通用塑料，与HIPS相容性都不是很理想，所以，要得到高性能的HIPS共混物必须进行恰当的增容，并选取最佳的共混工艺。就目前研究情况来看，在无增容剂情况下改善HIPS与PO相容性的方法很少。可以深入研究，在无增容剂存在的情况下，制备具有良好相容性及力学性能的HIPSPE共混合金。因此，进一步开发更实用、经济的共混改性途径，得到性能优异的共混改性HIPS制品，对发展家电、汽车等工业用塑料制品具有重要意义。参考文献：【1】刘景江张芬玉，周华荣，等高抗冲聚苯乙烯的形态与性能【J】塑料工业，1993，8：3538【2】王国全聚合物共混改性原理与应用【M】北京：中国轻工业出版社2007【3】Ramsteiner F，Heckmann WMacKee G EBreulmann MInfluence of Void Formation on Impact Toughness in RubberModified StyrenicpoIymers【J】Polymer。200243(22)：5995-6 003【4】Emerson Lourenco，Maria Isabel FelisbertiThermal andMechanical Properties of PoIystyrenePoIy(acrylontrile一g一(elhyIenecopropyIenecodiene)一gstyrene)(AES)BlendsPrepared by the In Situ Polymerization of StyreneJJournal of Applied Polymer Science。2007，105(2)：986996，【5】方征平，许承威BR和DCP在PSHDPESEBS体系中的协同作用【J】高等学校化学学报，1996，17(12)：1 9591 961【6】Zhi Wang，Chi-Ming Chan，Shui Han ZhuCompatibilizationof Polystyrene and Low Density Polyethylene Blends by aTwo-Step Crosslinking Process【J】Polymer1 998，39(26)：6801-6805【7】Luzinov IXi K，Pagnoulle C，et a1Composition Effect onthe Core-Shell Morphology and Mechanical Propertiesof Te rnary PoIysty reneStyreneButadiene RubberPolyethylene BlendsJPolymer。199940(10)：25112 520【8】刘俊华钟明强聚苯乙烯共混改性研究进展【J】功能高分子学报，1 999，1 2(3)：345349【9】孙晓巍，台立民Ps改性及应用研究进展【J】塑料科技2008，36(3)：98-99【10】黄宏亮官能化LLDPE及其合金材料(LLDPEHIPS)的制备及结构性能研究【D】长春：中国科学院长春应用化学研究所，2000：5671【11】曲桂杰，刘景江绿色冰箱的发泡剂和内衬材料【J】高分子材料科学与工程，1998，14(3)：138143【12】胡幼华，齐陈泽刘维民等高抗冲聚苯乙烯一低密度聚乙烯的自由体积特征与相容性的关系【J】核技术200326(7)：556559【13】Youhua HuChenze Qi，Weiming Liu，et a1Characterization ofthe Free Volume in High-Impact PolystyrenePolypropyleneand High-Impact PoIystyrene，HighDensity PolyethyleneBlends Probed by Positron Annihilation Speclroscopy【J】Journal of Applied Polymer Science，200390(6)：1 5071 514【14】徐建平HIPSLLDPE RbDCP与SBS的协同作用及其共混物性能【J】工程塑料应用200230(3)：68【15】Ying GaoHongliang Huang，Zhanhai Yao。et a1Morphology，Structureand Properties of InSitu Compatibili