sps间规聚苯乙烯的改性研究进展学士学位论文.doc

间规聚苯乙烯的改性研究进展 1 前言 间规聚苯乙烯（sPS）是用茂金属催化剂合成出来的一种新型结晶聚合物。与通用聚苯乙烯相比，具有许多优良的特性：(1)sPS具有熔点高，约270℃；(2)结晶度高，结晶速率快；(3)耐热性好、耐化学行以及尺寸稳定性好和优良的电气性能。其应用领域非常之广泛，在汽车工业，膜材料，食用容器，电子，电器等领域具有广阔的应用前景。但是sPS的脆性较大，而且分子中缺少极性基团，因此，改善sPS的抗冲击性能，提高其极性一直是广大科技工作者致力解决的课题。 本文主要就一些的改性方法加以详细描述，第一章为前言部分，基本上概括了本文的总体框架，以及结构等，理清脉络。第二章，主要对间规聚苯乙烯（sPS）进行一个比较直观详细的描述，从间规聚苯乙烯（sPS）的合成，所用的催化体系，以及各种改进方法，和发展历程做了一个比较详细的叙述。为了体现间规聚苯乙烯（sPS）的改性研究的必要性，对间规聚苯乙烯（sPS）的一些性质做了一些叫为详细的比较，从间规聚苯乙烯（sPS）的优点，到其的不足之处做了详细的比较。突出了其作为热门的树脂，在当下之所以引起广泛关注的原因。另外，对这种热门树脂的合成，也做了一个比较详细的说明，从传统的茂金属催化剂体系，到新型的非茂金属催化体系做了说明，力求清晰描述间规聚苯乙烯（sPS）的合成方法，为后文的改性等指明方向。当然，物质的结构决定其性能，因此，需要从结构方面对其进行一个详细的研究，从而为以后的改性工作，指明方向。故而，该章节对间规聚苯乙烯（sPS）的多结晶型和结晶行为进行了较为系统的描述，引用了前人的各种研究成果加以论述。 第三章主要为针对间规聚苯乙烯（sPS）所存在的缺点进行改性的方法的总结，基本上涵盖了近些年来国内外对间规聚苯乙烯（sPS）改性所做研究的总结，详细叙述了，传统意义上对间规聚苯乙烯（sPS）的改性方向。概括为以下几个方向：化学改性，接枝改性，共聚改性，共混增韧改性，分子链端基修饰，另外，着重说明了乙酰化间规聚苯乙烯的合成，和溴乙酰化间规聚苯乙烯的合成，在此基础上，又对近些年来一些新兴的改性方法做了一个说明，列举了一些其它的改性方法，比如纳米改性等方法。 第四章，主要介绍了间规聚苯乙烯（sPS）作为热门树脂的应用前景和应用方向，对其未来的应用前景做了一个比较详细的说明。第五章为本文的参考文献等。 希望通过本文的描述，希望能对间规聚苯乙烯（sPS）的改性的前后，有一个比较清晰的认识。 按照苯乙烯聚合物分子中侧链苯对链骨架空间取向的不同，聚苯乙烯分子有3种不同立体构型，相应地形成了三种聚合物，即无规聚苯乙烯(aPS)、等规聚苯乙烯(iPS)和间规聚苯乙烯(sPS)。自从Ishihara[]等用TiCl4/MA或CpTiCl3/MAO(Cp为茂环)合成高结晶度的sPS以来，苯乙烯间规聚合研究受到了重视。 sPS的主要特征是熔点高(270℃)，比iPS高40℃，相当于aPS的3倍，与工程塑料尼龙-66相近。sPS具有结晶性，结晶速度较快，有时被称为高结晶聚苯乙烯。这种结晶型sPS构成了全新的PS工程塑料系列，它具有优良的耐热、耐化学腐蚀、耐水、耐蒸汽和耐溶剂性，某些性能能与尼龙-66聚苯硫醚(PPS)等工程塑料相匹敌。并且材料流动性能较好，适合于常规方法加工，如注塑、挤塑，成型产品尺寸稳定性好，目前已有片级、膜级、纤维级和挤管级制品用于汽车保险杠、机械制品、集成电路及印刷电路板等。新的特殊应用领域还在不断的开拓中，因此具有广泛的应用前景，被看作是复兴苯乙烯行业的希望。同时，其单体苯乙烯便宜易得，sPS产品的利润可观，目前sPS的价格在2.5~4.0万元/吨左右。价格相比昂贵的氟塑料具有很大的优势。然而，sPS分子链刚性较大，导致材料较脆，抗弯、抗冲击强度低，加工流变性较差，因而限制了其广泛应用。经玻纤增强后的SPS复合材料，其综合物性可与其它工程塑料如PET、PBT、PAG6、PPS相媲美。故此，SPS在汽车工业、膜材料、照相基材、食品容器、电子/电器等方面有广泛应用。由于sPS分子链的侧链上存在空间位阻较大的苯环，与其它工程塑料相比，韧性相对较差，如何进一步提高sPS的综合力学性能，对sPS应用领域的拓展具有重要意义。一般纯的sPS主要用作膜材料、纤维等，而要作其他用途必须经过改性。sPS还表现出比较复杂的多晶行为，主要来自2方面的因素，即单个高分子链的构象和高分子链的堆积。目前，文献报道的主要有α、β、γ和η4种晶型[]。α和β2种晶型的链结构都为平面反式锯齿形链构象，等同周期为0.51nm。两种晶型区别在于其高分子链的堆积方式不同，β晶型一般都认为是正交堆积[]而α晶型的链堆积方式则有不同看法，Greies[]认为是六方堆积，而Rosa[]，等认为是三方堆积。α和β晶型分别有两种变