d 聚苯乙烯.pdf

第四节 聚苯乙烯（PS）类树脂 4.1 PS 的定义和合成 一 定义 聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合 物 CH2 CH n 聚苯乙烯的英文是“polystyrene”，缩写为 PS。 二 聚合方法 本体聚合——获得的 PS 纯净度高，主要用来制造对电性能要 求高的制品。 悬浮聚合——获得的 PS 分子量高分布窄但纯度不如本体聚合 PS，可用来制造一般日用和工业用品、和 PS 泡沫塑料。 乳液聚合——主要用于涂料和 PS 泡沫塑料。 溶液聚合——主要用于配制清漆。 4.2 PS 的结构 聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。由于侧苯基的体积 较大，有较大的位阻效应，而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬， 因此，玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高，且刚性脆性较大， 制品易产生内应力。由于侧苯基在空间的排列为无规结构， 因此聚苯乙烯为无定形聚合物，具有很高的透明性。侧苯基 具有很大的空间位阻，造成 PS 分子链很僵硬，Tg 在 80℃。 侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些，苯环所能进 行的特征反应如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。 此外，侧苯基可以使主链上 a 氢原子活化，在空气中易氧化 生成过氧化物，并引起降解，因此制品长期在户外使用易变 黄、变脆。但由于苯环为共扼体系，使得聚合物耐辐射性较 好，在较强辐射的条件下，其性能变化较小。 4.3 PS 的性能 一 基本特征 聚苯乙烯为无色、无味的透明刚性固体，透光率可达 88%～ 90%，制品质硬，落地时会有金属般的响声。聚苯乙烯的密度 在 1.04～1.07 之间，尺寸稳定性好，收缩率低。聚苯乙烯容 易燃烧，点燃后离开火源会继续燃烧，并伴有浓烟。 二 力学性能 聚苯乙烯属于一种硬而脆的材料，无延伸性，拉伸时无屈服 现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在通用塑料中 是很高的，但其冲击强度很低。聚苯乙烯的力学性能与合成 方式、相对分子质量大小、温度高低、杂质含量及测试方法 有关。 三 热性能 聚苯乙烯的耐热性能较差，热变形温度约为70～95℃ ，长期 使用温度为 60～80℃ 。聚苯乙烯的热导率较低，约为 0.10～ 0.13W/ ( m·K ) ，基本不随温度的变化而变化，是良好的 绝热保温材料。聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热材料之 一。聚苯乙烯的线膨胀系数较大，为（6～8 )X10-5K-1，，与金 属相差悬殊甚大，故制品不易带有金属嵌件。此外，聚苯乙 烯的许多力学性能都显著受到温度的影响。 四 电性能 聚苯乙烯是非极性的聚合物，使用中也很少加人填料和助剂， 因此具有良好的介电性能和绝缘性，其介电性能与频率无关。 由于其吸湿率很低，电性能不受环境湿度的影响，但由于其 表面电阻和体积电阻均较大，又不吸水，因此易产生静电， 使用时需加人抗静电剂。 五 耐化学药品性 聚苯乙烯的化学稳定性比较好，可耐各种碱、一般的酸、盐、 矿物油、低级醇及各种有机酸，但不耐氧化酸，如硝酸和氧 化剂的侵蚀。聚苯乙烯还会受到许多烃类、酮类及高级脂肪 酸的侵蚀，可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯 仿、二氯甲烷以及醋类当中。此外，由于聚苯乙烯带有苯基， 可使苯基 a 位置上的氢活化，因此聚苯乙烯的耐气候性不好， 如果长期暴露在日光