聚苯乙烯類樹脂

聚苯乙烯類樹脂第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點(diǎn)：

透明性高，加工流動性好，易著色，易印刷，電絕緣性、剛性都很好。

缺點(diǎn)：

韌性差、耐熱性低、耐溶劑性、耐化學(xué)試劑性、耐沸水性差，且易出現(xiàn)應(yīng)力開裂的現(xiàn)象。2023/7/19第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月加工：

聚苯乙烯是通用塑料中最容易加工的品種之一，成型溫度與分解溫度相差大，可在很寬的溫度范圍內(nèi)加工成型。

應(yīng)用：

它具有成本低、剛性大、透明度好、電性能不受頻率的影響等特點(diǎn)，因此可廣泛地應(yīng)用在儀表外殼、汽車燈罩、照明制品、各種容器、高頻電容器、高頻絕緣用品、光導(dǎo)纖維，包裝材料等。2023/7/19第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/194第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/195第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月Polystyrene(PS)聚苯乙烯2023/7/196第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1、聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)聚苯乙烯的分子鏈上交替連接著側(cè)苯基。由于側(cè)苯基的體積較大，有較大的位阻效應(yīng)，而使聚苯乙烯的分子鏈變得剛硬，因此，玻璃化溫度比聚乙烯、聚丙烯都高，且剛性脆性較大，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。側(cè)苯基的存在使聚苯乙烯的化學(xué)活性要大一些，苯環(huán)所能進(jìn)行的特征反應(yīng)如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以進(jìn)行。此外，側(cè)苯基可以使主鏈上α氫原子活化，在空氣中易氧化生成過氧化物，并引起降解，因此制品長期在戶外使用易變黃、變脆。

2023/7/19第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）力學(xué)性能（2）熱性能（3）電學(xué)性能（4）化學(xué)性能

2、聚苯乙烯的性能

聚苯乙烯為無色、無味的透明剛性固體，透光率可達(dá)88~90%，制品質(zhì)硬，落地時會有金屬般的響聲。聚苯乙烯的密度在1.04~1.07之間，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率低。聚苯乙烯容易燃燒，點(diǎn)燃后離開火源會繼續(xù)燃燒，并伴有濃煙。

2023/7/198第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）力學(xué)性能

聚苯乙烯屬于一種硬而脆的材料，無延伸性，拉伸時無屈服現(xiàn)象。聚苯乙烯的拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能在塑料中是很高的，但其沖擊強(qiáng)度低。

（2）熱性能

聚苯乙烯的耐熱性能較差，熱變形溫度約為70~95℃，長期使用溫度為60~80℃。聚苯乙烯的熱電導(dǎo)率較低，基本不隨溫度的變化而變化，是良好的絕熱保溫材料。聚苯乙烯泡沫是目前廣泛應(yīng)用的絕熱材料之一。

2023/7/199第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）電學(xué)性能

聚苯乙烯是非極性的聚合物，使用中也很少加入填料和助劑，因此具有良好的介電性能和絕緣性，其介電性能與頻率無關(guān)。由于其吸濕率很低，電性能不受環(huán)境濕度的影響，2023/7/1910第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）化學(xué)性能

聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較好，可耐各種堿、一般的酸、鹽、礦物油、低級醇及各種有機(jī)酸，但不耐氧化酸，如硝酸和氧化劑的侵蝕?？扇苡诒健⒓妆?、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷以及酯類當(dāng)中。此外，由于聚苯乙烯帶有苯基，可使苯基α位置上的氫活化，因此聚苯乙烯的耐氣候性不好，如果長期暴露在日光下會變色變脆，其耐光性、氧化性都較差，使用時應(yīng)加入抗氧劑。但聚苯乙烯具有較優(yōu)的耐輻射性。2023/7/1911第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3、聚苯乙烯的加工性能聚苯乙烯是一種無定形的聚合物，沒有明顯的熔點(diǎn)，從開始熔融流動到分解的溫度范圍很寬，約在120~180℃之間，且熱穩(wěn)定性較好，因此，成型加工可在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行。

聚苯乙烯由于其成型溫度范圍寬且流動性、熱穩(wěn)定性好，所以可以用多種方法加工成型，如注射、擠出、發(fā)泡、吹塑、熱成型等。2023/7/1912第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）由于聚苯乙烯吸濕率很低，約為0.01~0.2%，因此加工前一般不需要干燥，如果需要制成透明度高的制品時，才需干燥。（2）聚苯乙烯在成型過程中，分子鏈易取向，但在制品冷卻定型時，取向的分子鏈尚未松弛完成，因此易使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，加工時除了選擇合適的工藝條件及合理的模具結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)對制品進(jìn)行熱處理，熱處理的條件一般為60~80℃下處理1~2h。聚苯乙烯的成型收縮率較低，一般為0.2~0.7%，有利于成型尺寸精度較高及尺寸穩(wěn)定的制品。2023/7/1913第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）聚苯乙烯的主要成型方法為注射、擠出和發(fā)泡。

注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法。可采用螺桿式注射機(jī)及柱塞式注射機(jī)。

擠出成型可采用普通的擠出機(jī)。擠出成型的產(chǎn)品有板材、管材、棒材、片材、薄膜等。

聚苯乙烯還可以通過發(fā)泡成型來制備包裝材料及絕熱保溫材料。2023/7/1914第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）高抗沖聚苯乙烯

高抗沖聚苯乙烯的英文縮寫為HIPS（highimpactpolystyrene）。高抗沖聚苯乙烯的組成為聚苯乙烯和橡膠。其制備方法有兩種，分別為機(jī)械共混法和接枝聚合法。2023/7/1915第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

機(jī)械共混法是把聚苯乙烯和橡膠按比例配好，在擠出機(jī)、捏合機(jī)或雙輥輥壓機(jī)中共混。橡膠主要為丁苯橡膠、順丁橡膠等。橡膠的用量一般為10~20%。2023/7/1916第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

接枝聚合法是把順丁橡膠或丁苯橡膠溶解在苯乙烯單體中進(jìn)行本體聚合或懸浮聚合。由接枝聚合法制備的高抗沖聚苯乙烯，其分子鏈?zhǔn)怯啥《⒈揭蚁﹥煞N單體相嵌形成的嵌段共聚物，但又含有苯乙烯側(cè)支鏈。由于共聚物中橡膠含量較少（一般為5~10%），因此分子鏈端以苯乙烯為主。2023/7/1917第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月聚苯醚：PPO2023/7/1918第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月加工：

高抗沖聚苯乙烯的加工性能良好，與ABS樹脂的成型性能相似，成型收縮率與ABS相近。

高抗沖聚苯乙烯的加工方法可以是注塑、擠出、熱成型、吹塑、泡沫成型等。2023/7/1919第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月性能及應(yīng)用：

高抗沖聚苯乙烯除了沖擊性能優(yōu)異外，還具有聚苯乙烯的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)，如尺寸穩(wěn)定性好、剛性好、易于加工、制品光澤度高、易著色等，但其拉伸強(qiáng)度、光穩(wěn)定性、氧滲透率較差。適于制造各種電器零件、設(shè)備罩殼、儀表零件、冰箱襯里、容器、食品包裝及一次性用具等。2023/7/1920第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）ABS樹脂

ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，英文名稱acrylonitrile-butadiene-styrene，簡稱ABS。ABS樹脂的結(jié)構(gòu)式為：

CH2CHCNCH2CH++CH2=CH-CH=CH2ABS2023/7/1921第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月ABS樹脂兼有三種組分的共同性能，成為具有“堅韌、質(zhì)硬、剛性”的材料。丙烯腈能使聚合物耐化學(xué)腐蝕，具有一定的表面強(qiáng)度，丁二烯使聚合物呈現(xiàn)橡膠狀韌性；苯乙烯使聚合物顯現(xiàn)熱塑性塑料的加工特性，即較好的流動性。

ABS樹脂較聚苯乙烯具有耐熱、抗沖擊強(qiáng)度高、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)藥品性及電性能良好等特點(diǎn)。2023/7/1922第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用：

ABS樹脂優(yōu)良的綜合性能使其制品的應(yīng)用范圍很寬廣。

如應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)中可作為結(jié)構(gòu)材料使用。可用來制造齒輪、軸承、泵葉輪、電機(jī)外殼、儀表盤、冰箱外殼、蓄電池槽等。在汽車工業(yè)中，可制作手柄、擋泥板、加熱器、燈罩、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等。在航空工業(yè)中，可用來制作機(jī)艙裝飾材料以及窗柜、隔聲材料等。此外，ABS還可用來制造紡織器材、計算機(jī)零部件、建筑用板材、管材以及生活日用品等。2023/7/1923第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月ABS2023/7/1924第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1、ABS的性能

ABS樹脂是無定形的高分子材料，外觀不透明，呈淺象牙色，無毒無味，相對密度為1.05左右。ABS樹脂具有很高的光澤度，與其他材料的結(jié)合性好，有益于表面印刷、涂層。ABS樹脂燃燒緩慢，氧指數(shù)約為20，離火后仍然繼續(xù)燃燒。

（1）力學(xué)性能（2）熱性能（3）電性能（4）耐化學(xué)藥品性（5）環(huán)境性能2023/7/1925第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）力學(xué)性能

ABS具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其突出特點(diǎn)是抗沖擊強(qiáng)度高、可在極低的溫度下使用，這主要是由于ABS中橡膠組分對外界沖擊能的吸收和對銀紋發(fā)展的抑制。

（2）熱性能

ABS樹脂的熱變形溫度在85~110℃，但最高連續(xù)使用溫度并不高（為60~80℃），ABS樹脂具有很好的耐寒性，在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性。2023/7/1926第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）電性能

ABS樹脂具有良好的電絕緣性，溫度、濕度和頻率的變化對ABS樹脂的電性能沒有顯著的影響，因此可在大多數(shù)環(huán)境下使用。

（4）耐化學(xué)藥品性

ABS樹脂具有較良好的耐化學(xué)試劑性，除了濃的氧化性酸之外，對各種酸、堿、鹽類都比較穩(wěn)定，與各種食品、藥物、香精油長期接觸也不會引起什麼變化。醇類、烴類對ABS樹脂無溶解作用，只能在長期接觸中使它慢慢溶脹，醛、酮、酯、氯代烴等極性溶劑可以使它溶解或與之形成乳濁液，冰醋酸、植物油可引起應(yīng)力開裂。2023/7/1927第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）環(huán)境性能

ABS樹脂分子鏈中的丁二烯部分含有雙鍵，使它的耐候性較差，在紫外線或熱的作用下易氧化降解。

解決辦法：加入酚類抗氧劑或炭黑可在一定程度上改善老化性能。2023/7/1928第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2、ABS樹脂的成型加工性

（1）加工特性

ABS樹脂是無定形結(jié)合物，無明顯熔點(diǎn)，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在160~190℃范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于285℃時才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。2023/7/1929第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）加工方法

ABS樹脂的加工性能優(yōu)良，可以用各種成型方法來加工。

注射成型是ABS樹脂最重要的成型方法?？刹捎寐輻U式注射機(jī)，也可采用柱塞式注塑機(jī)。擠出成型可選用通用型單螺桿擠出機(jī)。

ABS樹脂還可電鍍成型。ABS樹脂是少數(shù)幾種能采用電鍍工藝的塑料品種之一。用于電鍍的ABS樹脂是電鍍級ABS樹脂，其中含有丁二烯單體在18~23%之間，并采用接枝共聚法制備，這樣可使材料的電鍍層最為牢固。制品電鍍前要經(jīng)過消除應(yīng)力、除油、粗化、敏化、活化等工序，最后進(jìn)行化學(xué)鍍和電鍍。

2023/7/1930第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）、聚苯乙烯的新品種與研究進(jìn)展

間規(guī)聚苯乙烯改性的研究進(jìn)展

間規(guī)聚苯乙烯(Syndiotacticpolystyrene,sPS)是一種新型聚苯乙烯,它以苯乙烯為單體,單茂鈦化合物和聚甲基鋁氧烷(MAO)或硼氟化合物為催化劑,采用溶液聚合法或本體聚合法生產(chǎn)的。sPS具有高熔點(diǎn)、優(yōu)異的電絕緣性、著色性和加工流動性,良好的耐水性、耐光性、耐化學(xué)腐蝕性和剛性。但sPS的缺點(diǎn)也比較突出,主要表現(xiàn)在脆性、沖擊強(qiáng)度低以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低(約100℃)。為了進(jìn)一步擴(kuò)大sPS的使用范圍,對sPS進(jìn)行改性勢在必行。2023/7/1931第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

優(yōu)缺點(diǎn)：

間規(guī)聚苯乙烯(Syndiotacticpolystyrene,sPS)是一種新型的半結(jié)晶熱塑性工程塑料,其高熔點(diǎn)(270℃)和高結(jié)晶度賦予sPS優(yōu)良的耐熱、耐水、耐化學(xué)性、電絕緣性和尺寸穩(wěn)定性。間規(guī)聚苯乙烯可利用現(xiàn)有工程塑料成型設(shè)備進(jìn)行擠出、注模等成型加工。然而,sPS分子鏈剛性較大,導(dǎo)致材料較脆,抗彎、抗沖擊強(qiáng)度低,加工流變性較差,因而限制了其廣泛應(yīng)用。一般純的sPS主要用作膜材料、纖維等,而要作其他用途必須經(jīng)過改性。2023/7/1932第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月改性方法（1）共混改性A、用玻璃纖維改性sPSB、用彈性體改性sPS（2）共聚改性A、嵌段共聚B、接枝共聚及功能化（3）納米改性（4）其他方法2023/7/1933第33頁，課件