聚苯乙烯(ps)的共混改性.ppt

一、聚苯乙烯的介绍一、聚苯乙烯的介绍聚苯乙烯是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的，英文名称为polystyrene，简称PS，是一种应用广泛性仅次于聚烯烃和PVC 的热塑性材料。二、聚苯乙烯的性能 PS原料为无毒、无色透明粒状物，易燃，燃烧时软化、起泡，有黑烟，并伴有苯乙烯单体的甜香味。PS 较脆，耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差，热变形温度相对较低（7098），冲击强度也不高。因而，获得综合性能优良的PS 合金材料就成为当前人们关注的一个重要课题三、什么叫共混改性三、什么叫共混改性所谓共混改性是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成一种宏观上均匀，而且力学、热学、光学及其他性能得到改善的新材料的过程。聚合物的共混不仅是聚合物改性的一种重要手段，更是开发具有崭新性能新型材料的重要途径。四、四、PE/PS 共混体系（1）非反应性共混PE 相对分子量增大不会影响共混物拉伸强度而能提高其抗冲击强度；而PS 相对分子量增大，共混体系的冲击强度增加，但韧性下降。Tjong 研究了PS/PE/SEBS（SEBS 是增容剂）体系，发现PE 相HDPE/PS/SEBS 体系抗冲击强度超过纯HDPE，说明HDPE 可与PS、SEBS 共混而增加其抗冲强度。4.1 接枝共聚物增容作用PS/PE 由如图1知随着共混物中HDPE含量的增加其拉伸强度Ts下降；图2表明随着共混物中PS含量的增加其冲击强度Is下降;在HDPE/PS共混物中加入10%GR-相容剂其力学性能均有一定的提高。由图3可知，在HDPE/PS共混物不加相容剂GR-时PS组分的Tg峰在105左右，加入相容剂后，此峰变得非常平坦几乎消失。另外，加入相容剂后，共混物HDPE组分的结晶熔融温度Tm向高温方向移动。这些说明了加入此相容剂后共混物的相容性有一定改善 嵌段共聚物增容PS/PE系统的研究了嵌段共聚物诸因素对增容效果的影响。得出简单构造的共聚物比复杂构造的具有更好的增容效果，即嵌段共聚物的增容效果按下列顺序递减：二嵌段三嵌段星型四臂嵌段。使用分子量高的相容剂在增加共混物韧性方面，包括断裂伸长和抗冲强度方面，比分子量低的有利。（2）反应性共混Teh 和Rudin 将引发剂、偶联剂溶于苯乙烯单体中，在PE、PS 双螺杆共混挤出时加入该苯乙烯单体，从而减小了PE 的自身偶联，增加了PS 和PE 间的接枝反应。Baker 将RPS、CPE（羟基化PE）、PE、PS 同时加入双螺杆挤出机中，结果表明该法所得共混物性能比用PS-g-PE 增容的PS/PE 性能更好。4.2 PS/PE共混体系的反应增容对于聚乙烯(PE)与聚苯乙烯(PS)体系，早期大多采用添加接枝物或嵌段共聚物作为相容剂12，但这种增容方法的一个明显的缺点在于增容剂需要首先合成，而且造价昂贵，因此，难以实现工业化生产。反应增容则是对PS/PE体系的又一种增容方法，被认为具有价廉、应用方便等优点，但也存在PE，PS需官能化及相内自交联等缺陷。Baker将RPS(侧基有过氧化键的PS)、CPE（羧基化PE）、PE、PS同时加入双螺杆挤出机中，所制得的共混物性能比用PS-g-PE增容的PS/PE性能优异。徐伟强等将RPS和MPE(马来酸酐接枝PE)加入反应式挤出机进行熔融共混挤出，研究表明MPE/RPS反应共混体系的断裂伸长率及拉伸强度比RPS/PE的大。4.3 PS/PP 共混体系 由于PS 与PP 不相容，表面张力大。PP/PS 共混物通常是具有不同形态的多相体系，呈现粗糙的相形态，界面黏结差，导致力学性能差。通过加入合适的增容剂如嵌段或接枝共聚物可以改善共混物中组分间的相互作用，影响共混物的相形态 有效的增容剂分布在组分的界面，通过降低界面张力来改善界面黏合力和提高分散相的分散性与抗团聚的能力，促进应力在两相界面的有效传递，防止在相间缺陷部位的断裂，并改善共混物的物理与力学性能。4.4 PS/PC 共混体系 PC 和PS 结构中都有苯环，用DSC 分析PC/PS 共混物表明，PC 的玻璃化温度降低，而PS 的玻璃化温度升高，即两组分的Tg 互相靠拢，说明PC 与PS 可部分相容。将RPS 与PC 进行反应挤出共混，应力-应变试验及动态力学分析（DMA）表明，RPS和PC 发生了接枝反应。另外，RPS 对PS/PC 共混体系有较好的增容效果。PS-g-MAH（苯乙烯接枝马来酸酐共聚物）、SBS-g-MAH 等增容剂也可用来增容PC/PS 共混体系。聚乙烯接枝马来酸锌（PE-g-MAZn）离聚体对PC/PS 体系增容作用也较显著 4.5 PS/PMMA 共混体系 PMMA 是透明性和耐候性均较好的塑料。PS 与之共混可望提高其耐热性而不影响体系的透明性。据文献报道，将St/MMA（苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯无规共聚物）、PS-g-MMA和P（St-b-MMA）（苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物）相比，P（St-b-MMA）对PS/PMMA体系有最好的增容效果。五、应用现状 PS 是一种不可降解塑料，使用后在环境中长期积累，会造成环境的污染，这点也限制了PS 的应用范围。但对PS 进行改性后，不仅改善了PS 的性能，而且扩大了PS 的应用领域，例如，农用薄膜、包装材料、涂料、农药缓释剂和药物缓释材料等方面 5.1 包装材料 淀粉接枝PS 加工成膜材料、包装材料等，外观、降解和实用性理想；含淀粉2030（质量分数）的St-g-PS 制成瓶强度与通用PS 塑料类似。St-g-PS 与PS 共混型一次性快餐用具、包装盒及防震填料等，气密性和机械强度高，成本低，户外直晒降解快，土埋降解亦佳。5.2 防水涂料 用丙烯酸接枝改性废聚苯乙烯（PS）泡沫塑料，与石油沥青共混，制得水乳型防水涂料，用作建筑物屋顶防水材料。实验结果表明，丙烯酸可增大乳化效果，比单纯PS 改性材料柔韧性要好，也可改善涂料的附着性能与成膜性能，涂料的性能指标达到防水涂料的要求 5.3 胶粘剂 聚苯乙烯（PS）的分子结构中含有苯环，刚性大而柔性小，在极性物质表面粘接力很弱。用聚苯乙烯直接制得的胶粘剂强度不够且胶层又脆又硬，需加入改性剂进行改性处理，在聚苯乙烯大分子链上引入极性基团（如异氰酸酯中的-NCO 基），从而相互交联形成酯类聚合物，使其对极性表面有良好的粘接力。结果证明，用异氰酸酯对聚苯乙烯泡沫塑料进行化学改性制备的胶粘剂具有较好的粘接性能 5.4 医药 苯乙烯-马来酸酐共聚物、肝素同系物等具有协同抗肿瘤活性，与常规的小分子抗肿瘤药物配伍使用能够使复合药物的抗肿瘤活性增强。综述综述：改性后的PS 性能优异，用途广泛，尤其是淀粉与PS 接枝物可生物降解，利于环境保护，开发应用前景广阔。近几年来，新的缓释剂品种不断问世，用于控制释放技术的高分子化合物也日益广泛，特别是天然高分子材料以其价廉易得更加受到青睐。但是对于以PS/淀粉为载体的缓释剂的研究还处于不完善阶段，日后这种以改性聚合物为载体的可降解性农药的研究必将成为热点问题