聚苯乙烯（PS）的改性目前已有很多方法，但改性產(chǎn)品的綜合性能，改性機理，都有待于進一步提高。

因為，改性產(chǎn)品的抗沖擊性能、耐熱性能、耐化學性能與加工性能也需要滿足更高的要求，以實現(xiàn)PS改性產(chǎn)品更廣泛的應(yīng)用。

聚苯乙烯（PS）介紹

聚苯乙烯是由苯乙烯單體通過自由基聚合而成的，英文名稱為polystyrene，簡稱PS，是一種應(yīng)用廣泛性僅次于聚烯烴和PVC 的熱塑性材料。

性能：

● PS原料為無毒、無色透明粒狀物，易燃，燃燒時軟化、起泡，有黑煙，并伴有苯乙烯單體的甜香味。

● PS較脆，耐環(huán)境應(yīng)力開裂及耐溶劑性能較差，熱變形溫度相對較低(70~98℃)，沖擊強度也不高。因而，獲得綜合性能優(yōu)良的PS 合金材料就成為當前人們關(guān)注的一個重要課題。

聚苯乙烯的共混改性

共混改性：就是把兩種或兩種以上的聚合物材料、無機材料及助劑，經(jīng)過機械攪拌，最后獲得力學均勻、熱性能、光性能得到改善的材料。

共混特點：共混改性方法投資小、生產(chǎn)周期短，因而成為PS改性的熱點，不僅是聚合物改性的重要手段，也是開發(fā)新材料的重要途徑。

? ? ? PS/PE

聚乙烯（PE）具有優(yōu)良的柔性和抗沖擊性能，因而有利于提高PS的韌性。但PS和PE是兩種不相容的高聚物，共混改性時，需加入適當?shù)南嗳輨S與PE共混有兩種手段可以實現(xiàn)，即反應(yīng)性共混和非反應(yīng)性共混。

在反應(yīng)性共混的研究中，將增強PS（RPS）、羥基化PE（CPE）、PE和PS同時加入雙螺桿擠出機中熔融共混擠出得到共混改性PS。

? ? ? PS/PP

聚丙烯（PP）拉伸強度和表面硬度均高于PS，耐熱性能也較好，因而將其與PS共混可提高PS的熱性能。

但PP與PS不相容，故需加入增容劑。常用表面處理后的硅填充PS/PP體系能增加聚合物界面間的粘合力，提高PS/PP體系的拉伸強度。馬來酸酐官能化聚丙烯（RPS-MPP）對PS/PP也有較好的反應(yīng)增容效果。

? ? ? PS/PC

聚碳酸酯（PC）性能優(yōu)異，抗蠕變性能好，可見光透過率可達90%以上，與PS折光率相近，且可與PS共混，使PS的熱穩(wěn)定性、強度和韌性都有所提高。

部分相容的PS/PC受外力作用時，因其相界面應(yīng)力分布均勻連續(xù)，故沖擊和拉伸外力使共混物產(chǎn)生銀紋和剪切帶，從而提高了PS/PC共混物的力學性能。

聚苯乙烯的應(yīng)用實例

聚苯乙烯的共聚改性

共聚是對PS進行改性的重要方法之一，通過單體苯乙烯與第二單體共聚的方法引入柔性基團，從而達到既保持PS原有優(yōu)良性能，又提高韌性、改善加工性能的目的。主要有嵌段共聚和接枝共聚兩種方法。

? ? ? 嵌段共聚

PS與其他聚烯烴的共混相容性較低，但兩者共聚則可得到兼具剛性和韌性的產(chǎn)物。第二單體一般為α-烯烴。用茂金屬催化劑催化苯乙烯與第二單體共聚，既保持了PS的剛性，又增強了其柔性。

? ? ? 接枝共聚

用茂金屬催化劑通過接枝共聚合成了苯乙烯與其含硼衍生物的共聚物，并對產(chǎn)物的硼基團進行了氧化和氫氧化。

通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)，合成了一系列PS接枝共聚物，實現(xiàn)了聚苯乙烯的功能，且可以通過控制溴化程度與加入單體量來控制接枝密度和接枝鏈的長度。

通過原位鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在合適的反應(yīng)條件和催化體系中，合成了末端含極性基團的PS接枝共聚物，可以實現(xiàn)PS的功能化。

聚苯乙烯無機納米粒子改性

無機納米粒子由于具有獨特的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等特性，其性能與一般的粉體和塊狀材料有顯著的區(qū)別。

將無機納米材料與PS在一定工藝條件下復合，可大幅度提高聚合物材料的強度、韌性、耐熱性能、耐摩擦性能等。PS/無機納米粒子復合材料的制備方法較多，主要有以下幾種。

聚苯乙烯復合板材

? ? ? 熔融共混法

將改性納米粒子加入熔融樹脂中，共混后成型即得共混產(chǎn)物。因為納米粒子容易發(fā)生團聚，粒子在體系中難以均勻分散，因此該方法的關(guān)鍵是在共混前要對納米粒子進行表面處理。

采用機械共混法制備了PS/納米粒子復合材料，能顯著改善復合材料的拉伸強度和缺口沖擊強度，提高熱流動性。

? ? ? 溶液共混法

溶液共混法：把基體樹脂溶于適當?shù)娜軇┲校尤爰{米粒子，充分攪拌使納米粒子分散混合均勻后，除去溶劑得到共混產(chǎn)物。

將酸氧化處理的多壁碳納米管MWNTs浸潤于四氫呋喃溶液中，然后將PS溶于該溶液，超聲波處理3 h，制得PS/多壁碳納米管復合導電材料，該共混方法可提高材料的儲能模量和導電性能。

? ? ? 原位聚合法

原位聚合法：指將經(jīng)過表面處理的納米粒子加入到單體中，混合均勻，然后在適當條件下引發(fā)單體聚合，從而制得PS/納米復合材料。

利用原位法制備了PS/蛭石納米復合材料，相對PS，復合產(chǎn)物的分解溫度得到明顯提高。