烷基化聚苯乙烯

烷基化聚苯乙烯即為聚苯乙烯發生傅克烷基化反應，用以聚苯乙烯增韌。

聚苯乙烯為通用塑膠的第三大品種，它具有透明、成型性好、剛性好、易染色、低吸濕性和價格低廉等優點，在包裝、電子、建築、汽車家電、儀表、日用品和玩具等行業已得到廣泛套用。但聚苯乙烯較脆，耐環境應力開裂及耐溶劑性能較差，熱變形溫度相對較低（70～98℃），衝擊強度也不高。因而在PS不顯著損失模量的前提下增加其韌性一直是PS改性的重要課題。

基本介紹

• 中文名：烷基化聚苯乙烯
• 實質：聚苯乙烯發生傅克烷基化反應
• 用途：聚苯乙烯增韌
• 目的：聚苯乙烯改性
• 學科：高分子化學

聚苯乙烯傅克烷基化

早在1988年，Peter就用反應擠出共混製備了PS/PE共混物，並研究了不同分子量的PE、PS及不同添加劑含量對共混物性能的影響。但他沒能就減小PS、PE內部交聯和鏈降解的問題提出解決辦法，並且用該法分布於兩相界面的引劑和偶聯劑少，界面接枝反應少。1991年Teh和Rudin將引發劑、偶聯劑溶於苯乙烯單體中，在PE、PS雙螺桿共混擠出時加入該苯乙烯單體，從而減小了PE的自身偶聯，增加了PS和PE間的接枝反應。Baker將RPS（口惡唑啉官能化PS）、CPE（氯化PE）、PE、PS同時加入雙螺桿擠出機中，結果表明該法所得共混物性能比用PS-g-PE增容的PS/PE性能更好。徐偉強等將RPS（口惡唑啉官能化PS）和MPE（馬來酸酐接枝PE）加入反應式擠出機進行熔融共混擠出，研究表明MPE/RPS反應共混體系的斷裂伸長率及拉伸強度比RPS/PE的大；據DMA分析結果，作者提出RPS/MPE反應性共混物具有部分交聯結構，反應共混使MPE的結晶度及熔點均降低。Yi-jun Sun等用Friedel-Crafts烷基化方法研究了反應擠出共混PS/PP和PS/PE體系。他們選用兩種螺桿和兩種共混方法（一步法、兩步法）進行研究。結果表明：低濃度的AlCl3/苯乙烯單體（催化劑）能有效增容PP/PS、PE/PS體系，並且力學性能尤其是斷裂伸長率顯著提高；因兩步法反應擠出能限制聚合物降解，故其比一步法效果好。

其他增韌方法

用工程塑膠增韌PS

（1）PS/PC

PC（聚碳酸酯）、PS均為透明塑膠，PC性能優異，抗蠕變性能好，使用溫度為-110℃～140℃，可見光透過率達90%以上，並且，PS、PC折光率相近，兩者共混，可取長補短，PS的熱穩定性、強度及韌性也可得到提高。PC和PS結構中都有苯環，用DSC分析PC/PS共混物表明，PC的玻璃化溫度降低，而PS的玻璃化溫度升高，即兩組分的Tg互相靠攏，說明PC與PS可部分相容。揣成智等也用DSC檢測Tg，研究表明PS/PC部分相容。Kunori.T[23]報導，部分相容的PC/PS受到外力作用時，因其相界面應力分布均勻連續，故衝擊和拉伸外力使共混物產生銀紋和剪下帶，從而使PC/PS共混物力學性能提高。將RPS與PC進行反應擠出共混，應力-應變試驗及動態力學分析（DMA）表明，RPS和PC發生了接枝反應。另外，RPS對PS/PC共混體系有較好的增容效果。PST-g-MAH（苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物）、SBS-g-MAH等增容劑也可用來增容PC/PS共混體系。聚乙烯接枝馬來酸鋅（PE-g-MAZn）離聚體對PC/PS體系增容作用也較顯著。

（2）PS/PA

尼龍是結晶性聚合物，抗拉強度高於金屬，抗壓強度與金屬接近。其抗沖強度比通用塑膠高得多，並且隨水分含量的增多抗沖強度提高，耐油、耐溶劑性能好、使用溫度為-40～100℃。因而，對提高PS的韌性非常有利。

Hai用磺化聚苯乙烯（HSPS）和磺化聚苯乙烯鋅鹽（ZNSPS）作為增容劑。用DMA、SEM、DSC和擺錘衝擊法研究了PS/PA1010共混體系的性能。結果表明，HSPS比ZNSPS的粘度小，在PA基體中凝聚作用小，因此，HSPS的增容效果比ZNSPS好；HSPS使PA基體結晶度下降，而ZNSPS則使PA的結晶度略有上升；當離聚體含量為PS基體的20 wt%時，共混物的衝擊強度達到最大值。

用彈性體增韌PS

袁紹彥，黃銳等研究了納米碳酸鈣和SBS與PS共混，結果表明納米碳酸鈣和SBS能協同增韌PS且共混物拉伸強度得到提高，其物理機械性能達到或超過HIPS的。

唐衛華，唐健，金日光研究了聚苯彈性體（PSE）通過與聚苯乙烯（PS）共混對PS力學性能的影響。結果表明PSE樹脂與PS可以相容，且這種相容性隨樹脂中苯乙烯質量分數的提高而增大。PSE與PS共混可以獲得力學性能優異的韌性材料。當PSE在共混合金中的質量分數較低時，PSE樹脂以小於微米的尺寸呈微區分散於PS中。PSE添加量達到40%時，PSE與PS形成了兩相連續分布的共混合金，這種合金既具有強度又具有韌性。PSE的增韌效果隨其苯乙烯質量分數的提高而增大，在苯乙烯質量分數為72%達到最大值。

夏新江用凝聚包覆法製備粒徑小於1mm的SBR-g-St粉末，並將其與PS共混。結果表明，SBR-g-St熔體流動速率為24.3，接枝率為28.1%，SBS-g-St中SBS與接枝St的質量比為65/35時共混物的無缺口衝擊強度可達48.5kJ/m²，是未增容PS的21.6倍；但其彎曲強度和拉伸強度有所下降。EPDM（三元乙丙橡膠）具有優良的耐候性、耐臭氧、抗氧化性、高耐熱性以及良好的拉伸性能，因而對提高PS的性能有較好的促進作用。