一、聚苯乙烯简介
聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene，简称PS。
聚 苯乙烯于1930年首先在德国 工业化生产，接着1937年美国也开始商业生产，真正的发展是第二次世界大战以后，即1946年以后。当前，聚苯乙烯在世界热塑性树脂中，产量名列第四， 居聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯之后。目前世界上苯乙烯系列的树脂品种已有30～40种，牌号近100种，品级400余种，产量1100万吨/年以上，而PS 占65%左右。
由于聚苯乙烯的生产工艺简单，原料来源丰富，目前世界大部分国家和地区均有生产。我国的聚苯乙烯主要有中石化、中国石油和中海石油系统的各子公司引进国外公司的生产装置和工艺进行生产，还有国外的主要生产厂商在中国的合资或独资企业生产，主要供国内市场。
二、聚苯乙烯的结构
聚苯乙烯的分子结构如下图：
普通聚苯乙烯因苯环在分子链上的排列为无序结构，导致聚苯乙烯为无定形聚合物，具有很高的透明度。聚苯乙烯的侧基为体积大的苯环，分子结构不对称，大分子链运动困难，所以举报呢乙烯呈现刚且脆的性质，制品易产生内应力。因透明度高，制品的内应力可用偏振光检查。
聚苯乙烯的大分子主链为饱和的烃类聚合物，具有良好的电绝缘性，又因吸湿小，可用于潮湿环境使用。由于苯基的存在，主链上ａ氢原子活化，易被空气中的氧所氧化，制品室外长期使用变黄发脆。但同时苯基的存在又赋予其较高的耐辐射性能，在106Gy辐射剂量下，性能变化很小。
三、聚苯乙烯的制法
单 体：苯乙烯单体原 料是苯和乙烯，苯过去从煤中制得，现在是从石油中得到。乙烯是石油化学工业的重要中间产品。苯乙烯单体是从苯和乙烯开始，首先把无水氯化铝做催化剂加入苯 中通入乙烯气，制造乙基苯，接着用氧化铁、氧化铬、氧化钙、氧化钾等混合催化剂在600℃左右脱氢就得到特殊气味刺激性芳香的苯乙烯单体。
聚合：苯乙烯单体由热、光、催化剂容易聚合得到无色透明树脂，所以市售苯乙烯单体一般添加了微量的对叔丁基邻苯二酚阻聚剂，要在冷暗处保存，在储运过程中也要十分注意。聚合反应，作为自由基引发剂的主要是有机过氧化物。聚合方法和其他乙烯类化合物一样：
①单体中加入可溶性催化剂，加热聚合的本体聚合法；
②把单体在适当的不活性溶剂中溶解，加入可溶催化剂在溶液中进行溶液聚合；
③在含水溶性催化剂和乳化剂的水中，使单体处于乳化状态进行聚合的乳液聚合法。
四、聚苯乙烯的种类
聚苯乙烯主要包括普通聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）、发泡聚苯乙烯（EPS）及间规聚苯乙烯（SPS）等种类。
1.普通聚苯乙烯（GPPS）
普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高.刚度大.玻璃化温度高.性脆等。
普通聚苯乙烯树脂为无毒.无臭.无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料.其制品具有极高的透明度，透光率可达90%以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。
2.高抗冲聚苯乙烯（HIPS）
高 抗冲聚苯乙烯为苯 乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。在苯乙烯聚合体系中中加入聚丁二烯，使苯乙烯在聚丁二烯主链上接枝聚合。聚 苯乙烯和聚丁二烯是不相容的，因此苯乙烯和丁二烯链段分别聚集，产生相分离。这些聚丁二烯相区可以吸收冲击能，从而提高了聚苯乙烯的冲击强度，这就是高抗 冲聚苯乙烯(high-impact polystyrene，HIPS)。
3.发泡聚苯乙烯（EPS）
可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品。
4.间规聚苯乙烯（SPS）
通 过茂金属催化聚合 可以得到一种新型聚苯乙烯，即间规聚苯乙烯 (syndiotactic)。间规聚苯乙烯（SPS）为间同结构，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。间规聚苯乙烯上的苯环交替地连 接在主链的两侧，而普通聚苯乙烯的苯环是无规地连接在主链两侧。间规聚苯乙烯(syndiotactic)是结晶高分子，熔点达到270℃。
五、聚苯乙烯的性能
PS一般为头尾结构，主链为饱和碳链，侧基为共轭苯环，使分子结构不规整，增大了分子的刚性，使PS成为非结晶性的线型聚合物。由于苯环存在，PS具有较高的Tg（80～82℃），所以在室温下是透明而坚硬的，由于分子链的刚性，易引起应力开裂。
聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于F-4、PPO。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。
聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。
热性能：最高工作温度为60～80℃。当加热至Tg以上，PS转变为高弹态，且保持这种状态在较宽的范围内，这就使其热成型提供方便。PS的热变形温度为70～80℃，脆化温度为-30℃，PS在高真空和330～380℃下剧烈降解。
机械性能：PS的分子量过高，加工困难，所以通常聚苯乙烯的分子量为5～20万。PS的机械性能，随温度升高，刚性（弹性模量、抗拉强度、冲击强度等下降，而断裂伸长率较大。
PS的透明性好，透光率达88～92%，仅次于丙烯酸类聚合物，折射率为1.59～1.60。故可用作光学零件，但它受阳光作用后，易出现发黄和混浊。
PS有主要缺点是性脆和耐热性低，可以对PS进行改性，如橡胶改性的高抗冲PS（HIPS）、MMA-丁二烯-苯乙烯（MBS）、ABS等，在工业上应用最广泛的是ABS塑料。
1．GPPS特性
普 通聚苯乙烯 （GPPS）树脂为无色、无臭、无味而有光泽的、透明的颗粒，燃烧时发浓烟并带有松节油气味，吹熄可拉出长丝，制品质硬似玻璃状，落地或敲打会有金属般的 响声（因此有人又把GPPS叫做响胶）；能断不能弯，断口处呈蚌壳色的银光。聚苯乙烯的吸水率0.05%，稍大于聚乙烯，对制品强度、尺寸稳定性影响不 大。GPPS质轻、价廉、吸水性低、着色性好、尺寸稳定性、电性能好、制品透明、加工容易。
GPPS可溶于芳香 烃、氯代烃、脂肪族酮和酯但在丙酮中只能溶胀。可耐某些矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇及其水溶液的作用。吸水率低，在潮湿环境中仍能保持其力学性能和尺 寸稳定性。电性能优异，体积电阻和表面电阻都很高，且不受温度、湿度变化的影响，也不受电晕放电的影响。耐辐射性能也很好。
GPPS主要缺点是质脆易裂、冲击强度低，耐热性较差，不能耐沸水，只能在较低温度和较低负荷下使用。耐日光性差，易燃。燃烧时发黑，且有特殊臭味。
2．HIPS特性
HIPS乳白色不透明珠粒，具有较高的冲击强度和韧性，可任意着色，成型加工性、抗化学腐蚀性、电性能也好，经橡胶改性了聚苯乙烯，虽然冲击强度和韧性有很大的提高，但拉伸强度、弯曲、硬度、耐光和热稳定性比均聚物有所下降。
抗冲击级聚苯乙烯由于含有橡胶成分，其冲击强度比GPPS高5～10倍，使聚苯乙烯的应用范围扩大了，目前已部分代替了价贵的ABS材料。
六、成型加工
聚 苯乙烯流动性好， 加工性能好，易着色，尺寸稳定性好。可用注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件。特别适用于注塑成型，注 塑成型时物料一般可不经过干燥直接使用。但为了提高制品质量，可在55℃～70℃鼓风烘箱内预干燥1～2h。具体加工条件大致为：料筒温度200℃左右， 模具温度60～80℃，注塑温度170℃至220℃，注塑压力比为1.6～4.0。成型后的制品应在红外线灯或鼓风烘箱内，于70℃恒温处理2～4h。
七、用途
通 用级聚苯乙烯，可 用于日用品、电气、仪表外壳、玩具、灯具、家用电器、文具、化妆品容器、室内外装饰品、果盘、光学零件（如三棱镜、透镜）透镜窗镜和模塑、车灯、电讯配 件，电频电容器薄膜，高频绝缘材料、电视机等集装箱、波导管，化工容器等。悬浮聚合树脂可制成不同密度的泡沫塑料，用作绝热、隔音、防震、漂浮、包装材 料，软木代用品，预发泡体可作水过滤介质及制备轻质混凝土，低发泡塑料可制成合成木材做家具等。
高抗冲击级聚苯乙烯（HIPS）可注塑或挤塑成各种制品，适合家电产品外壳，电器用品、仪器仪表配件、冰箱内衬、板材、电视机、收录机、电话机壳体、文教用品、玩具、包装容器、日用品、家具、餐具、托盘、餐具、结构泡沫制品等。
引用出處：
http://www.glp123.com/wangzhai009.html
http://www.glp123.com/wangzhai00902.html
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