聚苯乙烯研究進展

張代波

摘要：聚苯乙烯是指由苯乙烯單體經自由基加聚反應合成的聚合物。它是一種無色透明的熱塑性塑料，具有高于100℃的玻璃轉化溫度，常被用來制作各種需要承受開水的溫度的一次性容器，以及一次性泡沫飯盒等。關于聚苯乙烯的研究主要在具有功能性的聚苯乙烯的改性研究；聚苯乙烯微觀結構的研究；以及聚苯乙烯回收利用。

關鍵詞：聚苯乙烯；高坑沖；阻燃；微觀結構

1.聚苯乙烯改性研究

冉崇文[1]等重點分析了中國聚苯乙烯的產量、市場及主要生產廠家，闡述了高光澤抗沖聚苯乙烯的研究及應用情況。通過對高光澤抗沖聚苯乙烯生產技術進行分析得出，兼具高光澤和高抗沖擊性能的聚苯乙烯的共同點為聚苯乙烯中的改性橡膠的分布為雙峰分布，雙峰分布中改性橡膠的大、小粒徑的分布范圍不同；實現改性橡膠雙峰分布的辦法通常為首先制備2種不同粒徑的橡膠接枝物，然后在反應的不同階段加入不同的改性橡膠種類。闡述了光澤度的測試原理及影響光澤度的主要因素。

于水軍[2]等研究了聚苯乙烯泡沫板在建筑節能中具有重要應用，其阻燃防火性能影響建筑火災安全。應用UL-94垂直燃燒性能測試方法研究無機包覆聚苯乙烯泡沫板在垂直狀態下的燃燒情況，結果表明包覆后的聚苯乙烯試樣的等級可達到V-1以上；應用煙密度儀和氣體分析儀研究無機包覆聚苯乙烯泡沫板燃燒煙氣產生規律。

熊燕[3]等綜述了聚苯乙烯保溫隔熱板阻燃性能及力學性能改進的研究進展。通過制備阻燃包覆劑包覆在珠粒表面，可以改善聚苯乙烯保溫隔熱板的防火阻燃性能；調整不同組分的比例以及添加增強短纖維或生物質，可以提高聚苯乙烯隔熱板的力學性能。采取以上措施，能夠提高建筑物外保溫系統的施工質量，有效預防火災并降低火災的危害。

康永[4]以聚苯乙烯為基體，膨脹石墨為填料，鄰苯二甲酸二辛酯為增塑劑，通過熔融共混法制備復合材料。并研究了復合材料的導電性能、力學性能和熔體流變性能與膨脹石墨含量的關系。主要結論如下：隨著膨脹石墨含量的增加，復合材料的體積電阻率逐漸減小。當膨脹石墨含量在5%-10%之間時，復合材料的導電性迅速變化。而復合材料的拉伸強度則隨之先減小后增大，當膨脹石墨含量為5%時，拉伸強度最小為4.52MPa。沖擊強度小增大后減小，當膨脹石墨含量為5%時，沖擊強度最大，為7.5 kJ/m2。

2.聚苯乙烯微觀結構研究

王崇娥[5]等研究發現聚苯乙烯微球（PS）掩模板技術具有操作簡單、成本低廉、制備面積大、可精確控制周期結構參數等優點，廣泛應用于光子晶體、超材料、超表面等納米量級二維陣列的結構器件。采用了一項新興的技術利用聚苯乙烯微球制備硅納米線結構。主要研究了基于自組裝技術在不同實驗參數的情況下，對聚苯乙烯微球掩模板規整度的影響。結果表明，采用鋪展劑水與乙醇1∶2的配比、表面活性劑4wt%的濃度、靜置平衡2分鐘后再提拉、用塑料滴管滴加納米球懸濁液可以制備出大面積規整排列的單層聚苯乙烯微球掩模板，進而得到了規整的硅納米線結構。

劉文元[6]以交聯聚苯乙烯（CLPS）為單體，二乙烯基苯為交聯劑，采用超聲攪拌的方式將不同含量的有機蒙脫土納米片（oMMT）均勻分散于苯乙烯中，通過偶氮二異丁腈引發自由基聚合反應，最終得到oMMT/CLPS復合材料。采用小角X射線衍射儀、掃描電鏡與透射電鏡等對納米片層的分散效果進行了表征，并采用短脈沖高壓測試平臺研究了復合材料的真空沿面閃絡性能。結果表明：納米片層均勻分散在復合材料中，其真空沿面閃絡性能較純交聯聚苯乙烯得到了明顯提升。

王瑩瑩[7]等以陽離子聚苯乙烯微球（PS）為核，氧化石墨烯（GO）和PS之間通過靜電和π-π作用力進行靜電自組裝，制備得到聚苯乙烯/氧化石墨烯核殼微球（PS/GO），然后采用氫碘酸（HI）進行還原得到聚苯乙烯/還原氧化石墨烯核殼微球（PS/rGO），采用XRD、SEM、TEM對PS/GO和PS/rGO進行了結構表征。探究了自組裝過程條件，例如分散形式（攪拌或超聲）、反應時間、GO質量濃度對核殼微球形貌的影響。對不同殼層還原氧化石墨烯（rGO）厚度的PS/rGO復合材料進行了導電性能和熱穩定性測試，結果表明，改變殼層rGO的含量，會直接影響復合材料的導電和熱性能。

3.聚苯乙烯回收利用

白巧利[8]針對廢棄聚苯乙烯泡沫在化學建材上使用的優勢、實例及問題進行了探討，并對其未來的發展做了分析。目的是為了更好的認清這一行業發展的前景和方向，使廢棄物的利用達到更高的環保效益和經濟效益，以促進社會經濟的發展和進步。

吳軍[9]以廢舊聚苯乙烯泡沫塑料為原料，加入丙烯酸丁酯、有機硅單體、水、乳化劑和其他助劑，制備有機硅聚苯乙烯丙烯酸酯乳液防水膠。研究了產物膠膜吸水性、膠膜拉伸強度、斷裂伸長率、低溫柔性等主要性能，探索了產物與水泥和細砂集料混合均勻后形成的有機無機復合高分子防水膠對常見建筑材料的粘接性能。結果表明，所形成的彈性膠膜吸水性、防水性、耐老化性等主要技術指標達到相關技術標準。

張偉明[10]將可回收的生物質（花生殼纖維、秸稈纖維、蘆葦纖維）與廢棄聚苯乙烯（PS）熔融共混，制備了廢棄PS/生物質復合材料。通過力學性能、加工流動性能分析，優化了生物質纖維種類和用量。比較了彈性體氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和三元乙丙橡膠對廢棄PS/生物質復合材料力學性能的影響。結果表明，選擇蘆葦纖維，蘆葦與聚苯乙烯質量比為30∶50時，復合材料的力學性能比添加其他兩種纖維的復合材料更好。

結論

聚苯乙烯的研究方向在通過聚苯乙烯改性來提高其光澤，光澤和阻燃性能，以及通過微觀結構的研究來賦予聚苯乙烯更多的功能。聚苯乙烯的大量應用，關于聚苯乙烯的回收利用，也是熱門的技術。

參考文獻：

[1]冉崇文，朱軍，張璐，張冰.抗沖聚苯乙烯生產技術及測試方法研究綜述[J].中國塑料，2018，32（04）：6-11.

[2]于水軍，陳亮，魏月貝.無機包覆聚苯乙烯泡沫板煙氣產生規律研究[J].安全與環境學報，2018，18（02）：523-526.

[3]熊燕，衛星.聚苯乙烯隔熱保溫板在建筑外墻的應用[J].合成樹脂及塑料，2018，35（03）：87-89.

[4]康永.聚苯乙烯/膨脹石墨導電復合材料性能研究[J].橡塑技術與裝備，2018，44（11）：6-12.

[5]王崇娥，陳童，等.利用聚苯乙烯微球制備規整的Si納米線結構的研究[J].長春理工大學學報（自然科學版），2018，41（01）：79-84.

[6]劉文元，霍艷坤，趙小什，等.有機蒙脫土/交聯聚苯乙烯納米復合材料的制備及其沿面閃絡性能的研究[J/OL].絕緣材料，2018（07）：31-35].

[7]王瑩瑩，王斌，黃月文，謝海寧.聚苯乙烯/還原氧化石墨烯核殼微球的制備及表征[J].精細化工，2018，35（02）：181-186.

[8]白巧利.廢棄聚苯乙烯泡沫在化學建材上使用研究[J].江西建材，2018（02）：9-10.

[9]吳軍，肖海宏，黎明，等.用廢聚苯乙烯制備有機硅聚苯乙烯丙烯酸酯乳液建筑防水膠[J].粘接，2018，39（06）：25-28.

[10]張偉明，夏英，張馨月，李智佳，叢世杰.彈性體對廢棄聚苯乙烯/生物質復合材料性能的影響[J].大連工業大學學報，2018，37（02）：123-126.