SBS對共混物PS/PE的性能影響研究

涂巨鵬　王丹丹　陳希朋　李陽陽　單天嬌　周俊

摘? ?要：向PS/PE共混體系中加入SBS作相溶劑，用擠出機共混擠出得到不同SBS含量的共混物，再測試拉伸、沖擊性能，探討SBS對共混物PS/PE的性能影響。實驗結果顯示：隨著SBS含量逐漸升高，共混物的拉伸強度逐漸變弱，沖擊強度逐漸增強。由此得知：SBS可以有效提高共混物的韌性和沖擊強度，但降低了材料強度。當PS/PE共混物中的SBS含量為5%時，共混體系的綜合性能最佳。

關鍵詞：SBS;聚乙烯;聚苯乙烯;共混改性

聚合物共混在實用性方面有著廣泛優勢。在高中分子材料的生產加工領域，共混改性在塑料以及橡膠制造生產中仍是一種廣泛應用的技術。其中在橡膠領域內，尤其是在橡膠與塑料進行共混的兩種體系以及熱塑彈性體[1-3]的生產中，共混改性技術得到了廣泛應用;在塑料領域，生活中常見的大多數種類的塑料，生產工藝也離不開共混改性技術。

SBS被稱為“第三代合成橡膠”，既具有塑料的易成型加工性和高強度性的特點，又具有橡膠的彈性高的特點，還有較好的抗低溫性、耐濕滑性以及透氣性等特性，是應用最廣泛的熱塑性彈性體。由于主鏈中存在雙鍵，SBS的耐老化性能較差。SBS的加工生產由于具有低能耗、染色性好和無需硫化等優點，工藝簡單，加工成型方便，同時加工生產產生的剩余料也能夠被回收再利用。由于SBS自身優異的機械性能，它的應用范圍不斷擴展，是各相關行業備受青睞的材料[4]。

在聚合物改性方面，SBS可與PE、PP、PS等通過共混的方式，來改良它們的低溫性能和抗沖擊性能[5]。

本課題將SBS與PS、PE 3種物料進行多種不同比例的共混，研究不同SBS含量對PS/PE共混物物理性能的影響，從而找出3種材料共混改性的最佳配比。

1? ? 實驗部分

1.1? 儀器與試劑

實驗中主要用到的儀器設備及其規格如表1所示。

1.2? 實驗步驟

本實驗中每組所稱取的3種物料的總質量為400g，其中m（PS）∶m（PE）=1∶1。用雙螺桿擠出機進行共混得到0%、5%、10%、15%、20%各不同比例的共混物。用注塑機制備5組共混試驗樣條，每組至少5個樣條。分別對共混物樣條進行拉伸和沖擊性能的測試。

2? ? 結果與討論

如表2所示，分別是SBS質量分數為0%、5%、10%、15%、20%時的PS/PE共混物的沖擊實驗數據，再由式1計算出不同物料配比樣條的沖擊強度。

式中：an為試樣吸收的沖擊能 ，J;σ為沖擊強度，KJ/m2;b為試樣寬度，mm;t為缺口試樣剩余厚度，mm，本實驗中為10 mm。

根據表2中的數據，繪制沖擊強度與SBS質量分數關系曲線圖，如圖1所示。

圖1是一張逐漸上升的走勢圖。共混物的沖擊強度與SBS含量表現出正相關的關系，因為SBS是彈性體，一開始向共混物中加入少量SBS可以顯著提高共混物的沖擊強度。由于SBS本身的韌性要比PE好，不斷增加SBS，共混物的沖擊強度也隨之繼續得到強化。

如表3所示，分別是SBS質量分數為0%、5%、10%、15%、20%時的PS/PE共混物的拉伸強度，見圖2。

圖2中，共混物拉伸強度與SBS質量分數表現出先升后降的走勢關系。隨著SBS的開始加入，PS與PE的相容性得到改善，逐漸共混均勻，剛性差的PE得到剛性好的PS的彌補，使得共混物整體的剛性得到強化。當SBS的質量分數達到5% 左右時，共混物的拉伸強度上升到最大值。但當SBS繼續加入，共混物的拉伸強度反而逐漸下降，這可能是因為SBS本身的硬性和剛性都比PS低，SBS的不斷加入造成其他組分的含量減少，導致共混物整體的抗拉伸性能變弱，表現為拉伸強度下降。

[參考文獻]

[1]綦明正.聚合物共混改性混煉擠出設備的探討[J].特種橡膠制品，2003（3）： 53-56.

[2]吳培熙，張留城.聚合物共混改性[M].北京：中國輕工業出版社，1998.

[3]鄧本誠，李俊山.橡膠塑料共混改性[M].北京：中國石化出版社，1996.

[4]劉俊華，鐘明強.聚苯乙烯共混改性研究進展[J].功能高分子學報，1999（3）：345-349.

[5]李玉芳.用途廣泛的SBS[J].中國石油和化工，2002（12）：55-57.