聚苯乙烯

[拼音]：jubenyixi

[外文]：polystyrene

苯乙烯的聚合物。英文缩写为PS。由于聚苯乙烯的原料易得，性能好，成本低，所以发展较快。其产量在塑料中居第三位。

简史

早在1837年人们就相继发现苯乙烯放置时有“固化”(即自聚)现象。1845年人们开始有意识地将它加热聚合。1911年出现第一项合成聚苯乙烯专利。1935年德国法本公司实现了聚苯乙烯的生产工业化。

结构

聚苯乙烯的结构式如。通常为无规聚合物。H.施陶丁格认为它是线型长链结构。由于分子链中含有叔碳(不对称碳)原子，所以它还可有两种立体异构体存在，即全同和间同立构聚苯乙烯。目前实验室中已制得全同立构聚苯乙烯。

性质

聚苯乙烯的数均分子量通常为 5～30万。非晶态聚苯乙烯的密度为1.04～1.065克／厘米3，玻璃化温度为80～90℃;结晶聚合物的密度为1.11～1.12克/厘米3，熔融温度为240℃。电阻率为1020～1022欧·厘米，导热系数0℃时为0.105瓦／（米·开），100℃时为0.128瓦／（米·开）。由此可见，聚苯乙烯具有优良的绝热、绝缘性能。此外，它还具有卓越的透明性。其最大的缺点是低温易脆裂，长期使用温度为0～70℃，但可用橡胶改性，以提高其冲击强度（见表），称为高抗冲聚苯乙烯HIPS。

聚合

苯乙烯单体活性高，可按自由基型、负离子型、正离子型及配位负离子型机理进行聚合。这在烯烃类单体中是不多见的。目前，苯乙烯广泛采用自由基聚合进行生产。聚合的方法有：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合等。苯乙烯自由基热聚合有以下特点：

（1）当无氧热聚合时，重现性颇好。

（2）单体浓度的反应级数为 2.5，即Rp＝k[M]2·5（式中R为聚合速率，k为常数，[M]为单体浓度）。

（3）当聚合温度低于100℃时，在很宽的转化率范围内，均可得到高分子量的聚合物。

（4）苯乙烯容易自聚。在贮运中必须加入阻聚剂如苯醌、对叔丁基邻苯二酚等。

为了改进操作和传热状况，近年来常采用串联塔式溶液聚合法进行生产。其特点是加入 5％～25％的乙苯作溶剂，以降低树脂液的粘度。这样既有利于传热，又能改善产品性能。

上述两种方法都在均相中进行反应，主要用于制造通用型聚苯乙烯。稍加改造，也可用于与丁苯橡胶或聚丁二烯橡胶的接枝共聚合，以制成高抗冲聚苯乙烯。

悬浮法生产聚苯乙烯均聚物，具有传热容易，可以严格控制聚合温度，产品中残留苯乙烯最小，所得树脂的性能较好等优点。其缺点是，产品中往往残留引发剂和分散剂。乳液聚合的组分多，残留在树脂中会影响性能，并且所得产物分子量高，不易加工，所以很少采用。

应用

聚苯乙烯主要用作包装材料，还常用作建筑材料、汽车附件、无线电和电视机壳体、家具、管材、仪表，以及玩具等。(见彩图)

参考书目

C.A.Blighton，Styrene Polymers， Technology andEnvironmental Aspects， Applied Science Pub.，London，1979.