聚苯乙烯研究进展

张代波

摘要：聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物。它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。关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；聚苯乙烯微观结构的研究；以及聚苯乙烯回收利用。

关键词：聚苯乙烯；高坑冲；阻燃；微观结构

1.聚苯乙烯改性研究

冉崇文[1]等重点分析了中国聚苯乙烯的产量、市场及主要生产厂家，阐述了高光泽抗冲聚苯乙烯的研究及应用情况。通过对高光泽抗冲聚苯乙烯生产技术进行分析得出，兼具高光泽和高抗冲击性能的聚苯乙烯的共同点为聚苯乙烯中的改性橡胶的分布为双峰分布，双峰分布中改性橡胶的大、小粒径的分布范围不同；实现改性橡胶双峰分布的办法通常为首先制备2种不同粒径的橡胶接枝物，然后在反应的不同阶段加入不同的改性橡胶种类。阐述了光泽度的测试原理及影响光泽度的主要因素。

于水军[2]等研究了聚苯乙烯泡沫板在建筑节能中具有重要应用，其阻燃防火性能影响建筑火灾安全。应用UL-94垂直燃烧性能测试方法研究无机包覆聚苯乙烯泡沫板在垂直状态下的燃烧情况，结果表明包覆后的聚苯乙烯试样的等级可达到V-1以上；应用烟密度仪和气体分析仪研究无机包覆聚苯乙烯泡沫板燃烧烟气产生规律。

熊燕[3]等综述了聚苯乙烯保温隔热板阻燃性能及力学性能改进的研究进展。通过制备阻燃包覆剂包覆在珠粒表面，可以改善聚苯乙烯保温隔热板的防火阻燃性能；调整不同组分的比例以及添加增强短纤维或生物质，可以提高聚苯乙烯隔热板的力学性能。采取以上措施，能够提高建筑物外保温系统的施工质量，有效预防火灾并降低火灾的危害。

康永[4]以聚苯乙烯为基体，膨胀石墨为填料，邻苯二甲酸二辛酯为增塑剂，通过熔融共混法制备复合材料。并研究了复合材料的导电性能、力学性能和熔体流变性能与膨胀石墨含量的关系。主要结论如下：随着膨胀石墨含量的增加，复合材料的体积电阻率逐渐减小。当膨胀石墨含量在5%-10%之间时，复合材料的导电性迅速变化。而复合材料的拉伸强度则随之先减小后增大，当膨胀石墨含量为5%时，拉伸强度最小为4.52MPa。冲击强度小增大后减小，当膨胀石墨含量为5%时，冲击强度最大，为7.5 kJ/m2。

2.聚苯乙烯微观结构研究

王崇娥[5]等研究发现聚苯乙烯微球（PS）掩模板技术具有操作简单、成本低廉、制备面积大、可精确控制周期结构参数等优点，广泛应用于光子晶体、超材料、超表面等纳米量级二维阵列的结构器件。采用了一项新兴的技术利用聚苯乙烯微球制备硅纳米线结构。主要研究了基于自组装技术在不同实验参数的情况下，对聚苯乙烯微球掩模板规整度的影响。结果表明，采用铺展剂水与乙醇1∶2的配比、表面活性剂4wt%的浓度、静置平衡2分钟后再提拉、用塑料滴管滴加纳米球悬浊液可以制备出大面积规整排列的单层聚苯乙烯微球掩模板，进而得到了规整的硅纳米线结构。

刘文元[6]以交联聚苯乙烯（CLPS）为单体，二乙烯基苯为交联剂，采用超声搅拌的方式将不同含量的有机蒙脱土纳米片（oMMT）均匀分散于苯乙烯中，通过偶氮二异丁腈引发自由基聚合反应，最终得到oMMT/CLPS復合材料。采用小角X射线衍射仪、扫描电镜与透射电镜等对纳米片层的分散效果进行了表征，并采用短脉冲高压测试平台研究了复合材料的真空沿面闪络性能。结果表明：纳米片层均匀分散在复合材料中，其真空沿面闪络性能较纯交联聚苯乙烯得到了明显提升。

王莹莹[7]等以阳离子聚苯乙烯微球（PS）为核，氧化石墨烯（GO）和PS之间通过静电和π-π作用力进行静电自组装，制备得到聚苯乙烯/氧化石墨烯核壳微球（PS/GO），然后采用氢碘酸（HI）进行还原得到聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球（PS/rGO），采用XRD、SEM、TEM对PS/GO和PS/rGO进行了结构表征。探究了自组装过程条件，例如分散形式（搅拌或超声）、反应时间、GO质量浓度对核壳微球形貌的影响。对不同壳层还原氧化石墨烯（rGO）厚度的PS/rGO复合材料进行了导电性能和热稳定性测试，结果表明，改变壳层rGO的含量，会直接影响复合材料的导电和热性能。

3.聚苯乙烯回收利用

白巧利[8]针对废弃聚苯乙烯泡沫在化学建材上使用的优势、实例及问题进行了探讨，并对其未来的发展做了分析。目的是为了更好的认清这一行业发展的前景和方向，使废弃物的利用达到更高的环保效益和经济效益，以促进社会经济的发展和进步。

吴军[9]以废旧聚苯乙烯泡沫塑料为原料，加入丙烯酸丁酯、有机硅单体、水、乳化剂和其他助剂，制备有机硅聚苯乙烯丙烯酸酯乳液防水胶。研究了产物胶膜吸水性、胶膜拉伸强度、断裂伸长率、低温柔性等主要性能，探索了产物与水泥和细砂集料混合均匀后形成的有机无机复合高分子防水胶对常见建筑材料的粘接性能。结果表明，所形成的弹性胶膜吸水性、防水性、耐老化性等主要技术指标达到相关技术标准。

张伟明[10]将可回收的生物质（花生壳纤维、秸秆纤维、芦苇纤维）与废弃聚苯乙烯（PS）熔融共混，制备了废弃PS/生物质复合材料。通过力学性能、加工流动性能分析，优化了生物质纤维种类和用量。比较了弹性体氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和三元乙丙橡胶对废弃PS/生物质复合材料力学性能的影响。结果表明，选择芦苇纤维，芦苇与聚苯乙烯质量比为30∶50时，复合材料的力学性能比添加其他两种纤维的复合材料更好。

结论

聚苯乙烯的研究方向在通过聚苯乙烯改性来提高其光泽，光泽和阻燃性能，以及通过微观结构的研究来赋予聚苯乙烯更多的功能。聚苯乙烯的大量应用，关于聚苯乙烯的回收利用，也是热门的技术。

参考文献：

[1]冉崇文，朱军，张璐，张冰.抗冲聚苯乙烯生产技术及测试方法研究综述[J].中国塑料，2018，32（04）：6-11.

[2]于水军，陈亮，魏月贝.无机包覆聚苯乙烯泡沫板烟气产生规律研究[J].安全与环境学报，2018，18（02）：523-526.

[3]熊燕，卫星.聚苯乙烯隔热保温板在建筑外墙的应用[J].合成树脂及塑料，2018，35（03）：87-89.

[4]康永.聚苯乙烯/膨胀石墨导电复合材料性能研究[J].橡塑技术与装备，2018，44（11）：6-12.

[5]王崇娥，陈童，等.利用聚苯乙烯微球制备规整的Si纳米线结构的研究[J].长春理工大学学报（自然科学版），2018，41（01）：79-84.

[6]刘文元，霍艳坤，赵小什，等.有机蒙脱土/交联聚苯乙烯纳米复合材料的制备及其沿面闪络性能的研究[J/OL].绝缘材料，2018（07）：31-35].

[7]王莹莹，王斌，黄月文，谢海宁.聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球的制备及表征[J].精细化工，2018，35（02）：181-186.

[8]白巧利.废弃聚苯乙烯泡沫在化学建材上使用研究[J].江西建材，2018（02）：9-10.

[9]吴军，肖海宏，黎明，等.用废聚苯乙烯制备有机硅聚苯乙烯丙烯酸酯乳液建筑防水胶[J].粘接，2018，39（06）：25-28.

[10]张伟明，夏英，张馨月，李智佳，丛世杰.弹性体对废弃聚苯乙烯/生物质复合材料性能的影响[J].大连工业大学学报，2018，37（02）：123-126.