聚苯乙烯的进展及其改性研究
ps共混改性
PS的共混改性研究进展摘要:综述了国内外聚苯乙烯(PS)树脂的生产、应用及新品种的开发情况,采用接枝共聚物,嵌段共聚物以及反应性共混提高PS/PE相容性的研究方法。
本文主要介绍了聚苯乙烯(PS)的改性方法及其在各个领域的应用进展。
关键词:共混改性;接枝共聚物;嵌段共聚物;非反应性共混;反应性共混;增韧改性。
1.前言聚苯乙烯是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的,英文名称为polystyrene,简称PS,是一种应用广泛性仅次于聚烯烃和PVC 的热塑性材料。
PS 较脆,耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差,热变形温度相对较低(70~98℃),冲击强度也不高。
因而,获得综合性能优良的PS合金材料就成为当前人们关注的一个重要课题。
历年来,科学家们不断研究提高PS性能的方法。
接着诸如HIPS、ABS、AS 等改性聚苯乙烯系列纷纷涌现。
综观各种PS 改性方法,用共混改性PS 的方法投资小、见效快、生产周期短,因而成为改性聚苯乙烯的热点。
以下主要介绍几种共混改性方法。
聚苯乙烯(PS)与其它通用型塑料相比,有透明、成型性好刚性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点。
因而在包装、电子、建筑、汽车、家电、仪表、日用品和玩具等行业已得到广泛应用。
但PS的抗冲击性能、耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差,热变形温度相对较低(70~98℃),限制了它的应用。
2. 聚苯乙烯(PS)的共混改性所谓共混改性是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀,而且力学、热学、光学及其他性能得到改善的新材料的过程。
聚合物的共混不仅是聚合物改性的一种重要手段,更是开发具有崭新性能新型材料的重要途径。
2.1 PE/PS 共混体系PE 具有优良的柔性和抗冲击性能,因而,有利于提高PS 的韧性。
(1)非反应性共混谢文炳就PE、PS 的分子量对PS/PE 共混体系的影响做了研究,并提出,PE 相对分子量增大不会影响共混物拉伸强度而能提高其抗冲击强度;而PS 相对分子量增大,共混体系的冲击强度增加,但韧性下降。
茂金属聚苯弹性体增韧改性聚苯乙烯的研究
茂金属聚苯弹性体增韧改性聚苯乙烯研究唐卫华! 唐键金日光(北京化工大学材料科学与工程学院, 北京!"""#$)本文关键研究了聚苯弹性体(PSE)经过与聚苯乙烯(PS)共混对PS 力学性能影响。
结果表明, PSE 树脂与PS能够相容, 且这种相容性随树脂中苯乙烯质量分数提升而增大。
PSE 与PS共混能够取得力学性能优异韧性材料。
当PSE 在共混合金中质量分数较低时, PSE 树脂以小于微米尺寸呈微区分散于PS 中。
PSE添加量达成40%时, PSE 与PS形成了两相连续分布共混合金, 这种合金既含有强度又含有韧性。
PSE增韧效果随其苯乙烯质量分数提升而增大, 在苯乙烯质量分数为72%达成最大值。
关键词: 聚苯弹性体(PSE)增韧改性拉伸韧性共混聚苯弹性体(PSE)树脂经过改变其中苯乙烯质量分数能够成为柔软橡胶类材料, 是PS 有效相容剂[!]。
PSE 是一类新型茂金属聚合物, 因为其内在烯烃和苯乙烯官能团, PSE含有与聚烯烃(如PP, PE)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚及聚碳酸酯等多个聚合物良好相容性[#]。
本文从PSE添加量、苯乙烯质量分数对PS增韧影响, 深入研究了PSE结构与共混合金性能关系, 并对传统PS增韧剂SBS与PSE改性效果进行了比较, 意在为PS 塑料提供更有效增韧改性方法。
1 试验部分1.1 关键试验原料聚苯乙烯PS: 666D型, 北京燕山石油化工企业产品, 分子量为200 000, 熔体指数(MI 为10g/10min, MI在190o C及2160g载荷下测定), 以下同; SBS: Vector6241—D, Dexco Polymers企业产品, 苯乙烯质量分数为43%, 熔体指数为52.0g/10min; 聚苯弹性体PSE: 进口分装, Mw>200 000, Mw/Mn<3.5,苯乙烯质量分数23%-77% 1.2 试样制备共混物采取熔融共混工艺经过双螺杆挤出机(SLF-35B)进行加工而制得, 加工温度自加料口到机头为140o C,170o C,190o C,200o C,200o C,200o C,175o C, 螺杆转速80r/min, 挤出物首先经过水浴冷却, 然后用切粒机造粒, 以后于70o C干燥2h。
2024年通用级聚苯乙烯市场分析现状
2024年通用级聚苯乙烯市场分析现状概述聚苯乙烯(Polystyrene,PS)是一种常用的塑料材料,在工业和消费品制造中广泛应用。
通用级聚苯乙烯是指未经特殊改性处理的聚苯乙烯产品,用途较为广泛,市场规模较大。
本文将对通用级聚苯乙烯市场的现状进行分析和总结。
市场规模及增长趋势通用级聚苯乙烯市场规模庞大,势头强劲。
根据市场调研数据显示,全球聚苯乙烯市场总体增长稳定。
其中,通用级聚苯乙烯占据了相当大的市场份额,且呈现稳定增长趋势。
市场增长的主要驱动因素包括:1.市场需求增加:随着全球经济发展和生活水平提高,对消费品和工业品的需求不断增加,进而推动了通用级聚苯乙烯市场的扩大和发展。
2.广泛应用领域:通用级聚苯乙烯具有较好的物理性能和成本效益,可在各个行业中广泛应用。
特别是在电子、建筑、包装、家居用品等领域,需求量较大,为市场的增长提供了强劲动力。
3.新技术和创新:随着科技的进步和新材料的开发,聚苯乙烯的性能不断改进和优化,满足了人们对产品外观、功能和环境友好性的要求,进一步推动了市场的发展。
4.地区经济增长:亚洲地区的经济快速增长,尤其是中国、印度等国家和地区,对通用级聚苯乙烯的需求量巨大,促进了市场的扩大。
市场竞争格局通用级聚苯乙烯市场竞争激烈,主要的竞争企业有:1.PS生产巨头:道康宁、巴斯夫、中化国际等世界知名化工巨头企业是市场的主要竞争者。
它们具有先进的生产技术、丰富的资金实力和全球化的销售渠道,具备较强的竞争力。
2.地区龙头企业:在各个地区,也出现了一些聚苯乙烯生产企业,如中国的华东石化、华南石化等。
这些地区龙头企业利用本土资源和市场优势,对传统巨头构成了一定的竞争压力。
3.中小型企业:除了大型化工企业外,许多地区还有一些中小型企业涉足聚苯乙烯生产领域。
这些企业在技术、资金和市场方面相对较弱,但通过降低成本、发展特色产品等方式,仍有一定的市场份额。
市场竞争格局复杂多样,各个企业通过不同的市场定位、产品差异化、技术创新等手段争夺市场份额。
聚苯乙烯常见的改性方法
聚苯乙烯的改性聚苯乙烯(PS)由苯乙烯单体通过自由基聚合而成,因其具有的透明、成型性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点,被广泛应用于电子、汽车、包装、建筑、仪表、家电、玩具和日用品等行业中。
但PS也具有脆性较大、耐环境应力及耐溶剂性能较差、热变形温度较低、冲击强度低等缺点,因此,通过适当方法,在较少损失模量的前提下制备改性PS成为当前受到广泛关注的一个重要课题。
PS的常用改性方法有共混改性、共聚改性以及无机纳米粒子改性。
一、共混改性共混改性是指将两种或两中以上聚合物材料、无机材料及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成宏观上均匀,且在力学、热学和光学等性能上得到改善的新材料的过程。
共混改性方法投资小、生产周期短,因而成为PS改性的热点,不仅是聚合物改性的重要手段,也是开发新材料的重要途径。
1、用聚烯烃改性PSPS/PE聚乙烯(PE)具有优良的柔性和抗冲击性能,因而有利于提高PS的韧性。
但PS和PE是两种不相容的高聚物,若要通过共混改性,需加入适当的相容剂。
PS与PE共混有两种手段可以实现,即反应性共混和非反应性共混。
在反应性共混的研究中,Baker等[2]将增强PS(RPS)、羟基化PE(CPE)、PE 和PS同时加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出得到共混改性PS,所得共混物性能比用(PS-g-PE)增容的PS/PE的性能更佳。
而谢文炳等[3]研究了PS/PE非反应性共混体系的抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度与增容剂SEBS(氢化乙苯胶)含量的关系,还就PE、PS的分子量对PS/PE非反应性共混体系的影响进行了研究。
结果表明,PE相对分子量增大不影响共混物的拉伸强度,同时还可提高共混物的抗冲击强度。
2、PS/PP聚丙烯(PP)拉伸强度和表面硬度均高于PS,耐热性能也较好,因而将其与PS共混可提高PS的热性能。
PP与PS同样不相容,故仍需加入增容剂。
用表面处理后的硅填充PS/PP体系能增加聚合物界面间的粘合力,提高PS/PP体系的拉伸强度。
纳米氧化钛改性聚苯乙烯耐紫外光老化性能的研究
油漆等领域 获得 广 泛 的应用 J 。纳米 TO 的应 用 展 i: 示 出十分美好 的发展 前景 , 用纳 米 TO 的紫 外屏 蔽 利 i 功能有望提 高 P S的抗紫外老 化性能 , 服有 机型抗 老 克 化 剂的不足 , 获得 更稳 定 、 高效 、 环保 的抗 老化 效 更 更 果 , 塑料抗 老化 改性领域具有广 阔的应 用前景 在 。 本文采用硅烷偶 联 剂对 纳米 TO 进 行表 面改 性 , i: 制备 了不 同含量 纳米 TO 改 性 的聚 苯 乙烯材 料 , 对 i: 并 纳米改性后 的聚苯 乙烯板材进 行氙灯 紫外 加速 老化 处 理, 主要 研究 纳米氧 化钛 对 聚苯 乙烯 紫外 老 化性 能 的
影 响。 2 实验 部分
2 3 3 模压成型 , .. 将熔 融挤 出后制得 不 同纳 米二
氧化钛 比例的聚苯 乙烯 的粒料 , 碎均匀 , 粉 并对粉 末进 行模 压 成 型 , 中模 压 温 度 为 20C, 压 压 力 为 其 0 ̄ 模 1MP , 0 a 模压时间为 2 m n 0 i。制取无 明显气泡 , 表面无刮 痕, 纳米粒子分散均 匀 , 厚度均匀 的板材。 24 纳米氧化钛/ . 聚苯 乙烯紫外 老化 处理 将含 有不同含量纳米二 氧化钛 的聚苯 乙烯板 材放 入氙 灯耐 气候 试 验 箱 中进 行 紫 外 老 化 处理 , 化 3 老 0
外照射强 度 3 W/ m , 9m c 复合 板材温度 6  ̄ 黑板温度 5C, 9℃, o 空气湿度 5 % 。 6
25 性 能 测 试 .
主要仪器 : 高速 混 合机 、 自动压 力 成型 机 、 粒 半 微 制样 机 、 超声 波震荡 仪 、 氙灯 耐气 候 试 验箱 、 塑料 洛 氏 硬度计 、 万能拉力机等 。
高光泽高抗冲聚苯乙烯的开发研究
3271 引言随着人们生活水平的提高,高光泽外壳的家电产品越来越流行,如国内空调生产企业对产品进行了更新换代,新的机型几乎都已经改用高光泽HIPS作原料。
目前市场上高光树脂原料主要有高光泽ABS、高光泽ABS/PMMA合金树脂、高光泽 PC 树脂、高光泽 PP 和高光泽 HIPS 树脂等[1]。
相较于ABS\PMMA\PC等工程塑料,PP和HIPS有着明显的价格优势,而HIPS较PP在刚性等方面又有着较为明显的优势,因此高光泽HIPS的市场前景可观。
聚苯乙烯生产始于1930年,是最早工业化生产的热塑性树脂。
普通型聚苯乙烯(GPPS)因其分子及聚集态结构决定其为刚硬的脆性材料,在应力作用下易脆性断裂,应用范围受限。
为了拓宽应用领域,在聚苯乙烯生产过程,通过各种途径引入橡胶生产高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。
生产HIPS的经典方法是本体聚合,即将橡胶溶于苯乙烯单体中,通过热引发或引发剂引发聚合,形成苯乙烯与橡胶的接枝共聚物,提高产品的韧性[2]。
引入橡胶改善了材料的韧性的同时失去了透明性,也对材料的耐热性、光泽性造成了一定影响。
HIPS的抗冲击性能与光泽度是一对相对矛盾的指标,下文对通过调整产品配方、反应条件等参数变化得到的不同的HIPS的冲击强度、光泽度等性能变化进行相关阐述与讨论。
2 试验部分2.1 流程简介广州石化HIPS装置为引进的FINA工艺,聚合单元采用3个 串联的反应器:第一个是连续搅拌釜式反应器(即预聚合反应器)(R-1101),第二个和第三个为卧式柱塞流反应器(分别为R-1001,R-1002)。
2012年经过改造后,在原预聚釜前增加一个小预聚釜(R-1100),设计时采用与原预聚釜串联和并联2种方式,现采用串联流程,目前HIPS生产线反应系统物料流程见图1。
图1 HIPS线反应系统流程简图2.2 参数调整2.2.1 工艺配方橡胶是制取 HIPS产品的关键,橡胶的种类、用量对HIPS的产品性能有很大影响。
可发性聚苯乙烯材料功能化改性进展
Fun c t i o na l Mo d i ic f a t i o n o f Ex pa n d a bl e Po l y s t y r e ne Ma t e r i a l s Re s e a r c h
S HI Ya n — b i n, L I U We i h a l , LI Bo
烈 。从 目前 同际 国 内 E P S产 业 发 展 的趋 势 来 看 ,企
射 和密 闭颗粒 中空气 对流产 生 的传热 。其 中颗粒 中的
空气 的 热 传 导 在 整 个 热 传 递 中贡 献 最 大 。因 而 E P S 的热导 率与其 材料 密度相关 。随材料 密度 的增加 ,其 热 导率 降低 。 对 于低 密度 E P S泡 沫 ,由于 P S含 量低 ,相 应 的 气体体 积大 ,其传 热主要 为热 辐射 。因而有 人想 到用 增 加红 外线 吸收或 反射 的方法 可尽量 避免 热辐射 导致
p r e s e n t de w ̄ l o p me n t s i t ua t i o n o f t h e s e t e c h no l o g i e s we r e a l s o s u mma r i z e d.
Ke ywo r d s: E PS; Gr a p h i t e;T o u g h e n i n g; Wa t e r Ex p a n d a b l e Pr o p e r t y;Wa t e r — d i s i n t e g r a b l e T y p e
塑 料 工 业
CHI NA P LAS TI CS I NDUS TRY
第4 l 卷S 1
2 0 1 3年 9月
聚乙烯改性研究进展
聚乙烯改性研究进展刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【摘要】聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种,大量用于生产薄膜、包装和管材等.但聚乙烯的非极性和低刚性限制了其在某些领域的应用.综述了聚乙烯的化学改性、物理改性和改性新技术的新进展.化学改性包括接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性;物理改性包括增强改性、共混改性、填充改性;并介绍了各种改性对聚乙烯性能的影响.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】6页(P31-36)【关键词】聚乙烯;化学改性;物理改性;进展【作者】刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【作者单位】武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TB3240 引言聚乙烯(PE)质优、价廉、易得,且用途十分广泛,主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料.随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅速发展,产量约占塑料总产量的1/4.但聚乙烯属非极性聚合物,与无机物、极性高分子相容性弱,因此其功能性较差.采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘结性、生物相容性等性质.1 化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法.其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其它链节和功能基团,由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘结性能等.1.1 接枝改性接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到 PE主链上的一种改性方法.接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同时又增加了其新的功能.常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等[1].接枝改性的方法主要有溶液法[2]、固相法[3]、熔融法[4]、辐射接枝法[5]、光接枝法[6]等.程为庄等[2]以过氧化苯甲酰为引发剂,二甲苯为溶剂,进行了丙烯酸与低密度聚乙烯(LDPE)的溶液接枝聚合.聚乙烯接枝了丙烯酸后与铝的粘结强度显著增大,当接枝率为7.2%时,剥离强度由未接枝时的193 N/m提高到984 N/m.唐进伟等[3]利用固相法在线性低密度聚乙烯(LLDPE)上接枝MA,得到了接枝率为1%~2.4%,凝胶含量小于4%的 LLDPE-g-MA.于逢源等[4]采用多组分单体熔融接枝法,以甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯作为接枝单体,对LDPE进行熔融接枝改性,获得了接枝率为3%的改性低密度聚乙烯.鲁建民等[5]研究了粉末态高密度聚乙烯的辐射效应、与多种单体的固态辐射接枝行为及其表征,并将其应用于聚乙烯粉末涂料,其附着力和柔韧性得到显著改善. Elkholdi等[6]采用光接枝的方法将AA接枝到聚乙烯上,改性后的PE薄膜具有良好的粘结性.1.2 共聚改性共聚改性是指通过共聚反应将其它大分子链或官能团引入到PE分子链中,从而改变PE的基本性能.通过共聚反应,可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团,可以起到反应性增容剂的作用[7].Ghosh等[8]采用接枝共聚的方法将少量的丙烯酸单体共聚物接枝到PE上,与原始的PE相比,改性后的PE具有较高的熔体粘度和较低的熔体流动指数.1.3 交联改性交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力.由此极大地改善了诸如热变形、耐磨性、粘性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能[9].聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联[10]、硅烷接枝交联、紫外光交联[11].1.3.1 过氧化物交联过氧化物交联适用性强、交联制品的性能好,在工业中得到广泛的应用[12].刘新民等[13]研究了过氧化物交联PE的工艺与力学性能.过氧化物交联PE的力学性能有一定的提高,随着过氧化二异丙苯含量的增加,交联PE的凝胶含量提高;交联PE的拉伸强度随PE的凝胶含量增加而提高,断裂伸长率下降.同时,炭黑对复合材料有一定的补强作用,氧化锌的加入有助于交联反应和拉伸强度的提高.1.3.2 辐射交联应用辐射新技术,将聚合物置于辐射场中,在高能射线(γ射线、电子束以及中子束等)的作用下,可以在固态聚合物中形成多种活性粒子,引发一系列的化学反应,在聚合物内部形成交联的三维网络结构,使聚合物的诸多性能得到改善[14].王亚珍等[15]采用辐射交联制备的LDPE/EVA混合体系泡沫片材具有表观光滑、柔软、手感好、表观密度较小的特点,复合材料具有优异的力学性能,较高的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度.1.3.3 硅烷接枝交联硅烷接枝交联聚乙烯主要包括接枝和交联两个过程.在接枝过程中,乙烯基硅烷接枝于聚乙烯大分子链上生成接枝聚合物,在交联过程中,接枝聚合物先水解成硅醇,—OH与邻近的Si—O—H基团缩合形成Si—O—H键,从而使聚乙烯的大分子之间产生交联.张建耀等[16]研究了高密度聚乙烯(HDPE)、LLDPE及其共混物的乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)接枝交联产物的分子结构、熔融行为.研究发现VTEOS接枝交联PE 能力为:LLDPE>HDPE/LLDPE共混物>HDPE;接枝交联使HDPE、LLDPE及其共混物的结晶度和熔点降低,晶粒变得不均匀.1.3.4 紫外光交联紫外光交联是近年来才开始实现工业应用的新交联方法,通过加入聚乙烯基料中的光引发剂和光交联剂吸收紫外光后发生一系列的光物理和光化学反应而产生的大分子自由基进行迅速复合生成三维网状的交联结构.Wu等[17]用紫外光辐射的方法将C—O、C—OH和C=O等含氧基团引入LLDPE的分子链上.结果表明:辐射后LLDPE的分子量变小,和LLDPE相比,其熔体流动指数、拉伸强度和断裂伸长率都有所降低,但仍保持良好的韧性,且亲水性增强.1.4 氯化及氯磺化改性氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物,具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性. 氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料,属于高性能橡胶品种.其结构饱和,无发色基团存在,涂膜的抗氧性、耐候性和保色性能优异,且耐酸碱和化学药品的腐蚀,已广泛应用于石油、化工等行业[18].1.5 等离子体改性处理等离子体是由部分电离的导电气体组成,其中包括电子、正离子、负离子,基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子[19].在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面,使材料表面分子的化学键被打开,并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合,在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团,由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等[20-21].Ataeefard等[22]用Ar、O2、N2、CO2气态等离子体处理LDPE表面,结果表明在低气压时O2、Ar、N2、CO2气态等离子体可改善LDPE薄膜的润湿性,其接触角的减小主要与放电量和曝光时间有关;LDPE的表面形貌与等离子体放电量、曝光时间和采用不同类型的气体有关,用Ar、N2气态等离子体处理LDPE效果更佳.2 物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法.常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性.2.1 增强改性增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性.加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等.自增强改性也属于增强改性的一种.2.1.1 自增强改性所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法,使得材料内部组织形成伸直链晶体,材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列,材料的宏观强度得到大幅度提高,同时分子链有序排列将使结晶度提高,从而使材料的强度进一步提高,由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同,因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题[23].张慧萍等[24]采用超高分子量聚乙烯(UHMPE)纤维分别增强高密度聚乙烯(HDPE)和LDPE基体,研究发现UHMPE纤维与LDPE基体在加热加压成型的条件下,可以形成良好的界面,最大限度发挥基体和纤维的强度,而以HDPE为基材时力学性能相对较差.2.1.2 纤维增强改性纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用,而界面问题是纤维增强聚合物基复合材料研究中的主要问题. 张宁等[25]采用经 KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备了PE/LGF复合材料.研究发现LGF的为30%(质量)、长度约为35 mm时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5 MPa和52 kJ/m;LGF在PE基体中呈现三维交叉结构,这种结构和 KH-550的加入改善了复合材料的力学性能.2.1.3 晶须改性经典的载荷传递机理认为,聚合物/晶须复合材料受到外力时,应力可以通过界面层由基体传递给晶须,晶须承受部分应力,使基体所受应力得以分散.晶须增韧聚合物来源于两方面的贡献,其一是晶须导致基体局部应力状态改变,其二是晶须对基体结晶行为产生影响[26].潘宝风等[27]的研究表明硅钙镁晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的拉伸力学性能,包括短期力学性能及耐长期蠕变性能.晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘结,同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高.2.1.4 纳米粒子增强改性少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用.郜华萍等[28] 将表面处理过的纳米SiO2粒子填充m-LLDPE/LDPE发现复合材料力学性能达到最佳值的纳米粒子填充量为2%,与纯m-LLDPE/LDPE相比,拉伸强度、断裂伸长率分别提升了l3.7 MPa和174.9%.力学性能的显著提高归因于SiO2纳米粒子均匀分散于基材中,与基材形成牢固的界面结合.Qian等[29]研究了HDPE/纳米SiO2的非等温结晶行为,发现复合材料的结晶速率高于纯HDPE,结晶活化能由纯HDPE的166.3 kJ/mol,提高到206.2、251.1和266.0 kJ/mol(填充质量分数分别为1%、3%和5%).2.2 共混改性共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘结性、高速加工性等各种缺陷,使其具有较好的综合性能.共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物,如塑料类、弹性体类等聚合物,以及不同种类的PE之间进行共混.2.2.1 PE系列的共混改性单一组分的PE往往很难满足加工要求,而通过共混改性技术可以获得性能优良的PE材料.林群球等[30]通过LDPE与LLDPE共混,解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等主助剂造成力学性能急剧降低的问题.汤亚明[31]对LLDPE与HDPE的共混改性进行了研究,结果表明共混后可以提高产品的抗冲击强度和综合性能.2.2.2 PE与弹性体的共混改性弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用,因此与PE共混后,既能保持PE的原有性能,同时也可以制备出具有综合优良性能的PE.王新鹏等[32]采用熔融共混法制备了LDPE/聚烯烃弹性体(POE)共混物,研究发现POE的含量显著影响着LDPE的结晶行为.随着POE用量的增加,LDPE的结晶度稍有减小,结晶的完善性和均一性变差,晶粒变小,LDPE在结晶过程中出现了二次结晶;随着LDPE含量的增加,POE的结晶度逐渐减小.当POE含量为30%时,共混体系的拉伸强度达到最大值,为21.5 MPa.2.2.3 PE与塑料的共混改性聚乙烯具有良好的韧性,但制品的强度和模量较低,与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能.但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因,因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能[33].周松等[34]研究了PP对HDPE性能的影响,随着PP用量增加,复合体系的熔体流动速率提高,冲击强度下降.三元乙丙共聚物可作为相容剂,改善HDPE-PP间的相容性,研究发现HDPE/PP/EPDM(77/23/8)共混体系的综合性能最优,拉伸强度和冲击强度都得到提高.杜强国等[35]研究发现少量LLDPE的加入对PBT有一定程度的增韧作用,此时分散相的粒径很小,随着LLDPE量的增加,分散相粒径的尺寸显著增大,缺口冲击强度急剧下降.LLDPE-g-MA能明显改善了LLDPE与PBT的界面粘结,共混物冲击强度随着LLDPE接枝率的提高而提高.杜芹等[36]利用微层共挤方法制备了具有层状交替结构的HDPE/PA6共混物,共混物中引入少量HDPE-g-MA时,化学反应在界面进行,与海岛结构的共混物界面面积相比,层状共混物的界面接触面积小,界面化学反应相对较弱,但层状共混物的屈服强度和断裂伸长率有大幅度提高,层状结构对HDPE和PA6的结晶行为影响很小.王娜等[37]用熔融共混法制备出HDPE/聚苯乙烯(PS)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料.随着OMMT的增加,复合材料的拉伸强度和弹性模量增加;当HDPE/PS为20∶80(质量比)、OMMT为3%(质量分数) 时,复合材料的拉伸强度比未加OMMT时提高了80%,弹性模量提高了20%.2.3 填充改性填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料,一方面可以降低成本达到增重的目的,另一方面可提高PE的功能性,如电性能、阻燃性能等.但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响.无论是无机填料还是有机填料,填料与PE基体的相容性和界面粘结强度是PE填充改性必须面临的问题,而PE 是非极性化合物,与填料相容性差,因此,必须对填料进行表面处理.填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理,在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层,起“分子桥”的作用,使填料与基体树脂间形成一个良好的粘结界面[38].常用的填料表面处理技术有:表面活性剂或偶联剂处理[39]、低温等离子体技术[40]、聚合填充法 [41]和原位乳液聚合[42]等PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料,不仅可以改善PE的性能,同时也具有十分重要的健康环保意义[43-46];而PE的功能性填充改性是指在改善PE性能的同时赋予其光、电、阻燃等方面的效果[47].3 PE改性技术的新进展3.1 单活性中心催化剂开发的PE均聚物埃克森化学公司与道化学公司采用单活性催化剂制备的PE均聚物已进入工业化阶段.这些新型PE具有优异的透明度、强度、柔软性和低温热封性等,分子量及组成分布很窄.埃克森拟将其用于医疗等方面,而道化学公司则以树脂改性用途等为重点进行应用开发,但加工性是其目前的难点[48].3.2 双峰PE具有双峰分子质量分布的聚乙烯被称为双峰聚乙烯,它的优点是既含有很短的聚合物分子链,起到分子间的润滑作用,能够改善加工性能,又含有很长的聚合物分子链,保证材料的机械作用,因此双峰聚乙烯产品具有优良的物理力学性能和加工性能[49].从世界聚乙烯工业的发展趋势来看,双峰聚乙烯产品将向传统聚乙烯产品提出挑战,国外各大石化公司已在此方面有了较快发展,而国内仅是对此技术进行了初步的研究.开发新型金属催化剂和催化剂载体以及催化剂配体,是今后双峰聚乙烯研究开发的重点[50].3.3 茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂,其分子量分布窄,分子链结构和组成分布均一,具有优异的力学性能和光学性能,已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等[51-52].González等[53]研究茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)对沥青/LLDPE共混物稳定性和流变性能的影响.m-LLDPE替代LLDPE改性沥青可以有效避免高温放置时的象乳液一般发生相分离,同时显著改善沥青的粘弹性.Qin等[54]研究了PP/m-LLDPE共混物的熔融/结晶行为和等温结晶动力学,结果表明PP与m-LLDPE是部分相容的,两者的相互作用主要存在于m-LLDPE链与PP分子中的PE链段,m-LLDPE的引入降低了PP的结晶温度,但有助于PP形成良好的球晶.4 结语21世纪新材料发展非常迅速,优胜劣汰的竞争将更为激烈.PE以其价格低廉、品质优良、适于改性的特点,成为人们的首选.各种改性技术的引入,使通用PE的应用范围越来越广泛,使低档塑料高性能化应用成为现实.尽管在各种改性PE中可能还存在不完善和缺陷,但是,可以预料经济而有效的PE改性开发研究仍将得到大力发展.参考文献:[1]殷锦捷, 王亚鹏. 聚乙烯改性的研究进展[J]. 上海塑料, 2006(3): 13-16.[2]程为庄, 彭蓉, 杜强国. 聚乙烯与丙烯酸的溶液接枝聚合[J]. 功能高分子学报, 1997, 10(1): 67-71.[3]唐进伟, 童身毅. 线型低密度聚乙烯固相接枝马来酸酐研究[J]. 化工科技, 2007, 15(3): 5-8.[4]于逢源, 肖汉文, 徐冰, 等. 低密度聚乙烯的接枝改性[J]. 应用化学, 2005, 22(7): 796-799.[5]鲁建民, 张湛, 刘亚康, 等. 粉末态高密聚乙烯的辐射接枝[J]. 化工学报, 2006, 53(6): 640-643.[6]Costamagna V, Strumia M, Lopez-Gonzalez M, et al. 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高抗冲聚苯乙烯改性研究进展Ⅰ.阻燃性能的提高
塑 料 工 业
CHI NA PLAS CS I T1 NDUS TRY
第3 5卷第 4朗
20 o 7年 4月
高抗冲聚苯 乙烯改性研究进展 工. 阻燃性能的提高
马 洪霞 ,陈 精 明 ,郭 建 民 ,戴 伟 民
( . 州 轻 工 职业 技术 学 院 ,江 苏 常州 236 ;2 常 州 天 马 集 团 有 限公 司 ,江 苏 常 州 2 30 ) 1常 114 . 10 2 摘 要 :综 述 了近 几 年 高 抗 冲聚 苯 乙 烯 ( IS 在 阻 燃 方 面 的 研 究 ,从 广 泛 应 用 的 含 卤 素 阻 燃 剂 系 列 到 有 机 磷 系 HP ) 列 、聚 苯 醚 系 列 、无 机 物 系列 阻 燃 剂 ,最 后 到 新 发 展 的纳 米 级 蒙 托 土 的 阻燃 改性 。分 析 了 各种 改 性 方 法 的 优 缺 点 ,阻 燃 机 理 ,并 对 阻 燃 剂 的发 展 方 向作 了一 些 简 要 预 测 。 关 键 词 :HP ;阻 燃 ; 卤 素 ;有 机 磷 ;聚 苯 醚 ;纳 米 蒙托 土 ;预测 I S
Mo t r lnt nmo i o i l e;Prs e t o p c
高 抗 冲聚苯 乙烯 ( I )在 电子 电器 等行业 得 到 HP S 广泛应用 ,随 着 各 国对 防火 要 求 日益 提 高 ,H P 的 I S 阻燃等 级需要 达 到一个 更 高 的水平 ,如美 国要 求达 到
中 图 分 类 号 :T 3 5 2 Q 2 . 文 献标 识 码 :A 文章 编 号 : 10 5 7 (0 7 4—0 0 —0 0 5— 7 0 2 0 )0 08 4
Pr g e si o i c to f HI o r s n M d f a i n o PS:I i mpr v m e to a e Re a d n y o e n fFl m t r a c
阻燃与隔音聚苯乙烯保温板在建筑领域的研究进展
合成材料老化与应用2024年第53卷第2期83阻燃与隔音聚苯乙烯保温板在建筑领域的研究进展邢毅彤兰州铁道设计院有限公司Ὃ甘肃兰州730000Ὀ摘要:聚苯乙烯保温板是一类新型阻燃与隔音材料,是将聚苯乙烯与无机填料、阻燃剂、增强纤维等混合而制备的复合材料,具有一定的阻燃和隔音效果。
该文从无机填料与聚苯乙烯复合材料在阻燃聚苯乙烯保温板中的应用、无卤阻燃聚苯乙烯保温板的研究进展以及隔音聚苯乙烯保温板的研究成果几个方面进行综述,并以此为基础,展望了阻燃与隔音聚苯乙烯保温板的发展方向。
关键词:聚苯乙烯保温板;阻燃;隔音中图分类号:TB 34Research Progress on Flame-retardant and Sound Insulating Polystyrene InsulationBoard in ArchitectureXING Yi-tong(Lanzhou Railway Design Institute Co. LTD, Lanzhou 730000, Gansu, China)Abstract: Polystyrene insulation board (PSIB) is a new type of fl ame-retardant and sound insulation material, which is a composite material prepared by adding inorganic fi ller, fl ame-retardant and reinforced fi ber into polystyrene, aff ording PSIB fl ame-retardant and sound insulation features. This paper reviews the application of composite materials including inorganic fi llers and polystyrene in fl ame-retardant PSIB, research progress in halogen-free fl ame-retardant PSIB and achievements in sound insulating PSIB. On the basis of above discussions, the future perspective of fl ame-retardant and sound insulating PSIB is envisaged.Key words: polystyrene insulation board; fl ame-retardant; sound insulation聚苯乙烯(PS)保温板是将聚苯乙烯与无机填料、阻燃剂、增强纤维等混合而制备的一种保温材料,具有优异的机械性能、保温隔热性能、热稳定性和轻质性,相对于金属和陶瓷具有较高的成本优势,被广泛应用于保温隔热系统、轻质结构材料等建筑材料[1-3]。
间规聚苯乙烯
对间规聚苯乙烯的研究摘要:介绍了间规聚苯乙烯( sPS)的结构与性能,综述了其国内外进展情形和改性方向,展望了其应用前景。
关键词:间规聚苯乙烯结构性能改性处置应用一引言苯乙烯单体由于聚合方式不同,能够制得无规聚苯乙烯(aPS)、全同立构的聚苯乙烯(iPS)和间规聚苯乙烯(sPS)。
1985年,日本出光化学公司以茂金属催化剂成功研制了新型间规聚苯乙烯(sPS),它具有熔点高、结晶速度快、弹性模量高、绝缘及抗溶剂性能优良等特点。
正是这些特性使sPS步入了工程塑料的行列,与聚酯、尼龙及其它耐热性工程塑料相对抗,显示出极为广漠的应用前景。
目前,日本出光公司和美国Dow公司已生产出预商品化的产品。
二 sPS的晶体结构与性能sPS利用的原料和 aPS相同,aPS是苯乙烯的无规共聚物,如以下图所示,苯环在分子主链双侧无规排列,而sPS中苯环在分子主链双侧间规有序排列,正是如此一种构型使得其具有较强的结晶能力,也正是因为其较高的结晶度,使得其比aPS有着更高的耐热性、耐化学性、尺寸稳固性及优良的电气性能等特点。
sPS具有超级复杂的同质多晶现象。
许多研究者运用X-射线衍射、傅里叶转变红外光谱、固体核磁共振和电子衍射等来研究sPS中各类结晶单元结构、链构象和它们与结晶条件的关系。
结晶进程中形成何种晶型可通过热、力、溶剂等的作用来操纵。
具有平面锯齿形构象的α和β晶型可通过热和应变致使的结晶进程而形成,其中α晶型为六方晶型,其晶胞尺寸为a = ,β晶型为斜方晶系 ,晶胞尺寸为a = , b =。
而具有螺旋型构象的δ和γ晶型那么可通过溶剂的作用来形成。
sPS熔点高(264-277℃),结晶速度快,结晶度在50%左右,呈剪切变稀的流变性;还具有高弹性模量、高电绝缘性能、较高的尺寸稳固性和低比重等良好性能(见下表)。
三 sPS的改性处置尽管sPS具有耐热性高、耐化学性好、密度低、湿度灵敏性低等优势,但它也存在着脆性大等缺点,因此纯的sPS要紧用作薄膜和纤维,若是要用作其他场合,就必需通过增韧、增强和合金化等改性处置。
聚苯乙烯
物质特点
1
力学性能
2
热性能
3
电性能
4
光学性能
5
化学性能
聚苯乙烯分子及其聚集态结构决定其为刚硬的脆性材料,在应力作用下表现为脆性断裂。
聚苯乙烯的特性温度为:脆化温度-30℃左右、玻璃化温度80~105℃、熔融温度为140~180℃、分解温度 300℃以上。由于聚苯乙烯的力学性能随温度的升高明显下降、耐热性较差,因而连续使用温度为60℃左右,最 高不宜超过80℃。导热率低,为0.04~0.15W/(m·K),几乎不受温度而变化,因而具有良好的隔热性。
ABS是Acrylonitrile butadiene styrene的缩写,是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物。
用途
聚苯乙烯易加工成型,并具有透明、廉价、刚性、绝缘、印刷性好等优点。可广泛用于轻工市场,日用装璜, 照明指示和包装等方面。在电气方面更是良好的绝缘材料和隔热保温材料,可以制作各种仪表外壳、灯罩、光学 化学仪器零件、透明薄膜、电容器介质层等。
由于成型模具是双层壁的,因此发泡PS的成型被称为“蒸气室成型”。模具内壁尺寸即为实际制品的尺寸, 模具内壁上有气孔.以使蒸汽透过泡沫体并使热气扩散出去。
聚苯乙烯的经常被用来制作泡沫塑料制品。聚苯乙烯还可以和其他橡胶类型高分子材料共聚生成各种不同力 学性能的产品。日常生活中常见的应用有各种一次性塑料餐具,透明CD盒等等。发泡聚苯乙烯于建筑材料使用上, 自2003年广泛使用于中空楼板隔音隔热材。
聚苯乙烯在热、氧及大气条件下易发生老化现象,造成大分子链的断裂和显色,当体系中含有微量单体、硫 化物等杂质时更易老化,因此,聚苯乙烯制品在长期使用中会变黄发脆。
生产应用
可发性加工
应用
第一步为预发泡或简单发泡,设定最终产品的密度。在此过程中含有发泡剂的聚合物颗粒在加热条件下软化, 发泡剂挥发。其结果是每个珠粒内产生膨胀,形成许多泡孔。泡孔的数量(最终密度)由加热温度和受热时间来 控制。这个过程中,珠粒必须保持分散和自由流动状态。
聚苯乙烯改性方法
聚苯乙烯改性方法聚苯乙烯是一种常见的塑料材料,具有优异的物理和化学性质,被广泛应用于各个领域。
然而,在某些特定的应用中,传统的聚苯乙烯可能无法满足需求,因此需要对其进行改性以提高其性能。
针对聚苯乙烯改性的方法有很多种,下面我们将介绍几种常见的方法。
填充剂改性法填充剂是其中一种常用的改性方法。
例如,将纳米填料添加到聚苯乙烯中可以显著改善其力学性能和热稳定性。
这是因为填充剂能够强化聚苯乙烯的分子结构,并且通过增加界面作用和阻碍裂纹的传播来增加其强度和韧性。
共混改性法共混改性法是通过将聚苯乙烯与其他聚合物或添加剂进行混合来改变其性能。
通过合理选择共混材料,可以调节聚苯乙烯的强度、耐热性、耐化学腐蚀性等性能。
例如,将聚丙烯与聚苯乙烯进行共混,可以提高聚苯乙烯的抗冲击性。
化学改性法化学改性法是通过引入其他官能团或化合物对聚苯乙烯进行改性。
通过改变聚苯乙烯的化学结构,可以改善其热稳定性、抗氧化性、耐候性等性能。
例如,通过在聚苯乙烯中引入酯基,可以提高其耐候性和耐候性。
同时,也可以通过在聚苯乙烯中引入碳纳米管等纳米材料,提高其导电性和机械性能。
物理改性法物理改性法是通过改变聚苯乙烯的结晶形态来改善其性能。
例如,通过改变聚苯乙烯的结晶形态,可以调节其热稳定性和形貌稳定性。
此外,也可以利用压缩、拉伸、加热等力学或热力学处理方法来改变聚苯乙烯的结晶行为,进而改善其性能。
表面改性法表面改性法是通过改变聚苯乙烯的表面性质来改善其润湿性、粘接性等性能。
例如,通过使用等离子体处理、电子束照射、化学修饰等方法,可以在聚苯乙烯表面形成一层改性层,提高其润湿性和粘接性。
此外,还可以通过在聚苯乙烯表面形成纳米结构等方式来改变其表面形貌和性能。
综上所述,聚苯乙烯改性方法有填充剂改性法、共混改性法、化学改性法、物理改性法和表面改性法等。
通过选择合适的改性方法,可以有效改善聚苯乙烯的性能,扩展其应用领域,满足特定需求。
然而,在进行聚苯乙烯改性时,需要考虑材料的成本、加工工艺以及最终产品的使用要求,以综合评估选择最合适的改性方法。
废聚苯乙烯在中间相沥青形成中的改性效应的开题报告
废聚苯乙烯在中间相沥青形成中的改性效应的开题报告
背景:
废聚苯乙烯是一种可再生资源,可以通过熔融吹塑、挤出、压缩成型等工艺加工成各种制品,如树脂、泡沫材料、容器等。
然而,由于废聚苯乙烯自身特性的限制,
其在中间相沥青形成中的应用效果并不理想,因此需要对其进行改性,以提高其在中
间相沥青形成中的应用性能。
研究目的:
本研究旨在探究废聚苯乙烯在中间相沥青形成中的改性效应,以确定其在其中的最佳应用方式,并为其在实际工程中的应用提供理论依据。
研究内容及方法:
1. 对废聚苯乙烯进行化学改性,利用FTIR、DSC等分析方法对改性前后的化学
结构、热性质等进行分析;
2. 借助中间相沥青形成实验,评价改性废聚苯乙烯在其中的应用效果,并对其导热系数、柔韧性、耐久性等性能进行测试,从而确定其最佳应用方式;
3. 通过对比不同改性方法的效果,确定最佳改性方法,并对其进行优化。
预期结果及意义:
通过本研究,将确定废聚苯乙烯在中间相沥青形成中的最佳应用方式和改性方法,为其在实际应用中提供理论支持和指导。
此外,本研究还将为废聚苯乙烯的再生利用
提供新的思路和实践经验,推动环保产业的发展。
改性聚苯乙烯是什么
改性聚苯乙烯是一种经过改性处理后具有优良性能的聚合物。
在改性聚苯乙烯加工过程中,通常会添加各种添加剂,以改善其机械性能、热稳定性、耐候性等特性。
改性聚苯乙烯具有出色的机械性能,其强度和刚度高于传统的聚苯乙烯。
这使得改性聚苯乙烯在工程领域得到广泛应用,用于制造高强度结构件。
同时,改性聚苯乙烯还具有良好的耐冲击性,可以承受较大的冲击载荷而不发生破裂,因此在汽车零部件、电子设备外壳等需要抗冲击性能的领域有着重要的应用价值。
热稳定性是改性聚苯乙烯的另一个重要特性。
通过添加热稳定剂等添加剂,可以有效提高改性聚苯乙烯的热稳定性,使其能够在高温环境下保持稳定的性能。
这使得改性聚苯乙烯在电子电器领域得到广泛应用,用于制造高温耐受的电子元件、绝缘材料等。
此外,改性聚苯乙烯还具有优秀的耐候性。
在户外环境中,聚苯乙烯往往会受到紫外线、氧气等外部环境的影响,导致材料的老化和性能的下降。
通过添加抗氧剂等添加剂,可以有效提高改性聚苯乙烯的耐候性,使其能够在户外环境中长时间使用而不发生老化。
改性聚苯乙烯在建筑、汽车、电子电器等领域有着广泛的应用。
在建筑领域,改性聚苯乙烯用于制造隔热材料、保温材料等,能够有效提高建筑物的节能性能。
在汽车领域,改性聚苯乙烯常用于制造汽车内饰件、外观件等,能够提高汽车的安全性和外观质感。
在电子电器领域,改性聚苯乙烯广泛应用于电子元器件、绝缘材料等,能够提供良好的保护性能和电气绝缘性能。
综上所述,改性聚苯乙烯是一种经过改性处理后具有优良性能的聚合物。
它具有出色的机械性能、热稳定性和耐候性,广泛应用于建筑、汽车、电子电器等领域。
改性聚苯乙烯的应用不仅能提高产品的性能和质量,还能满足人们对于节能、安全和环保的需求。
随着科技的发展和人们对材料性能要求的不断提高,相信改性聚苯乙烯在未来会有更广阔的应用前景。
一种聚苯乙烯亲水性的方法
一种聚苯乙烯亲水性的方法聚苯乙烯是一种水不溶的高分子材料,因此改善聚苯乙烯的亲水性是一项重要的研究课题。
以下是一种常见的改善聚苯乙烯亲水性的方法。
第一种方法是通过物理改性来提高聚苯乙烯的亲水性。
一种常见的物理改性方法是利用等离子体处理。
等离子体处理是将聚苯乙烯暴露在等离子体环境中,通过等离子体的高能量和活性粒子对聚苯乙烯表面进行物理改变的一种方法。
等离子体处理可以产生大量的官能团,如羟基、醇基和羧基等,这些官能团可以增加聚苯乙烯表面的极性,从而提高其亲水性。
第二种方法是通过化学改性来提高聚苯乙烯的亲水性。
一种常见的化学改性方法是在聚苯乙烯分子链中引入含氮官能团。
含氮官能团可以增加聚苯乙烯分子链的极性,从而提高其亲水性。
这可以通过合成具有含氮官能团的共聚物来实现,或者通过将聚苯乙烯与含氮官能团的反应物反应来实现。
第三种方法是通过表面涂覆来提高聚苯乙烯的亲水性。
表面涂覆是将聚苯乙烯表面覆盖一层具有较高亲水性的材料,从而改变其表面性质的一种方法。
常用的表面涂覆材料包括聚乙烯醇、聚丙烯酸和聚乙烯醇酸等。
这些材料具有较高的亲水性,可以在聚苯乙烯表面形成一层亲水的保护膜,提高其亲水性。
第四种方法是通过添加剂改善聚苯乙烯的亲水性。
聚苯乙烯作为一种高分子材料,可以通过添加一些亲水性的化合物来提高其亲水性。
常用的添加剂包括亲水性改性剂、界面活性剂和表面改性剂等。
这些添加剂可以与聚苯乙烯发生物理或化学反应,从而增加其亲水性。
综上所述,改善聚苯乙烯亲水性的方法包括物理改性、化学改性、表面涂覆和添加剂等。
这些方法可以提高聚苯乙烯表面的极性和亲水性,使其更容易与水相互作用,从而具有更广泛的应用前景。
年产10万吨聚苯乙烯塑料项目可行性研究报告(完美优质版)
年产10 万吨聚苯乙烯(塑料)项目可行性研究报告1.项目总论本章综合叙述本研究报告中各部分的主要问题和研究结论,并对项目的可行与否提出最终建议,为可行性研究的审批提供方便。
1.1 项目背景1.1.1 项目概况项目名称:年产10 万吨聚苯乙烯项目;项目承办单位:四川大学高分子科学与工程学院;项目负责人:闻天骄,韩鸽,陈凯,罗迹;项目拟建地点:浙江省项目总投资:项目所需总投资额为25000 万元,其中固定资产投资12000 万元,流动资金13000 万元;占地面积:200 亩;资金来源:项目投资资金全部由企业自筹。
1.1.2 研究工作依据1)《国务院办公厅关于印发危险化学品安全综合治理方案的通知》国办发〔2016〕88 号;2)《国务院办公厅关于印发控制污染物排放许可制实施方案的通知》国办发〔2016〕81 号;3)《国民经济行业分类(GBT4754-2011》2016年10月12日;4)《外商投资产业指导目录》(2015年修订);5)《浙江省人民政府办公厅关于推进绿色建筑和建筑工业化发展的实施意见》浙政办发〔2016〕111 号;6)《浙江省安全生产条例(2016 年修订)》浙江省人民代表大会常务委员会公告第45号;7)《浙江省人民政府关于促进加工贸易创新发展的实施意见》浙政发(2016)29 号;8)《宁波市大气污染防治条例》2016 年7 月 1 日;;9) 《关于印发宁波市信息经济发展三年行动计划( 2016-2018 )的通知》宁波市信息经济发展工作领导小组办公室,,2016 年8 月12 日;10) 《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定(修订本) 》,化建发[1997]426 号,1997年8月1日;11) 国家发展和改革委员会、建设部颁发的《建设项目经济评审方法与参数》(第三版)及建设部有关设计规范、标准;1.1.3 研究工作概况1) 项目建设的必要性聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS)是一种无色透明的热塑性塑料。
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聚苯乙烯的改性研究及其应用现状成型0801班周昌乐 200848030123摘要:主要介绍了聚苯乙烯( PS )的改性方法及其在各领域的应用研究进展。
指出共混改性依然是PS目前主要的改性方法。
强调了随着研究工作的深入,纳米材料改性等新的方法将也将有大的突破,必然伴随着PS应用领域的不断发展。
关键词:共混改性;相容性;控制释放;降解材料;缓释材料Abstract: It mainly introduced the modification methods of polystyrene (PS) and their applications in various fields. Pointed out that the blending modified is still main methods of PS modification at present. Emphasized the research work with deep, nanometer material and so on the new modification methods will will also have big breakthrough, is accompanied by the development of the application field of PS.Key words: Polystyrene;Blending modification;Compatibility;Degradable material;Sustained release material聚苯乙烯( PS ) 具有透明、成型性好、刚性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点,在包装、电子、建筑、汽车、家电、仪表、日用品和玩具等行业已得到广泛应用。
但PS较脆,耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差,热变形温度相对较低( 7 0 - - 9 8 "C) ,冲击强度也不高。
因而,在PS不显著损失模量的前提下增加其韧性,获得综合性能优良的PS合金材料就成为当前人们关注的一个重要课题。
历年来,科学家们不断研究提高PS性能的方法,同时也扩大了其应用领域。
本文拟就聚苯乙烯改性方法和其应用领域做一综述。
1、PS的改性方法研究进展1.1 、PS的共混改性所谓共混改性是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀,且力学、热学、光学等性能得到改善的新材料的过程。
共混不仅是聚合物改性的重要手段,而且也是开发新材料的重要途径。
1.1.1、用聚烯烃(PE)改性PSPE具有优良的柔性和抗冲击性能,因而有利于提高聚苯乙烯的韧性。
但是PS和PE是两种不相容的高聚物,简单共混得不到理想合金,必须加入相容剂。
1.1.1.1、非反应性共混改性七十年代初,Barenten和Heikens [1 , 2]用接枝共聚物PS- g- PE增容PS/PE体系。
结果表明,加入PS - g - PE能提高PS/PE体系的拉伸和冲击强度,使分散相尺寸减小。
谢文炳[ 3;4 ]研究了PS/PE共混体系的抗冲强度、拉伸强度和弯曲强度与增容剂S EBS ( 氢化乙苯胶) 含量的关系。
还就PE 、PS的分子量对PS/PE共混体系的影响做了研究,并提出,PE相对分子量增大不会影响共混物拉伸强度而能提高其冲击强度;而PS相对分子量增大,共混体系的冲击强度增加,但韧性下降。
Tjongt5研究了PS/PE/SEBS ( S E B S是增容剂) 体系,发现S E B S共混而增加其抗冲强度。
1.1.1.2、反应性共混改性早在1988年,PE t e r就用反应挤出共混制备了PS/PE共混物,并研究了不同分子量的PE 、PS及不同添加剂含量对共混物性能的影响。
但他没能就减小PS、PE内部交联和链降解的问题提出解决办法。
1 9 9 1 年T e h和R u d i n t T l 将引发剂、偶联剂溶于苯乙烯单体中,在PE 、PS双螺杆共混挤出时加入该苯乙烯单体,从而减小了PE的自身偶联,增加了PS和PE间的接枝反应。
B a k e d 0 1 将R PS ( 嗯唑啉官能化PS ) C PE ( 羧基化PE ) 、PE 、PS同时加入双螺杆挤出机中,结果表明该法所得共混物性能比用PS ·g - PE 增容的PS/PE性能更好。
徐伟强[ 9 ] 等将R PS ( 嗯唑啉官能化PS ) 和MPE ( 马来酸酐接枝PE ) 加入反应式挤出机进行熔融共混挤出,研究表明MPE/R PS反应共混体系的断裂伸长率及拉伸强度比RPS/PE的大:R PS/MPE反应性共混物具有部分交联结构,反应共混使MPE的结晶度及熔点均降低。
1.1.2、聚烯烃( P P )共混改性聚丙烯拉伸强度高丁PS ,表面硬度也高于PS和ABS ,耐热性能也较好。
因而将其与PS共混可望提高PS热性能。
但P P与PS不相容,故P P和PS共混必须加入增容剂。
用表面处理后的硅填充PS/P P体系能增加聚合物界面间的粘合力,提高PS/P P体系拉伸强度[10] 。
RPS -MPP ( 马来酸酐官能化聚丙烯) 对PS/PP体系有较好的反应增容效果[11]。
有研究报道,熔融共混法制取的PS/P P体系有PS -g - P P接枝物生成[12]。
1.1.3、用工程塑料改性PS1.1.3.1、PS/P C共混体系P C ( 聚碳酸酯) 、PS均为透明塑科,P C性能优异,抗蠕变性能好,使用温度为-1 10 ℃~1 4 0 ℃,可见光透过率达9 0 %以上.并且,PS 、P C折光率相近,两者共混,可取长补短.PS的热稳定性、强度及韧性也可得到提高。
PC和PS结构中都有苯环,用DSC分析PC/PS共混物表明[13] 。
P C的玻璃化温度降低,而PS的玻璃化温度升高,即两组分的Tg互相靠拢,说明P C与PS可部分相容。
K u n o n .T [14]报道,部分相容的PC/PS受到外力作用时.因其相界面应力分布均匀连续,故冲击和拉伸外力使共混物产生银纹和剪切带,从而使PC/PS共混物力学性能提高。
研究表明R PS对PS/PC共混体系有较好的增容效果[l5]。
PSt - g - MA H(苯乙烯接枝马来酸酐共聚物)、SBS-g-MAH等增容剂也可用来增容P C/PS共混体系[16] 。
聚乙烯接枝马来酸锌( PE-g-MAZn) 离聚体对PC/PS体系增容作用也较显著[17]。
1.1.3.2、PS/P A共混体系尼龙是结晶性聚合物,抗拉强度高于金属,抗压强度与金属接近。
其抗冲强度比通用塑料高得多,并且随水分含量的增多抗冲强度提高,耐油、耐溶剂性能好、使用温度为- 4 0 ℃100℃。
因而对提高PS的韧性非常有利。
Haipeng Li[18] 分别用磺化聚苯乙烯( HSPS) 和磺化聚苯乙烯锌盐( ZnSPS)作为增容剂。
用DMA、SEM、DS C和摆锤冲击法研究了PS/P A1010共混体系的性能。
结果表明,HS PS比ZnSPS的粘度小,HS PS的增容效果比ZnSPS好;HSPS使P A基体结晶度下降,而Z n S PS则使P A的结晶度略有上升:当离聚体含量为PS基体的2 0w t%时,共混物的冲击强度达到最大值。
Jo.Won H o等[l9]用MAH官能化PS(即MPS ) 与PA6进行反应性共混,通过检测共混物相态、流动性能和拉伸性能表明MPS/PA6体系的各项性能比PS/PA6的简单共混体系有显著变化。
并且,高分子量的MPS对PS/PA6体系的增容效果优于低分子量的MPS。
1.1.3.3、PS/PMMA共混体系PMMA是透明性和耐候性均较好的塑料。
PS与之共混可望提高其耐热性而不影响体系的透明性。
据文献报道[20],将St/MMA( 苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯无规共聚物)、PS-g-MMA 和P (St-b-MMAX)(苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物)相比,P (St-b-MMA)对PS/PMMA 体系有最好的增容效果。
1.1.4、用弹性体改性PS夏新江[21]用凝聚包覆法制备粒径小于l mm的SBR-g-S t粉末,并将其与PS共混。
结果表明,当SBR-g-St熔体流动速率为24. 3,接枝率为28 .1%,SBS-g-St中SBS与接枝St 的质量比为65/35时共混物的无缺口冲击强度可达48.5 k J/m,是未增容PS的21.6倍:但其弯曲强度和拉伸强度有所下降。
1.2、PS的共聚改性通过共聚方法使苯乙烯单体与第二单体共聚,主要为嵌段共聚或接枝共聚,这样通过引入柔性链段既保持了问规聚苯乙烯原有的优良性能,又提高了它的韧性,并改善了加工性能。
文献[22]已对SPS (间规聚苯乙烯)改性中的磺化、卤化、乙酰化,接枝改性,苯乙烯与a-烯烃、二烯烃共聚等化学方法做了介绍。
1.2.1、嵌段共聚SPS与其他聚烯烃的共混相容性较低,两者共聚则所得产物兼具刚性和韧性。
第二单体一般为a-烯烃。
林尚安、祝方明、伍青等[23]分别采用CpTi (OPh) 3/MAO、CpTi (OCH2CH3) 3/MAO、C p T i ( O B z ) J MAO、CpTi (OBz)3/MAO和CpTi(O- n-Pr)~MAO等催化体系,合成sPS-b - PE 、s PS -b - P o l y ( S - c o - E ) 、s PS - b - a P P 、s PS - b - P B嵌段共聚物。
他们还以C p * T i ( O B z ) j mMAO/T I B A为催化体系,先加丙烯聚合,抽除剩余丙烯,再加入苯乙烯进行共聚合,得到了P P-b - s PS嵌段共聚物。
总之,用茂金属催化剂催化苯乙烯与第二单体共聚,既保持了聚苯乙烯的刚性,又增强了柔性。
但目前还存在着催化共聚活性较低、产物多为共聚物和均聚物的混合物等问题,且组成较难控制。
此外,有关共聚单体对共聚物结晶性能影响的报道不多。
1.2.2、接枝共聚及功能化Dong等[24]用Cp*Ti(OMe)3/MAO合成了苯乙烯与其含硼衍生物的共聚物,并对产物的硼基团进行氧化或氢氧化,而氧化后的基团又可作为制sPS-g-PMMA的自由基引发剂。
Se noo等[25]研究了sPS基接枝聚合物的多晶现象,发现当aPS接枝链含量高时呈无定型,还详细讨论了接枝链对共聚物结晶度的影响。
1.3、PS的纳米改性纳米无机粒子由于自身独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效应,其性能与一般的粉体材料和块状材料有显著的区别。
纳米粒子的超微尺寸和表面活性效应能够对聚合物材料内部的缺陷进行极好的修饰,并可最大限度地减少内部残留的活性基团,从而大幅度提高聚合物材料的强度、韧性、耐老化性能和耐热性能。