聚苯乙烯增韧机理研究
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一
５ ０ 一 一 技术交流
２ 石 Ｏ 油 和化 工 设备
１ ６ 年第 １ ９ 卷
聚苯 乙烯增韧机理研究
丁 云 江
（ 中船重工鹏力 （ 南京）塑造科技有 限公司 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ｏ ｏ ｏ ）
［ 摘 要］聚苯 乙烯是一种热塑性树脂 ，因其价 格低 廉且 容易加 工成型 ，收缩率 小，易控制制品尺寸，应用极 为广泛。聚苯 乙烯树脂 主要 应用于制造 日常生活 中的一次性发 泡餐 具 、包装材料 、饮 品包材 、玩具 、汽车零 部件 、建筑材料 、电器及 家 用制 品等。通常聚苯 乙烯树脂 为非 晶态无规共 聚物，具有优 良的绝缘 、绝热及透 明性 ，长期使 用温度为０ － ７ Ｏ ℃，聚苯 乙烯 其分子链 中，含有 刚性的苯环结构 ，其制品脆性 大，受到外界应力后 ，极 易开 裂，影 响产 品使 用功能，为此改善聚苯 乙烯 的脆性 ，提 高并增加韧性 ，是一重 大研究课题 。
链 段 起 到 物 理 交 联 点 的 作 用 ，从而 使 材 料 表 现 出 橡胶 的特性 ， 因此称 之为 热 塑性 弹性 体 。Ｓ Ｂ Ｓ 结 构 中含有 两 个相 ： 聚丁 二烯相 一 连续 相 、聚 苯 乙烯相 ． 分散 相 。Ｓ Ｂ Ｓ 中分散 相 聚苯 乙烯 单体均 匀地 分散 到 聚丁二 烯 连 续相 中。刘 万 军等 人 认为 【 １ １ Ｓ ＢＳ 增 韧 的 影 响 因素 ，可 分为 内部 因 素 和 外 部 因 素 ，橡 胶 粒
［ 关键 词］ 聚苯 乙烯 ；脆性 ；增韧 ；研 究
１苯 乙烯 ． 丁二烯。 苯 乙烯 （ Ｓ ＢＳ ） 增 韧 聚 苯 乙烯
（ Ｐ Ｓ）
是材 料 增 韧 体 系 中获 得 较 高冲 击 性 的前 提 条件 ， 大量 文 献 证 实 ， 比较 弱 的 界面 张 力 使 得 橡 胶粒 子
能 ， 目前 不 论 是接 枝 共 聚增 容 、嵌 段 还 是 反应 共 混 偶 联 等 等 ，基 本 的 出发 点 都 是 为 了 改 善 界面 张 力性 能 。Ｄ ｕ ｒ ｓ ｔ 等 在研 究Ｐ Ｓ ／ Ｓ ＢＳ 共 混 时发 现 ，随 着 Ｓ Ｂ Ｓ 中 聚 苯 乙 烯 单体 部 分 含量 的 增 加 ，冲 击 韧 性 可 达 到 一 个 最 大 值 ，然 后逐 渐 降 低 。多 次 试 验 显 示 ，Ｓ Ｂ Ｓ 添加 量 在 ３ ～１ ０ ％之 间 ，低 于 ３ ％，基 本 没 有 增韧 的 效果 ，超过 ｌ ０ ％，制 品过 于 柔软 ，刚度 不 够 ，测 试效 果见 表 １ 。
子 和 基 材 问要 达 到 一 定 的 粘 结 强度 ， 一直 被 认 为
表１ 不同 比例的Ｓ Ｂ Ｓ 增韧Ｐ ｓ 的制 品效果 （ 每个 配方取５ ０ 只样品测试 ）
序 号 １ ２ ３ ４ ５ ６ 配 比 Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｓ Ｂ Ｓ 占比 ０ ２ ％ ３ ％ ５ ％ ８ ％ １ Ｏ ％ 刚 度 刚度 大 刚度 大 刚 度 较 大 刚 度 较 大 刚 度 一 般 刚 度 一 般 破 裂 全 破 裂 全破 裂 ２ 只 破 裂 ３ Ｒ 破 裂 ｉ 只 破裂 １ 只破 裂 备 注 Ｐ Ｓ ：道 达 尔４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ ｌ
Ｋ树 脂 是 美 ［ ￣ｐ ｈ ｉ ｌ ｌ ｉ ｐ ｓ 公司于１ ９ ７ １ 年 研 发 成 功 的 ， 苯 乙烯 ． 丁二烯 共聚热 塑性树 脂 （ Ｓ Ｂ Ｃ）于
作者简介 ：丁云江 （ １ ９ ７ ７ 一），男，安徽合肥人 ， 材料科学与工
程专 业毕业 ，学士学位 ，中级 工程师 。研 究方向为工程 塑料的改 性、成型工艺及设备安装与调试。
增 韧 后 ，抗 冲 击 性 能 得 到极 火 增 强 ，Ｐ Ｓ 的透 明度 则 可 保 持 ，试验 表 明 ， 当Ｋ树 脂 含量 低 Ｆ２ ％时 ， 增 韧 效 果 不 明 显 ， 当加 到 ３ ％、４ ％时 ，拉 伸 率 提 高 了１ ０ ％，当 加 到５ ％以上 时 ，拉 伸 率 急剧 卜升达
以苯 乙烯 、 丁二 烯 为 单 体 ， 以烷 基锂 为 引发 剂 ， 采 用 阴离 子 溶 液 共 聚 技 术 而 合 成 的 一 种 嵌段 共 聚
物 ，具 有较 好 的抗冲 击性 和极 高 的透 明性 。
第１ ］ 期
丁 云 江 聚 苯 乙 烯 增 韧机 理研 究
Ｉ ９ ７ ２ 年ｌ ｏ Ｒ在 德 克萨 斯州 的Ｂ ｏ ｒ ｇ ｅ ｒ ３ ２ 厂 进行 工业 化 量产 ，１ ９ ７ ９ 年４ 月在 德 克萨 斯州 的Ａｄ ａ ｍｓ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ 联
Ｓ Ｂ Ｓ 是苯 乙烯 与丁 二烯 的嵌 段共 聚物 。受热后 材 料 流 动性 较 好 ，但 也 不 至 于 断 裂 ，容 易加工 成 型 ， 具有 橡 胶 和 热 塑 性 兼 有 的 功 能 。冷 却 到室 温 后 ， 聚苯 乙烯 链 段 集 成 玻 璃 态 微 区 ，对 聚二 丁 烯
的作 用 力 较 小 ，对 韧 性 的提 高 没 有 特 别 明 显 的效 果 ，应 力 过 于 集 中 ，很 容 易 引起 宏 观 上 的 剥离 性
７
８
Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ
Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ
Βιβλιοθήκη Baidu
ｌ ２ ％
ｌ ５ ％
刚度差 ，偏软
刚度 很 差 ，很 软
０ 只破裂
０ 只 破裂
Ｐ Ｓ ：道达 尔４ ２ ４ １
Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １
２用 Ｋ 胶 （ Ｋ树值 ）增 韧Ｐ Ｓ Ｋ胶 又称 为 Ｋ树 脂 、 丁 苯 透 明 抗 冲 树 脂 ，是
５ ０ 一 一 技术交流
２ 石 Ｏ 油 和化 工 设备
１ ６ 年第 １ ９ 卷
聚苯 乙烯增韧机理研究
丁 云 江
（ 中船重工鹏力 （ 南京）塑造科技有 限公司 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ｏ ｏ ｏ ）
［ 摘 要］聚苯 乙烯是一种热塑性树脂 ，因其价 格低 廉且 容易加 工成型 ，收缩率 小，易控制制品尺寸，应用极 为广泛。聚苯 乙烯树脂 主要 应用于制造 日常生活 中的一次性发 泡餐 具 、包装材料 、饮 品包材 、玩具 、汽车零 部件 、建筑材料 、电器及 家 用制 品等。通常聚苯 乙烯树脂 为非 晶态无规共 聚物，具有优 良的绝缘 、绝热及透 明性 ，长期使 用温度为０ － ７ Ｏ ℃，聚苯 乙烯 其分子链 中，含有 刚性的苯环结构 ，其制品脆性 大，受到外界应力后 ，极 易开 裂，影 响产 品使 用功能，为此改善聚苯 乙烯 的脆性 ，提 高并增加韧性 ，是一重 大研究课题 。
链 段 起 到 物 理 交 联 点 的 作 用 ，从而 使 材 料 表 现 出 橡胶 的特性 ， 因此称 之为 热 塑性 弹性 体 。Ｓ Ｂ Ｓ 结 构 中含有 两 个相 ： 聚丁 二烯相 一 连续 相 、聚 苯 乙烯相 ． 分散 相 。Ｓ Ｂ Ｓ 中分散 相 聚苯 乙烯 单体均 匀地 分散 到 聚丁二 烯 连 续相 中。刘 万 军等 人 认为 【 １ １ Ｓ ＢＳ 增 韧 的 影 响 因素 ，可 分为 内部 因 素 和 外 部 因 素 ，橡 胶 粒
［ 关键 词］ 聚苯 乙烯 ；脆性 ；增韧 ；研 究
１苯 乙烯 ． 丁二烯。 苯 乙烯 （ Ｓ ＢＳ ） 增 韧 聚 苯 乙烯
（ Ｐ Ｓ）
是材 料 增 韧 体 系 中获 得 较 高冲 击 性 的前 提 条件 ， 大量 文 献 证 实 ， 比较 弱 的 界面 张 力 使 得 橡 胶粒 子
能 ， 目前 不 论 是接 枝 共 聚增 容 、嵌 段 还 是 反应 共 混 偶 联 等 等 ，基 本 的 出发 点 都 是 为 了 改 善 界面 张 力性 能 。Ｄ ｕ ｒ ｓ ｔ 等 在研 究Ｐ Ｓ ／ Ｓ ＢＳ 共 混 时发 现 ，随 着 Ｓ Ｂ Ｓ 中 聚 苯 乙 烯 单体 部 分 含量 的 增 加 ，冲 击 韧 性 可 达 到 一 个 最 大 值 ，然 后逐 渐 降 低 。多 次 试 验 显 示 ，Ｓ Ｂ Ｓ 添加 量 在 ３ ～１ ０ ％之 间 ，低 于 ３ ％，基 本 没 有 增韧 的 效果 ，超过 ｌ ０ ％，制 品过 于 柔软 ，刚度 不 够 ，测 试效 果见 表 １ 。
子 和 基 材 问要 达 到 一 定 的 粘 结 强度 ， 一直 被 认 为
表１ 不同 比例的Ｓ Ｂ Ｓ 增韧Ｐ ｓ 的制 品效果 （ 每个 配方取５ ０ 只样品测试 ）
序 号 １ ２ ３ ４ ５ ６ 配 比 Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ Ｓ Ｂ Ｓ 占比 ０ ２ ％ ３ ％ ５ ％ ８ ％ １ Ｏ ％ 刚 度 刚度 大 刚度 大 刚 度 较 大 刚 度 较 大 刚 度 一 般 刚 度 一 般 破 裂 全 破 裂 全破 裂 ２ 只 破 裂 ３ Ｒ 破 裂 ｉ 只 破裂 １ 只破 裂 备 注 Ｐ Ｓ ：道 达 尔４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １ Ｐ ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ ｌ
Ｋ树 脂 是 美 ［ ￣ｐ ｈ ｉ ｌ ｌ ｉ ｐ ｓ 公司于１ ９ ７ １ 年 研 发 成 功 的 ， 苯 乙烯 ． 丁二烯 共聚热 塑性树 脂 （ Ｓ Ｂ Ｃ）于
作者简介 ：丁云江 （ １ ９ ７ ７ 一），男，安徽合肥人 ， 材料科学与工
程专 业毕业 ，学士学位 ，中级 工程师 。研 究方向为工程 塑料的改 性、成型工艺及设备安装与调试。
增 韧 后 ，抗 冲 击 性 能 得 到极 火 增 强 ，Ｐ Ｓ 的透 明度 则 可 保 持 ，试验 表 明 ， 当Ｋ树 脂 含量 低 Ｆ２ ％时 ， 增 韧 效 果 不 明 显 ， 当加 到 ３ ％、４ ％时 ，拉 伸 率 提 高 了１ ０ ％，当 加 到５ ％以上 时 ，拉 伸 率 急剧 卜升达
以苯 乙烯 、 丁二 烯 为 单 体 ， 以烷 基锂 为 引发 剂 ， 采 用 阴离 子 溶 液 共 聚 技 术 而 合 成 的 一 种 嵌段 共 聚
物 ，具 有较 好 的抗冲 击性 和极 高 的透 明性 。
第１ ］ 期
丁 云 江 聚 苯 乙 烯 增 韧机 理研 究
Ｉ ９ ７ ２ 年ｌ ｏ Ｒ在 德 克萨 斯州 的Ｂ ｏ ｒ ｇ ｅ ｒ ３ ２ 厂 进行 工业 化 量产 ，１ ９ ７ ９ 年４ 月在 德 克萨 斯州 的Ａｄ ａ ｍｓ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ 联
Ｓ Ｂ Ｓ 是苯 乙烯 与丁 二烯 的嵌 段共 聚物 。受热后 材 料 流 动性 较 好 ，但 也 不 至 于 断 裂 ，容 易加工 成 型 ， 具有 橡 胶 和 热 塑 性 兼 有 的 功 能 。冷 却 到室 温 后 ， 聚苯 乙烯 链 段 集 成 玻 璃 态 微 区 ，对 聚二 丁 烯
的作 用 力 较 小 ，对 韧 性 的提 高 没 有 特 别 明 显 的效 果 ，应 力 过 于 集 中 ，很 容 易 引起 宏 观 上 的 剥离 性
７
８
Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ
Ｐ Ｓ ＋ Ｓ Ｂ Ｓ
Βιβλιοθήκη Baidu
ｌ ２ ％
ｌ ５ ％
刚度差 ，偏软
刚度 很 差 ，很 软
０ 只破裂
０ 只 破裂
Ｐ Ｓ ：道达 尔４ ２ ４ １
Ｐ Ｓ ：道 达 尔 ４ ２ ４ １
２用 Ｋ 胶 （ Ｋ树值 ）增 韧Ｐ Ｓ Ｋ胶 又称 为 Ｋ树 脂 、 丁 苯 透 明 抗 冲 树 脂 ，是