聚苯乙烯polystyrene
沿革 聚苯乙烯于1839年由天然樹(shù)脂香脂中的一種揮發(fā)性油制得。1930年，德國(guó)法本公司首先以連續(xù)（流動(dòng)）本體聚合法試生產(chǎn)，1935年正式工業(yè)化，裝置年產(chǎn)能力大約300t。第二次世界大戰(zhàn)后，聚苯乙烯的生產(chǎn)在產(chǎn)量、品種、裝置能力和技術(shù)水平上均取得了較大的發(fā)展。到1981年末，全世界已擁有苯乙烯樹(shù)脂工廠 112座，裝置142套，年總生產(chǎn)能力9.8Mt，僅次于聚乙烯和聚氯乙烯，居通用塑料第三位。美國(guó)（最大生產(chǎn)國(guó)）在1985年初運(yùn)行裝置能力3.231Mt。中國(guó) 1958年開(kāi)始生產(chǎn)聚苯乙烯，1985年總生產(chǎn)能力達(dá)50kt。
生產(chǎn)方法 苯乙烯極易在熱作用下形成自由基，進(jìn)行自由基聚合，或在自由基引發(fā)劑、離子型催化劑存在下聚合生成聚苯乙烯。工業(yè)上的主要生產(chǎn)方法有本體聚合、懸浮聚合和乳液聚合。均聚物的生產(chǎn)主要是本體法和懸浮法，共聚物則多采用懸浮法和乳液法。近年來(lái)，產(chǎn)量較大的共聚產(chǎn)品已開(kāi)始采用本體法生產(chǎn)，離子聚合技術(shù)也用于生產(chǎn)個(gè)別新品種樹(shù)脂。
?、俦倔w聚合法 有連續(xù)(流動(dòng))式和間歇式兩類(lèi)，共同的核心技術(shù)是排除反應(yīng)熱。連續(xù)本體聚合一般不加引發(fā)劑，在熱作用下聚合。現(xiàn)代工業(yè)采用三種連續(xù)聚合流程。巴斯夫公司的本體聚合流程（圖1a）
間歇式本體聚合的基本工藝是30～40年代形成的。采用間歇聚合的設(shè)備年生產(chǎn)能力一般都在幾千噸以下。其特點(diǎn)是產(chǎn)品中單體含量少，易于控制，設(shè)備投資低，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作費(fèi)用高。
?、趹腋【酆戏ā【酆蠒r(shí)采用純氮加壓，水與苯乙烯之比為1～3:1，以鈣、鋇、鎂的磷酸鹽和烷基苯磺碘酸鹽或其他水溶性聚合物為懸浮劑和保護(hù)膠體，兼用一種以上的有機(jī)過(guò)氧化物作引發(fā)劑。一般約在90℃開(kāi)始聚合，110～115℃下聚合完全。苯乙烯聚合熱較低，可采用比氯乙烯聚合釜(100～200m3)更大的容積。生產(chǎn)中應(yīng)控制最大聚合速率與平均速率之比為2～3.5，并防止在聚合物的濃度為30％～70％時(shí)發(fā)生凝聚。
?、廴橐壕酆戏ā∫话阌糜谏a(chǎn)苯乙烯共聚物和高分子量的均聚物，有間歇式和連續(xù)式兩種工藝，工業(yè)上大多采用后者。
聚合物類(lèi)型 苯乙烯的聚合物分均聚物和共聚物。
苯乙烯均聚物 主要品種有通用聚苯乙烯(即PS)和可發(fā)性聚苯乙烯（即EPS）。后者主要由苯乙烯中加入發(fā)泡劑（如戊烷）進(jìn)行加壓懸浮聚合制得。PS通常為無(wú)定形結(jié)構(gòu)，密度1.04～1.065g/cm3，無(wú)色透明、高光澤、剛性、無(wú)毒無(wú)臭，具有優(yōu)異的電絕緣性、高頻介電性和耐電弧性，是電氣性能特別優(yōu)異的幾種高分子材料之一。但性脆，易發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂，耐熱性低，耐光性差，不耐烴、酮、酯等化學(xué)品。PS是流動(dòng)性很好的熱塑性樹(shù)脂，常用注射成型生產(chǎn)制品，也可適應(yīng)擠出和吹塑成型，常用于工業(yè)裝飾、照明指示和電子器件，也是制造一次性餐具、玩具等的廉價(jià)材料。EPS主要用于制作防震包裝和絕熱用的硬質(zhì)泡沫塑料。
苯乙烯共聚物 為了提高聚苯乙烯的抗沖擊強(qiáng)度，降低脆性，開(kāi)發(fā)了許多共聚品種。主要有：
①抗沖聚苯乙烯 簡(jiǎn)稱(chēng)IPS，由橡膠微粒分散在聚苯乙烯連續(xù)相中，形成橡膠改性聚苯乙烯。其抗沖性能與橡膠含量(5％～30％)和摻入橡膠的方法有關(guān)，可分為中抗沖、高抗沖和超高抗沖型。1942年，由德國(guó)法本公司首先投產(chǎn)。IPS 的生產(chǎn)方法有接枝共聚法和機(jī)械混煉法。工業(yè)上主要采用連續(xù)本體和本體－懸浮兩種接枝共聚工藝。IPS具有PS的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)，如剛性、易染色、易成型，且抗沖強(qiáng)度和耐應(yīng)力開(kāi)裂性顯著提高，但抗張強(qiáng)度和透明性有所下降，適于制作包裝材料、容器和家具等。
?、贏S樹(shù)脂 丙烯腈和苯乙烯的共聚物（又稱(chēng) SAN或PSAN）。丙烯腈的含量一般為20％～35％，該組成范圍內(nèi)的共聚產(chǎn)物透明，耐溶劑性?xún)?yōu)良，抗彎、抗沖、抗張強(qiáng)度和耐應(yīng)力開(kāi)裂性均明顯提高。AS樹(shù)脂可由本體、懸浮或乳液法生產(chǎn)，適于注射、擠出或吹塑成型法制成各種電器產(chǎn)品外殼、設(shè)備手柄、透明罩和家具等，但主要是作生產(chǎn)ABS樹(shù)脂的摻混料。
?、跘BS樹(shù)脂 由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯組成的共聚物。1946年，美國(guó)橡膠公司首創(chuàng)了混煉制造法。1954年，美國(guó)博格-華納公司的馬邦化學(xué)品部開(kāi)發(fā)了化學(xué)接枝法。在苯乙烯樹(shù)脂中，ABS是發(fā)展最快的品種，產(chǎn)量約占苯乙烯樹(shù)脂的1/4，是一種用途廣、消費(fèi)量大的工程塑料。
ABS實(shí)際上是共聚物和均聚物的共混體，由彈性微粒分散相和剛性連續(xù)相構(gòu)成。它的性能同其組成和相態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般含丙烯腈20％～30％、丁二烯6％～35％、苯乙烯45％～70％。因其組分、組成比和相態(tài)結(jié)構(gòu)不同而呈現(xiàn)不同特性，成為一種多型號(hào)的樹(shù)脂，有通用、中抗沖、高抗沖、高強(qiáng)度、高光澤、高耐熱、耐寒、阻燃、透明、電鍍等。 ABS 主要采用乳液、本體和懸浮共聚工藝生產(chǎn)(圖2）。
?、蹺PSAN樹(shù)脂 丙烯腈、苯乙烯在乙烯-丙烯－二烯烴共聚橡膠上接枝共聚而成的熱塑性樹(shù)脂。1970年，美國(guó)共聚物橡膠化學(xué)公司首先報(bào)道這種商品，其生產(chǎn)方法為溶液聚合。EPSAN樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性和耐氧化性比ABS樹(shù)脂優(yōu)異，宜用于制作建筑裝飾件等戶(hù)外器材，也可用于制作容器和各種工業(yè)產(chǎn)品的殼體。
?、軦AS樹(shù)脂 丙烯腈、丙烯酸丁酯和苯乙烯組成的共聚物，可由該三元單體直接進(jìn)行乳液聚合或由丙烯酸丁酯與AS樹(shù)脂進(jìn)行接枝聚合而制得，其中丙烯酸丁酯含量約占 30％。1968年由巴登苯胺純堿公司投產(chǎn)。AAS具有通用ABS樹(shù)脂的綜合性能，而耐候性特別優(yōu)異（比ABS的使用壽命長(zhǎng)8～10倍），宜作室外器材、電器外殼、汽車(chē)殼體及內(nèi)部構(gòu)件、安全盔和路標(biāo)等。
?、轆CS樹(shù)脂 將丙烯腈和苯乙烯接枝到氯化聚乙烯（見(jiàn)聚乙烯）的共聚物，一般含丙烯腈20％、氯化聚乙烯 30％、苯乙烯50％?？捎陕然垡蚁┡cSAN樹(shù)脂共混煉(140℃)，或由單體與氯化聚乙烯進(jìn)行溶液或懸浮聚合制得。1972年，由日本昭和電工公司投產(chǎn)。ACS樹(shù)脂的耐候性、阻燃性和耐酸堿腐蝕性均優(yōu)于ABS，適于作戶(hù)外器材、機(jī)電產(chǎn)品外殼和容器等。
⑦M(jìn)BS樹(shù)脂 甲基丙烯酸甲酯、丁二烯與苯乙烯的接枝共聚物，其中約含丁二烯30％、苯乙烯45％，可由乳液或本體聚合法生產(chǎn)。1964年，意大利馬朱克利賽璐珞公司投產(chǎn)。MBS樹(shù)脂的突出特點(diǎn)是透明，耐紫外光老化?？捎米⑸?、模壓、擠出和吹塑等方法成型為戶(hù)外器材、透明罩殼、電器和機(jī)械產(chǎn)品外殼和零件。
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