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聚苯乙烯
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{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''XXX聚苯乙烯'''<br><img src="https:xxxxx//pic2.zhimg.com/v2-086834792fa892c5a93f15e9d6ddd7f9_r.jpg" width="280"></center><small>[https://wwwzhuanlan.zhihu......html com/p/419622798 圖片來 自OOO自知乎]</small> |}'''聚苯乙烯'''（Polystyrene，缩写PS），是指由 [[ 苯乙烯 ]] 单体经自由基加聚反应合成的聚合物，化学式是(C8H8)n。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 ]] ，因此经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。
2017年10月27日， [[ 世界卫生组织国际癌症研究机构 ]] 公布的 [[ 致癌物 ]] 清单初步整理参考，聚苯乙烯 在3 在[[3 类致癌物 ]] 清单中。
==发展历程==
1829年，德国人第一次从 [[ 天然树脂 ]] 中提取出聚苯乙烯。
1930年，BASF开始在德国商业化生产聚苯乙烯。
1934年，Dow开始在美国生产聚苯乙烯。
1954年，Dow开始生产 [[ 聚苯乙烯泡沫塑料 ]] 。
==理化性质==
密度：1.05 g/cm3
伸长长度：3-4%
夏比冲击试验：2–5 kJ/m2
玻璃转化温度：80-100℃
（玻璃化转变温度：无规立构聚苯乙烯为100℃（或105℃），全同立构聚苯乙烯为100℃ [1] ）
热膨胀系数：8×10-5/K
热容：1.3 kJ/(kg·K)
吸水率：0.03–0.1
降解：280℃
聚苯乙烯玻璃化温度80～105℃， <ref>[https://www.51dongshi.com/eedfccvcscg.html 聚苯乙烯是什么]懂视</ref><ref>[https://www.huigetv.com/showinfo-34-259094-0.html 聚苯乙烯是什么]慧格科技</ref> 非晶态密度1.04～1.06g/cm3，晶体密度1.11～1.12g/cm3，熔融温度240℃，电阻率为1020～1022Ω·cm。导热系数30℃时0.116瓦/(米·开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0～70℃，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同以及无规立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性，间同聚合物有部分结晶性。
==分类==
聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（EPS），高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90%以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。
聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于F-4、PPO。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。
===力学性能===
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 ]] 。
===热性能===
聚苯乙烯的特性温度为： [[ 脆化温度]]-30℃左右、 [[ 玻璃化温 度80 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。
===电性能===
聚苯乙烯具有良好的电性能， [[ 体积电阻率 ]] 和 [[ 表面电阻率 ]] 分别高达1016～1018Ω·cm和1015～1018Ω。介电损耗角正切值极低，并且不受频率和环境温度、湿度变化的影响，是优异绝缘材料。
===光学性能===
聚苯乙烯具有优良的光学性能，透光率达88%～92%、 [[ 折射率 ]] 为1.59～1.60，可以透过所有波长的可见光，透明性材料在塑料中仅次于有机玻璃等丙烯酸类聚合物。但因聚苯乙稀耐候性较差，长期使用或存放时受阳光、灰尘作用，会出现浑浊、发黄等现象，因而用聚苯乙烯制作光学部件等高透明制品时需考虑加入适当品种和用量的防老剂。
===化学性能===
耐腐蚀较好，耐溶剂性、耐氧化较差。
聚苯乙烯耐各种碱、盐及水溶液，对低级醇类和某些酸类（如 [[ 硫酸 ]] 、 [[ 磷酸 ]] 、 [[ 硼酸 ]] 、 [[ 质量分数 ]] 为10%～30%的盐酸、质量分数为1%～25%的 [[ 醋酸 ]] 、质量分数为1%～90%的 [[ 甲酸 ]] ）也是稳定的，但是 [[ 浓硝酸 ]] 和其他氧化剂能使之破坏。
聚苯乙烯能溶于许多与其溶度参数相近的溶剂中，如丙酮、四氯乙烷、苯乙烯、苯、氯仿、二甲苯、甲苯、四氯化碳、甲乙酮、酯类等，不溶于矿物油、脂肪烃、乙醚、苯酚等，但能被它们溶胀。许多非溶剂物质，如高级醇类和油类，可使聚苯乙烯产生应力开裂或溶胀。
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===
SBS橡胶是一种聚（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）结构的三段嵌段共聚物。这种材料同时具有聚苯乙烯和聚丁二烯的特点，是一种耐用的热塑性橡胶。SBS橡胶经常被用来制造轮胎。
==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。 可用于粉类和 [[ 乳液类化妆品 ]] 。用于 [[ 粉饼 ]] 有很好的 [[ 压缩性]],可改善粉的黏附性能。赋予皮肤光泽和润滑感,是代替滑石粉和二氧化硅的高级填充剂。
==环境问题==
由于其质量小（特别是发泡型）、 [[ 残余价值 ]] 低，聚苯乙烯不容易循环再生。通常聚苯乙烯不能以kerbside法进行回收。但是，工业上也对发泡聚苯乙烯的再利用进行了很大的改进，出现了很多使其密化的新方法。这种能够增加其密度的方法，通常使得密度增加15slugs/ft3（译者注：1slugs/ft3=1.94055g/cm3）并在干净的聚苯乙烯上形成了合适再生操作的中心。
==材料类型==
===合成材料===
塑料：
===抗冲击型===
抗冲击聚苯乙烯它是苯乙烯单体与橡胶接枝聚合生成的无定形聚合物，或是聚苯乙烯与橡胶（通常为聚丁二烯橡胶）的物理共混物。所生成的聚合物具有韧性，通常为白色（也有透明的品级），挤出和成型非常容易。它的韧性主要决定于橡胶组分的比率和使用量。抗冲击PS的代表性能为：弯曲强度和拉伸强度为13.8～48.3MPa（随橡胶和添加剂含量不同而不同）；伸长率 10~60%；光泽度 5~100%。目视透明度从极佳至较差，收缩率约为0.006，热膨胀系数与透明PS相同。抗冲击PS受γ-射线灭菌照射后性能无变化，与透明PS具有同样的耐溶剂性。抗冲击PS的熔体指数为1～10g/min，维卡软化点为215°F。具有增强性能的抗冲击级聚苯乙烯的商业化生产有广泛的市场前景。已有的一些特殊品级包括：超高光泽度级、高透明级、耐磨级、抗环境应力-开裂级（ESCR）、高模量级、低光泽级、残余单体苯乙烯含量低的品级。
抗冲击聚苯乙烯突出的特性是易加工、 [[ 尺寸稳定性 ]] 优异、冲击强度高并且有较高刚性。对于HIPS只是在耐热性。氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面有一定限度。化学和性能抗冲击聚苯乙烯是通过将聚了二烯橡胶在聚合反应之前溶于苯乙烯单体而制得的。虽然可以用悬浮聚合法制HIPS，但目前工业上生产HIPS采用的主要是 [[ 本体聚合法 ]] 。在本体聚合过程中，苯乙烯单体/橡胶/添加剂的混合体通过一系列反应器，转化率达70～90%。聚合反应中需加热或加入 [[ 引发剂 ]] 使反应完成，然后在真空中加热从树脂中除去挥发性残留单体，再造粒出售。
聚苯乙烯技术的不断发展使生产厂可以生产与标准级PS相比具有更突出性能的品级。聚苯乙烯的许多性能是不能兼而得之的，如欲提高抗冲击强度，就不得不牺牲光泽度等。目前出现的一些新型树脂，它们具有ABS的光泽度，同时也有很高的韧性。有些品级如在包装食品时，可耐各种油脂和用于致冷机时能耐氯氟烃（CFC）发泡剂的也已开发出来。阻燃级（UL V-0和 UL 5-V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。这些树脂的加工操作比许多阻燃工程树脂更为容易，价格也更低。
===可发性型===
用于制造从茶杯到家用绝缘 [[ 绝热材料 ]] 等。 [[ 泡沫塑料 ]] 的性能（如密度和抗冲击强度）取决于泡孔的大小和分布，这二个因素是由所加入的发泡剂的分散率、百分含量和挥发性来控制的， [[ 代表性 ]] 的发泡剂是戊烷和 [[ 异戊烷 ]] 。阻燃级发泡聚苯乙烯以卤代烃作为阻燃剂，广泛用作建筑物隔音 [[ 绝热层 ]] 和工程上使用。可发泡剂SAN已被用于制造漂浮制品和其它耐汽油制品。
===共聚物===
它们的韧度非常好。主要品种有：苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）、苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物以及以它们为基材的改性体。SAN的热变形温度比透明PS高，其耐溶剂性也有改进，具有优异的抗渗透性。橡胶改性的SAN有丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）和丙烯睛-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（ASA）等树脂。S-MA的热变形温度比透明体PS更高，可达40°F，它有优良的透明性和光泽度。SMA可用橡胶改性或采用玻璃纤维增强。SBS和SBS的各种改性体可作为改善抗冲击性、柔性和流动性的组分用于生产具有粘性和抗弯曲的产品如胶泥、鞋底、沥青毡等，SBS还用于生产透明抗冲击PS。苯乙烯可与丙烯酸酯 [[ 弹性体 ]] 共聚生成具有优良 [[ 物理性能 ]] 的透明级抗冲击PS。
==参考文献==
[[Category:460 化學工程]]