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高抗冲击聚苯乙烯

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中文名称；高抗冲击聚苯乙烯 别称；耐冲击性聚苯乙烯 缩写代号；HIPS 隶属；聚苯乙烯产

高抗冲击聚苯乙烯，即耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品，缩写代号为HIPS。

段制备方法

用丁苯橡胶或顺丁橡胶对聚苯乙烯的改性增韧，可以采用以下两种方法。

1. 共混法

将丁苯橡胶(或顺丁橡胶)与聚苯乙烯混合(聚苯乙烯与丁苯橡胶配比为80~85:15~20)，将混合后的料在双辊辊压机、捏和机或挤出机中共混。山于两相混溶性有一定限度，共混体中聚苯乙烯相与橡胶相之间的分散不均匀，故所得共混物韧性比聚苯乙烯不会大幅度提高，仅有一定改善。

2. 接枝共聚法

接枝共聚法是将丁苯或顺丁橡胶粉碎为碎粒后溶解到苯乙烯单体中，用过氧化物引发进行共聚。共聚反应的实施可以采用一步法或二步法。一步法又称本体法，是将橡胶碎粒溶入苯乙烯单体中后，采用连续的本体聚合工艺，在110~165℃下聚合14~15 h，再升温到220~285"C，达到80纬}85%的转化率，即完成聚合反应，再直接进行造粒。该法工艺简单，但反应温度高、反应体系粘度高，对设备及物料输送技术要求高。二步法又称本体悬浮法，是将橡胶碎粒溶于苯乙烯中，在100~120℃下引发聚合，达转化率25%~35%，再转入另一反应器内在85~150`C下进行悬浮聚合。悬浮剂可采用聚乙烯醇、乙基纤维素或磷酸钙。完成聚合后将产

物洗涤干燥，挤出造粒。二步法的优点是反应温度低，分子量易控制，容易变换产品，但操作是间歇式，后处理工序多。

接枝共聚所得到的抗冲击聚苯乙烯比之聚苯乙烯均聚物的韧性有颇大改善。

结构与性能

用上述接枝方法获得的共聚物，是主链山丁二烯、苯乙烯两种单体相嵌形成的嵌段共聚物，但又含有苯乙烯短侧支链。由于共聚物中所含苯乙烯组分较多(占90%~95%)，分子链端以苯乙烯单体为主。这种共聚物比之聚苯乙烯均聚物，韧性有大幅度改善，冲击强度可提高7倍以上。人们也采用过乙丙橡胶、聚异戊二烯、丁睛橡胶等与聚苯乙烯接枝共聚，亦可制得具有一定增韧效果的抗冲击性聚苯乙烯，但效果均不及用丁苯橡胶或顺丁橡胶。

用丁苯橡胶或顺丁橡胶增韧效果最好的原因是:它们与聚苯乙烯具有最适宜的混溶性。为了达到良好的增韧效果，要求增韧剂与原树脂应具有恰到好处的混溶性。如果混溶性差，橡胶相与聚苯乙烯相不能很好混合粘附，就达不到增韧效果;但如果混溶性太好，达到分子级混溶，也不能达到良好的增韧效果，因为这样形成的就不是嵌段共聚物，而是二者的随机共聚物。为达到理想效果，橡胶与聚苯乙烯的溶解度参数值应接近，但又有一较小的差值，丁苯橡胶和顺丁橡胶是最理想的选择。

影响增韧效果的因素还有:

(1) 橡胶用量。橡胶用量一般应控制在5%~10%之间，用量进一步增大，增韧效果已不显著，但共聚物耐一热性会降低。当橡胶含量大于8%时，冲击强度增加已不多，拉伸强度和耐一热性反而有所下降，最佳橡胶用量似以6%~7%为宜。

(2) 橡胶粒径大小。橡胶粒径应在1~10um之间。共聚后，橡胶相以小于50 um粒径的不连续相分散在聚苯乙烯相中(以嵌段形式)，这样当材料承载时可以阻止或减少裂纹扩展，防止或减小断裂的可能，达到良好的增韧效果。

(3) 橡胶应具有适当的凝胶含量和溶胀指数。橡胶的凝胶含量是指在甲苯中不溶解的百分数。用于共聚的橡胶凝胶含量应在5%~20%。橡胶的溶胀指数是指已溶胀凝胶与未溶胀凝胶的体积比。要求橡胶的溶胀指数应在10%~ 20%。这两个指标都会影响到橡胶相在树脂相中的分散情况以及橡胶粒径的大小。

高抗冲击聚苯乙烯除冲击韧性有大幅度提高外，耐化学试剂耐一溶剂性也有一定改善，对制品连接性能有很大改善，例如可采用自攻螺纹直接连接，而毋需使用金属螺纹嵌件，这也是因为材料韧性提高并具有了弹性恢复所致。

加工与应用

抗冲击性聚苯乙烯的加工性能良好，其流动性虽比聚苯乙烯有所减小，但优于丙烯酸塑料和绝大部分热塑性工程塑料，与ABS成型性能相近，可以进行注塑、挤出、热成型、旋塑、吹塑、泡沫成型等。

注塑成型温度约在150~220℃，模具温度可在室温或略高于室温，注射压力为70~200MPa。

抗冲击聚苯乙烯可用来制备家用电容壳体或部件、电冰箱内衬材料、空调设备零部件、洗衣机缸体、电话听简、玩具、吸尘器、照明装置、办公用具零部件，也可以与其它材料复合制备多层片状复合包装材料，制备纺织纱管、镜框、文教用品等。

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