实验10高抗冲聚苯乙烯的制备 目的要求 1、熟本体悬浮法制各高抗冲聚苯乙烯(S)的原理并掌程操作技能， 2、比较高抗中聚苯乙烯和聚苯乙稀的抗神击性能。 3、了解自山基聚合制备接枝共聚物的方法。 基本质迎 高抗冲聚苯乙烯的制备过程如下： 顺丁橡胶溶解在苯乙烯单体中形成均相透明的橡胶溶液，在适当条件下进行本体聚合。 聚合发生以后，在苯乙烯均聚的同时，引发剂分解形成的级自山基或苯乙烯的等自山基向 橡胶链的烯丙基氢发生转移，从而生成大分子自山基，引发苯乙烯的聚合，形成顺丁橡胶利 苯乙烯的接枝共聚物。当苯乙烯的转化率超过1%-2%时，山于聚合物的不相容性，聚苯乙烯 从橡胶相中析出，肉眼可以看到体系山透明变得微浑。此时聚苯乙烯的量少，是分散相，分 散在橡胶溶液相中。继 图2-7高抗冲聚苯乙稀的电子显微镜照片(3000倍) 白色部分为聚苯乙烯黑色部分为聚丁二烯 续聚合，随苯乙烯的转化率的增大，体系越来越浑浊，同时粘度也越来越大，以全出现“爬 杆”现象。当聚苯乙烯体积分数接近或大于橡胶相的体积分数时，在大于临界剪切速率的搅 拌下，发生相反转，聚苯乙烯溶液山原来的分散相转变成连续相，而橡胶溶液山原来的连续 旧转变为分散相，山于此时聚苯乙烯的苯乙烯溶液粘度比原橡胶溶液粘度为小，故在相转变 的同时，体系粘度出现突然的下降，原来的“爬杆”现象消失。发生相转变时，橡胶粒了 不规整且很大，并有团聚的领向。在剪切力的作下，继续聚合，使苯乙烯的转化率不断增加 体系粘度又重新上升，同时橡胶粒子逐渐变小，形态也逐渐完好和稳定，如图27所示。 以上这一过程，是在本体阶段进行的，称为本体预聚阶段。在此阶段，苯乙烯的转化率 约为2025%。此时体系粘度变得很大，不利于搅拌和传热。因此，为了散热和设备的方便， 比余的聚合采用悬浮聚合吉全苯乙烯全部转化为竖装乙给为止 三、主要试剂和仪器 1、主要试剂 名称 试剂 规格 用量 单体 苯乙烯 聚合级 180g 顺丁橡胶 工业级
引发剂 过氧化二苯甲酰 AR 0.55g 分散剂 聚了烯醇 AR(2%水溶液) 阻聚 对苯二酚 30mg 分子量调节剂 叔「二硫醇 AR 0.1g 分散介质 去离子水 300m 2、主要仪器 锚式搅拌器、玻璃反应釜(500加1)、注塑机、悬臂式冲击实验仪等。 抽排（接真空体系） 至地 出料 图2-8高抗冲聚苯乙烯本体预聚合装咒 1、进料口2、搅拌电机3、温度计 压力表 5、出水口6、恒温水浴 7、水泉8、聚合签9、水浴夹套10、搅拌桨11、进水口12、出料口13、控 速箱 四、实验步骤 1、本体预聚合 称取16g顺丁橡胶，剪碎后溶于装有170g苯乙烯的玻璃反应釜，待橡胶充分溶胀后装 好反应签（如图2-8）、搅拌器、冷凝器等装置，调节水浴温度至70℃，通氨气，开动搅拌 缓慢旋拌 0.5-1.0hr,使橡胶充分溶解。升温全75℃，调节转速为120r/min左右，加入0.18gB即( (溶于10g苯乙烯中)和0.1g叔二硫醇，注意观察实验现象，反应约0.5h,体系山透明 变得微浑，取样测苯乙烯的转化率，并在相差显微镜上观察。继续聚合，体系粘度逐渐变大。 随之出现“爬杆”现象，待此现象一消失（标志相转变完成），立即取样测转化率，并用相 位差显微镜观察，继续聚合，全体系为乳白色细腻的糊状物，反应时向的为h,转化率大 于20%，停止反应，测定转化率，取样用相差显微镜观 转化率的测定 小烧杯中放置5g对苯 ,连同烧杯在分析天半上称其质量 (w),在此烧杯中加入预聚体约1g,称量（贴），此预聚体中加少量95乙醇，在其空干燥 箱中烘干，称重()
聚苯乙转化率= (wa-WjHW-WxR%o x100% (Wz-WjHw2-Wj)xR% 2、悬浮聚合 实哈反应装置图，在500m1一▣瓶中u入250加l水，20加12%的PVA溶液.通氢气升 温个85℃后，将上述预聚体分成2份，取一份入0.37gBP0(溶于5g苯乙稀中)。混匀后， 在搅摔的情况下加入三口瓶中。此时预聚体被分成珠状。聚合约4h后，粒子开始下沉， 再升温熟化：95℃下反应1h, 100℃下反应1h,停止反应，冷表 出料，用60-70℃的热水 洗涤二次，冷水洗涤两次，初步干燥后再在60-70℃的真空烘箱中烘干。 将聚苯乙烯及高抗冲聚苯乙烯各加工10根有缺口和无缺口的合格样条，比较其冲击强 度。 五、结果与讨论 1、狄得高性能的HPS的关键在于相转变的控制，只有HPS的相结构为“蜂窝结构” 并均匀分散在聚苯乙烯的连续相中，才能扶得良好的增韧效果。因此在相转变发生前后的 段时间内，要特别注意控制好搅拌速度，并正确判断相转变是杏发生，一定要在相转变完成 一段时后，苯乙稀的转化率女到一定程度（大于20%）时耳终止本体预聚合，否则产品相 能很差。 2、结合产物的微相结构，说明Hs高抗冲性能的山来 六、背景知识 1、自山基接枝聚合制备接枝共聚物主要有以下几种方法： (1)链转移机制的接枝聚合这是最古老最常用的制备接枝共聚物的方法。在单体的 存在下，自山基 发剂形成初 自山基或链自 聚合 物主链作用，在主链上产生活性 中心，引发单体聚合形成接枝链。该方法的缺点是接枝的效率很低 (2)聚合物双键上的接枝聚合上，3-二烯烃聚合物中主或侧基的碳碳双键是潜在的 接枝点，双键务边的烯丙基氢也能通过链转移反应形成自山基，进行接枝聚合。 (3)山大分子单体合成接枝共聚物大分子单丛与共它单体共聚时，可形成格状的榜 枝共聚物。 (4)在聚合物的主链或侧基上直接形成接枝点，引发接枝聚合此法可大大提高接枝 效率。 2、聚苯乙烯是具有良好的光学性能、优异的电学性能和州工流动性能的通用塑料，然 而山于它的脆性却大大限制了它的活用范用。因此人们尝试各种方法对聚苯乙烯进行改性或 利用其制备新的材料。如将聚苯乙烯与橡胶进行共混来改进性能：采用溶液聚合或乳液聚合 将苯乙烯与丁二烯进行共聚制成丁苯 采用活性阴离子聚合制备SS热塑性弹性体等 3、在高抗冲聚苯乙烯中，舱性的聚苯乙烯中引入了韧性的接枝橡胶，就构成 了既有一定亲和力又不完全五容的两个相：聚苯乙烯相和橡胶相。依靠适当的聚合 工艺，可以控制像胶粒子的大小，并使其均匀分散在聚苯乙烯连续相中。这种分散 的橡胶相.表现为句置有度装乙搭的树络的特殊结构.成为“蜂窝结构”这种 使得分散相的体积分数 胶自身的体积分数增加 了3-5倍，因而 化了橡胶堆 韧的效果，同时山于包减有聚苯乙烯，分散相的模量比纯橡胶有明显的增长，从而 保证最终产品的模量不致因为有橡胶分散相而下降很多。因此，用此种方法得到的 高抗冲聚苯乙烯模量和抗冲击性能，远高于用橡胶和聚苯乙烯共混得到的产品。高
抗冲聚苯乙烯各种性能与橡胶含量、颗粒大小、分子量等参数密切相关