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聚苯乙烯的改性聚苯乙烯（PS）由苯乙烯单体通过自由基聚合而成，因其具有的透明、成型性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，被广泛应用于电子、汽车、包装、建筑、仪表、家电、玩具和日用品等行业中。
但PS也具有脆性较大、耐环境应力及耐溶剂性能较差、热变形温度较低、冲击强度低等缺点，因此，通过适当方法，在较少损失模量的前提下制备改性PS成为当前受到广泛关注的一个重要课题。
PS的常用改性方法有共混改性、共聚改性以及无机纳米粒子改性。
一、共混改性共混改性是指将两种或两中以上聚合物材料、无机材料及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成宏观上均匀，且在力学、热学和光学等性能上得到改善的新材料的过程。
共混改性方法投资小、生产周期短，因而成为PS改性的热点，不仅是聚合物改性的重要手段，也是开发新材料的重要途径。
1、用聚烯烃改性PSPS/PE聚乙烯（PE）具有优良的柔性和抗冲击性能，因而有利于提高PS的韧性。
但PS和PE是两种不相容的高聚物，若要通过共混改性，需加入适当的相容剂。
PS与PE共混有两种手段可以实现，即反应性共混和非反应性共混。
在反应性共混的研究中，Baker等[2]将增强PS（RPS）、羟基化PE（CPE）、PE 和PS同时加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出得到共混改性PS，所得共混物性能比用（PS-g-PE）增容的PS/PE的性能更佳。
而谢文炳等[3]研究了PS/PE非反应性共混体系的抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度与增容剂SEBS（氢化乙苯胶）含量的关系，还就PE、PS的分子量对PS/PE非反应性共混体系的影响进行了研究。
结果表明，PE相对分子量增大不影响共混物的拉伸强度，同时还可提高共混物的抗冲击强度。
2、PS/PP聚丙烯（PP）拉伸强度和表面硬度均高于PS，耐热性能也较好，因而将其与PS共混可提高PS的热性能。
PP与PS同样不相容，故仍需加入增容剂。
用表面处理后的硅填充PS/PP体系能增加聚合物界面间的粘合力，提高PS/PP体系的拉伸强度。
名词解释1.【聚合物共混】：是指两种或两种以上聚合物经过混合制成宏观均匀物质的过程，能增加体系的均匀性。
2.【高分子合金】：是指含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物，一般为具有较高力学性能的工程塑料。
3.【复合材料】：是指由两个或两个以上独立的物理相组成的固体产物，其组成包括基体和增强材料两部分。
4.【杂化材料】：两种以上不同种类的有机、无机、金属材料，在原子、分子水平上杂化，产生具有新型原子、分子集合结构的物质，含有这种结构要素的物质为杂化材料。
5.【分布混合】：又称分配混合，是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。
指分散相粒子不发生破碎，只改变分散相的空间分布、增加随机性的混合过程。
6.【分散混合】：是指既增加分散相空间分布的随机性，又减少分散相粒径，改变分散相粒径分布的工程。
7.【总体均匀性】：是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性，即分散相浓度的起伏大小，一般采用数理统计的方法进行定量表征。
8.【分散度】：是指分散相颗粒的破碎程度，一般以分散相平均粒径来表征。
9.【平衡粒径】：在分散混合中，由于分散相大粒子更容易破碎，所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程，这一自动均化的过程的结果，是使分散相例子达到一个最终的粒径。
即“平衡粒径”。
10.【相逆转】：聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转，原来是分散相的组分变成连续相，而原来是连续相的组分变成分散相。
在相逆转的组成范围内，常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使共混物的力学性能提高。
简答题1.试述共混物形态结构形态的3种基本类型？并简述其特点。
答：主要分为（1）均相体系，共混物中只有一个连续相；（2）两相体系，且一相为连续相，一相为分散相，分散相分散在连续相中；（3）两相体系，两相都为连续相，相互贯穿。
2.试述均相体系的判定方法？答：可以利用玻璃化转变温度（T g）作为判定标准。
如果两种聚合物共混后，形成的共混物具有单一的T g，则就可以认为该共混体系为均相体系；如果形成的共混物具有两个T g，则就可以认为该共混物为两相体系。
共混改性原理的心得共混改性是一种将两种或多种不同类型的材料混合在一起，通过改变其相互作用方式和结构，从而获得新的性质和性能的方法。
在学习和研究这个原理的过程中，我认为它具有以下几点心得体会。
首先，共混改性是一种非常普遍和常用的方法。
在工程学、材料科学和化学领域，共混改性被广泛应用于各种材料的研究和开发中。
通过将不同类型的材料混合在一起，可以充分利用各个材料的优点，弥补彼此的不足，从而提高材料的性能和功能。
共混改性可以用于改善塑料的机械性能、增加聚合物的耐热性、改变材料的导电性等方面。
因此，在工程实践中，共混改性是一种非常重要的方法和手段。
其次，共混改性的原理涉及到相互作用和相分离等过程。
当不同类型的材料混合在一起时，它们之间会发生各种相互作用，包括物理相互作用和化学相互作用。
物理相互作用包括吸附、分散、扩散、共溶等过程，而化学相互作用主要包括化学键的形成等。
通过这些相互作用，不同类型的材料可以形成均匀的混合体系，或者通过相分离形成局部聚集的结构。
这些相互作用和结构的变化直接影响了材料的性能和性质。
再次，共混改性需要考虑材料的相容性和相互作用。
不同类型的材料具有不同的化学成分、结构和性质，因此它们之间的相容性和相互作用往往是影响共混改性效果的关键因素。
当材料之间具有良好的相容性时，它们能够更好地相互混合，并形成均匀的混合体系。
相反，如果材料之间的相容性较差，常常会导致相分离或者界面的形成，从而影响共混改性的效果。
因此，在进行共混改性研究和应用时，需要充分考虑材料的相容性和相互作用，选择合适的材料组合和配比。
最后，共混改性是一个复杂且具有挑战性的研究领域。
不同类型的材料具有不同的特点和性质，它们之间的相互作用和结构的变化非常复杂。
因此，进行共混改性研究需要综合运用多种方法和手段，包括实验研究、理论模拟、数据分析等。
同时，由于共混改性涉及到多种材料的相互作用，需要考虑各种因素的综合影响，因此研究的难度较大。
名词解释1.【聚合物共混】:是指两种或两种以上聚合物经过混合制成宏观均匀物质的过程,能增加体系的均匀性。
2.【高分子合金】:是指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物,一般为具有较高力学性能的工程塑料。
3.【复合材料】:是指由两个或两个以上独立的物理相组成的固体产物,其组成包括基体和增强材料两部分。
4.【杂化材料】:两种以上不同种类的有机、无机、金属材料,在原子、分子水平上杂化,产生具有新型原子、分子集合结构的物质,含有这种结构要素的物质为杂化材料。
5.【分布混合】:又称分配混合,是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。
指分散相粒子不发生破碎,只改变分散相的空间分布、增加随机性的混合过程。
6.【分散混合】:是指既增加分散相空间分布的随机性,又减少分散相粒径,改变分散相粒径分布的工程。
7.【总体均匀性】:是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小,一般采用数理统计的方法进行定量表征。
8.【分散度】:是指分散相颗粒的破碎程度,一般以分散相平均粒径来表征。
9.【平衡粒径】:在分散混合中,由于分散相大粒子更容易破碎,所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程,这一自动均化的过程的结果,是使分散相例子达到一个最终的粒径。
即“平衡粒径”。
10.【相逆转】:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。
在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。
1简答题1.试述共混物形态结构形态的3种基本类型?并简述其特点。
答:主要分为(1)均相体系,共混物中只有一个连续相;(2)两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中;(3)两相体系,两相都为连续相,相互贯穿。
2.试述均相体系的判定方法?答:可以利用玻璃化转变温度(T g)作为判定标准。
如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的T g,则就可以认为该共混体系为均相体系;如果形成的共混物具有两个T g,则就可以认为该共混物为两相体系。
共混改性的主要设备整体流程工艺参数共混改性是指将两种或多种不同的物料混合在一起，通过物理或化学方法对其进行改性或调整，以获得更好的性能或特性。
共混改性技术在化工、塑料、橡胶、涂料等领域广泛应用。
下面我们将介绍共混改性的主要设备和整体流程以及相关的工艺参数。
共混改性的主要设备包括混合机、挤出机、反应釜等设备。
其中，混合机是最常用的设备之一，可以将不同的原料充分混合在一起。
混合机有多种类型，如高速搅拌机、双螺杆挤出机、离心混合机等。
这些设备的选用取决于原料的性质和混合要求。
在共混改性的整体流程中，首先是将各种原料称量并放入混合机中。
在混合的过程中，可以加入一定量的助剂或添加剂，以改善混合效果或调整产品的性能。
混合时间和速度也是影响混合效果的重要参数，在一定范围内的合理调整可以获得更好的混合效果。
混合完成后，混合物可以通过挤出机进行挤出，以进一步改性和成型。
挤出机是将混合物加热至一定温度并通过螺杆挤出的设备，可以使混合物更均匀地混合并形成所需的形状。
挤出过程中温度、压力和速度等参数的控制对产品的性能和质量有重要影响。
另外，一些共混改性的反应需要使用反应釜进行，在反应釜中可以进行化学反应或其他处理过程，以实现特定的产品需求。
反应釜通常需要加热或冷却来维持反应物质的温度，同时控制反应的速率和效果。
总的来说，共混改性是一种重要的加工技术，通过合理选择设备和优化工艺参数，可以实现对原料的混合、改性和成型，从而获得更好的产品性能和质量。
在实际应用中，需要充分了解原料的性质和要求，合理设计工艺流程，并不断优化和改进，以满足市场的需求和要求。
聚合物共混改性原理及应用相容性是指不同聚合物在分子水平上能够形成均匀溶解的混合物。
相容性的实现是通过聚合物链间的相互作用力来实现的，例如氢键、范德华力、亲疏水性等。
当两种聚合物的化学结构相似，或者它们之间存在一定的亲和性时，容易形成相容的聚合物体系。
协同效应是指两种或多种聚合物在配比合适的情况下，相互作用使性能超出预期的效果。
例如，在共混聚合物中，一种聚合物的强度和另一种聚合物的韧性相结合，能够获得既强又韧的材料。
协同效应的实现主要通过共混聚合物在分子水平上的相互作用实现，例如链间的缠绕、交联和阻碍等。
1.塑料制品：将不同聚合物进行共混改性，可以获得具有良好韧性、耐热性、耐寒性和耐化学腐蚀性的塑料制品。
共混改性还可以改善塑料的可加工性和成型性。
2.纤维材料：共混改性可以改善纤维材料的抗拉强度、弹性模量、耐磨性和耐腐蚀性。
共混纤维还可以通过添加不同种类的聚合物来调节纤维的吸湿性、抗静电性和阻燃性。
3.涂料和胶粘剂：共混改性可以增加涂料和胶粘剂的附着力、硬度、耐磨性和耐候性。
共混涂料还可以通过添加不同聚合物改变颜色和光泽。
4.医疗器械和药物包装：共混改性可以提高医疗器械的生物相容性、耐溶剂性和耐腐蚀性。
共混材料还可以改善药物包装的密封性、阻光性和防潮性。
5.塑料添加剂和填料：共混改性可以通过添加不同种类的添加剂和填料，来改善塑料的性能和性质。
例如，添加抗氧剂可以提高塑料的抗老化性能，添加阻燃剂可以提高塑料的防火性能。
总之，聚合物共混改性是一种通过混合不同聚合物来改善其性能和性质的方法。
通过相容性和协同效应的作用，可以得到具有新的、优良性能的聚合物复合材料。
聚合物共混改性在塑料制品、纤维材料、涂料和胶粘剂、医疗器械和药物包装等领域有广泛的应用。
PE/PS共混改性
08高分子（2）班彭涛 08206020245
摘要：综述了国内外采用接枝共聚物，嵌段共聚物以及反应性共混提高PS/PE 相容性的研究方法。
关键词：PE PS 共混改性接枝共聚物
聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)都是产量居首的大品种通用塑料。
聚苯乙烯(PS)与其它通用型塑料相比，有透明、成型性好、刚性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点。
因而在包装、电子、建筑、汽车、家电、仪表、用品和玩具等行业已得到广泛应用。
但PS的抗冲击性能、耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差，热变形温度相对较低(70~98℃)，限制了它的应用。
而PE有良好的韧性、耐溶剂性，性低、不易染色。
为了获得综合性能优良的材料，人们对PS、PE进行了改性研究，期望得到一种兼具PS、PE优良性能的复合材料。
PS/PE是典型的不相容体系，界面张力大，简单的物理机械共混难以将组分分散，因此解决PS、PE的相容性与界面的粘合性，是制备优良性能PS/PE合金材料的关键。
从70年代至今，人们都在不断寻求新的增容方法以对该共混体系进行有效的增容。
本文根据文献报导的各种增容方法的增容效果及作用机理，对PS/PE共混物的研究进展予以综述。
非反应性共混
从上讲普遍的一种增容方法就是加入嵌段聚合物或接枝聚合物，它们属于微相分离型增容剂[1]。
理论分析可知增容效果随着增容剂分子量的增加而增加。
从热力学上分析，加入的增容剂随用量的增加，增容剂将先分布在界面区域，过量后则可溶在主体相中。
接枝共聚物增容作用PS/PE早在七十年代初，就有用接枝共聚物增容PS/PE体系，近年来国内也开始了此方面的工作。
采用PE悬浮接枝聚合苯乙烯的方法，制备了接枝率为38.5%的PE、PS接枝共聚物(GR-Ⅰ相容剂)，并将这种接枝共聚物与SBS复配(GR-Ⅱ相容剂)应用PS/PE共混体系。
实验表明加入相容剂后，共混物HDPE组分的结晶熔融温度Tm向高温方向移动。
这些说明了加入此相容剂后共混物的相容性有一定改善。
PS/PE共混体系的反应增容
对于聚乙烯(PE)与聚苯乙烯(PS)体系，早期大多采用添加接枝物或嵌段共聚物作为相容剂[2]，但这种增容方法的一个明显的缺点在于增容剂需要首先合成，而且造价昂贵，因此，难以实现工业化生产。
反应增容[3~4]则是对PS/PE 体系的又一种增容方法，被认为具有价廉、应用方便等优点，但也存在PE，PS 需官能化及相内自交联等缺陷[5]。
RPS(侧基有过氧化键的PS)、CPE（羧基化PE）、PE、PS同时加入双螺杆挤出机中，所制得的共混物性能比用PS-g-PE增容的PS/PE性能优异。
徐伟强[6]等将RPS和MPE(马来酸酐接枝PE)加入反应式挤出机进行熔融共混挤出，研
究表明MPE/RPS反应共混体系的断裂伸长率及拉伸强度比RPS/PE的大。
据DMA 分析RPS/MPE反应性共混物具有部分交联结构，且使MPE的结晶度及熔点均降低。
PS/PE共混物的最新改性技术
原位增容
原位反应增容是近年来随着反应增容和原位聚合技术的发展而发展起来的新型增容技术。
其特点是增容剂的生成和共混同时进行，在熔融共混过程中生成共聚物，一般是在界面处发生反应生成接枝或嵌段共聚物[7]。
PS和PE直接进行原位增容很困难，因为二者的分子链上没有可发生相互作用的基团(如形成氢键或偶极/偶极相互作用等)或反应性官能团。
对该共混体系的主要原位增容方法有：在PE和PS上连接可发生相互反应的官能团；添加与共混物组分相容的共聚物；添加过氧化物或其它小分子化合物，在共混组分间形成偶联或共交联结构；利用Friedel-Crafts烷基化反应原理，形成原位增容共混物等。
Friedel-Crafts烷基化方法，并用两种螺杆和两种共混方法(一步法、两步法)研究了反应挤出共混PS/PP和PS/PE体系。
研究发现低浓度的AlCl3/苯乙烯单体对增容PP/PS、PE/PS体系效果显著，且力学性能尤其是断裂伸长率明显提高；因两步法反应挤出能限制聚合物降解，故其比一步法效果好
两步交联加工方法制备PS/PE共混物
两步交联加工方法制备PS/LLDPE。
加入二苄基山梨醇(DBS)作为LLDPE成核剂，发现减小了LLDPE相的球晶尺寸，提高了PS/LLDPE的熔体指数，共混体的加工性能明显改善，使光泽度和力学性能均得到提高。
以SBS和AlCl3增容LLDPE/PS体系，能同时引发LLDPE，PS间的Friedel-Crafts烷基化反应和LLDPE，PS的降解反应。
在AlCl3用量较低时，接枝反应起主要作用，生成的接
枝物LLDPE-g-PS改善了体系的相容性，使合金的力学性能提高；加大AlCl3用量后，由于其引起的PS降解占主导地位，合金的力学性能反而下降。
当LLDPE/PS/SBS/AlCl3质量比为70/30/10/0.4时，合金性能最佳。
其他改性方法
对比ESI和SEBS对PS/PE共混体系的增容效果。
其中EB段的分子量37500，PS含量28.6%；SEBS，PS嵌段的分子量7500。
实验结果表明ESI24对PS/LDPE共混体系的增容效果远比SEBS的好，主要体现在增容剂添加量相同时，ESI增容的共混体系比较SEBS的增容体系而言，具有更为优异的弹性模量、断裂性能、拉伸强度等方面的力学性能。
而且ESI可以在较大的添加量条件下，大幅度地改善增容体系的综合力学性能。
研究PS/PP、PS/PE和PC/PE共混体系中，无定型聚合物的玻璃化转变温度随体系组成变化而变化的趋势。
结果发现PS/PP、PS/PE体系中，PS的玻璃化转变温度随PS含量的减少而升高，但PC/PE体系中PC的Tg却未变化。
他们发现不同形态的聚合物共混时大分子内部发生反应，从而出现此种现象。
PS/PE合金的应用及发展前景
PS/PE合金的研究开发大多针对包装应用，以适应包装用品对刚性、耐撕裂性、耐油脂性、热成型性、抗冲击性以及耐环境应力开裂性能等的要求，如PE/PS合金，可用于生产含油多的食品容器。
在国外，用共混法研制PS/PE合金是一个相当活跃的领域，除了上述研究的新型合金外，该工艺的重要性还在于它可解决两个最大的废旧塑料源PS及PE的回收再生问题，所以具有非常特殊的意义。
随着我国家电、汽车以及高科技领域的技术发展，对PS合金的需求也正在不断增长，我们应继续开发PS/PO合金的途径，并将其转化为工业产品，为发展丰富我国塑料产品作贡献。
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