基本介紹
- 中文名：間同立構聚苯乙烯
- 外文名：syndiotactic polystyrene
- 別名：間規聚苯乙烯
- 學科分類：化學
簡介,製備,結構與性能,間規聚苯乙烯結構與性能的關係,間規聚苯乙烯的性能,加工及套用,
簡介
間同立構聚苯乙烯，又稱間規聚苯乙烯，是隨著茂金屬催化劑的開發和套用實現商業化生產的。雖然間規聚苯乙烯的問世比通用聚苯乙烯晚了半個多世紀，但間規聚苯乙烯不僅繼承了通用聚苯乙烯的密度低、電性能優良、水解穩定性好、價廉等優良特性；而且間規聚苯乙烯屬半結晶聚合物，結晶使其具有了優良的力學性能以及耐熱性、耐溶劑性和尺寸穩定性，而其結晶速率又比等規聚苯乙烯快得多，使得模塑加工得以進行，因此，間規聚苯乙烯作為一種新型工程塑膠正在得到普遍套用。
製備
已商業化的間規聚苯乙烯是以過渡金屬配合物（如茂鈦配合物CpTiCl3）為催化劑。以甲基鋁氧烷（MAO）或硼烷、硼酸鹽為助催化劑，使苯乙烯單體進行定向配位聚合得到的苯乙烯均聚物。
研究表明，利用此類催化體系聚合各種苯環上帶取代基的苯乙烯可以得到相應的間規聚苯乙烯，它們都具有高的結晶度和高熔點。苯乙烯和烷基苯乙烯的間規共聚物也已製成，這預示著苯乙烯類間規聚合物在工業套用中的價值將會更大。
結構與性能
間規聚苯乙烯結構與性能的關係
間規聚苯乙烯分子的結構單元構成及其連線方式與通用聚苯乙烯相同，從而使通用聚苯乙烯所具有的較好的化學惰性、優良的電絕緣性、耐濕性等得以保留。
與通用聚苯乙烯不同，間規聚苯乙烯是採用具有間規立構選擇性的特殊催化體系經配位聚合得到的，分子鏈構型呈間規立構，結構單元中的側基（苯環）交替排列在大分子鏈兩側。由於間規聚苯乙烯立構規整性很高（間同結構>99%），具有較強的結晶能力，因而間規聚苯乙烯為可結晶聚合物，結晶熔點高達270℃左右。
高度結晶的聚集態結構賦予了間規聚苯乙烯良好的耐熱性、耐蝕性，使其性能可與尼龍、聚酯、聚苯硫醚等熱塑性工程塑膠相媲美，從而使其成為性價比較高的工程塑膠。
間規聚苯乙烯的性能
除了具有傳統聚苯乙烯的基本特性，間規聚苯乙烯還具有耐熱性和耐化學性。此外，其原料價廉易得，因而具有價格優勢。儘管間規聚苯乙烯與通用聚苯乙烯一樣具有脆性，不適宜單獨用作結構材料，但可通過增強、增韌改性完善其機械性能，所以間規聚苯乙烯不失為一種綜合性能良好的工程塑膠。
（1）熱性能：結晶使間規聚苯乙烯的耐熱性比通用聚苯乙烯好的多，熔點為255~275℃，維卡軟化點高達254℃，因此間規聚苯乙烯可在200℃以上長期使用。除此之外，它的低溫特性、導熱性等熱性能指標均與通用聚苯乙烯相似。
（2）化學性能：間規聚苯乙烯在寬廣的使用溫度範圍內均具有優異的化學腐蝕性和耐溶劑性。與通用聚苯乙烯相比，常溫耐蝕性相同，高溫耐蝕性大大提高。室溫下沒有可溶解間規聚苯乙烯的溶劑，即使對通用聚苯乙烯溶解能力較強的溶劑也只能使其溶脹。只有少數溶劑在接近它的沸點時可以溶解。
（3）電性能：間規聚苯乙烯不僅繼承了通用聚苯乙烯在很寬的頻率範圍內具有高絕緣性、介電性及耐電弧性的優良電性能，而且擴展到很寬廣的使用範圍。
（4）力學性能：純的間規聚苯乙烯與通用聚苯乙烯的力學性能接近，強度指標略高、韌性指標略低，所以間規聚苯乙烯也是一種脆性材料，甚至比通用聚苯乙烯還脆，不適宜單獨用作結構材料。因此，實際作為工程塑膠使用的間規聚苯乙烯多為玻纖增強或橡膠增韌的改性品種。
間規聚苯乙烯與通用聚苯乙烯及聚酯、尼龍等熱塑性工程塑膠的物理機械性能比較如表所示。
加工及套用
間規聚苯乙烯屬於比較容易成形的工程塑膠。在成形溫度範圍內純間規聚苯乙烯的熔體黏度及流變行為與通用聚苯乙烯基本相同，即使是用30%玻纖填充的間規聚苯乙烯也不亞於薄壁流動性良好的液晶高聚物（LCP），所以特別適合於注塑工藝。
間規聚苯乙烯屬半結晶聚合物（結晶較完全時結晶度可達50%~60%），玻璃化溫度為100℃，大約在150℃開始結晶，270℃左右結晶熔化，所以，間規聚苯乙烯的成形溫度範圍通常控制在280~310℃，模溫控制在160℃左右。
間規聚苯乙烯可以採用注塑、擠出、熱成形、中空吹塑等多種成形工藝進行加工成形。擠出產品主要為各種型材及二次加工坯料，注塑、吸塑及中空製品主要是用於電氣、儀表、汽車等領域的工業產品零部件。
