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现代苯乙烯系聚合物 - [奥]J.谢尔斯、[美]D.B.普里迪 编
出版日期:2004年11月
聚苯乙烯是最早制得的人造聚合物。事实上早在1839年就有关于它存在的报道（见第1章）。世界上最早用于商业销售的聚苯乙烯由BASF公司在1931年生产，而美国最早则是由Dow公司在1938年生产的。众所周知，聚苯乙烯是一种玻璃状的无定形聚合物，有出色的透明度、光泽和加工性能。不幸的是聚苯乙烯天生性脆，并受化学稳定性差的困扰（见第2章）。早先这些缺陷通过开发出高抗冲聚苯乙烯（见第12章关于HIPS部分）和苯乙烯丙烯腈共聚物（见第13章关于SAN共聚物，第14章、第15章关于ABS三元聚合物及第16章关于ASA三元聚合物部分）得以弥补。苯乙烯嵌段共聚物还将这类聚合物从弹性材料范畴（见第21章）显著地扩展到了高透明度、高抗冲树脂领域（见第22章）。后一类高强度共聚物在性能与价格之间达到了平衡，缩小了昂贵的透明工程聚合物与低廉的脆性塑料（如通用聚苯乙烯）之间的差距。
聚苯乙烯是最早商业化的聚合物，年销售量达900万吨，已发布的专利有几千种，覆盖了制造及性能改进的方方面面。通过热聚合或自由基聚合苯乙烯单体很容易合成聚苯乙烯（见第6章自由基聚合和第8章硝基氧引发聚合部分）。第3章讲述了聚苯乙烯的商业化生产工艺，而苯乙烯聚合的工艺模拟和优化则在第5章讨论。苯乙烯还可使用有机金属引发剂通过阴离子和齐格勒纳塔化学方法进行聚合。通过自由基和阴离子化学聚合方法，使规整聚苯乙烯单体中某些苯环的位置变得无规，从而阻止了结晶。新型茂金属聚合催化剂技术的开发取得了进展，能够开发出半结晶的间规聚苯乙烯，熔点达270 ℃，可以抗环境应力裂纹（见第17～20章）。新型茂金属催化剂还可开发出新的乙烯苯乙烯共聚物（见第26章）。
随着氢化PS（见第23章）、支化PS（见第24章）及“超级”PS（见第25章）的出现，聚苯乙烯的改性品种也得到开发。由于苯乙烯聚合物的强度、可燃性及光降解性对最终用户意义重大，第27～30章详细讨论了这些性能。聚苯乙烯熔融强度高，很容易发泡成型（见第9章、第10章PS发泡部分），吹膜成型，或拉伸成片材（见第11章OPS部分）。聚苯乙烯发泡材料可用于保温、包装等多种用途。现在苯乙烯聚合物系树脂的应用已从日用塑料扩展到高性能工程塑料。
新催化剂技术和“受控自由基聚合”正在取得进展,这无疑将导致结构设计良好的新的苯乙烯聚合物的产生（如同最近随着间规PS和乙烯苯乙烯共聚物的引入我们所看到的）。枝状和超级支化苯乙烯聚合物合成的进展也会有助于改善新型聚苯乙烯产品的状况。
导致聚苯乙烯商业上取得巨大成功的关键特性是低成本。聚苯乙烯加工厂拒绝为改善的性能支付额外的费用，聚苯乙烯制造商为获得更多的市场份额而产生的激烈竞争导致产生了高度优化、规模巨大的聚苯乙烯生产装置（典型的“世界级”的聚苯乙烯厂的年产量约为23万吨）。引进新型改进聚苯乙烯产品的相关费用必须足够低，以使得聚苯乙烯生产商无需提高销售价格仍可获得利润。这一限制，以及化工业不断加强对研发预算的严格审查与控制，对工业聚苯乙烯研究者构成了巨大的挑战。聚苯乙烯行业的其他压力还包括环境和法规等问题（即废弃物、剩余小分子向食品的转移，以及生产加工过程中挥发性有机物的释放等。见第4章、第31章)。毫无疑问这些问题将在很大程度上支配投入聚苯乙烯的研究精力。学术性研究者却不会受这些代价/成本的约束，因此他们将会继续进行具有新型可控结构的新苯乙烯聚合物的新化学方法的开发。
聚苯乙烯研发未来的方向并不确定，但很有可能继续集中在降低制造成本、改进产品性能/特性（特别是流动性和强度之间的平衡），减少产品中的残留小分子含量，以及开发新的应用。
本书为读者提供了聚苯乙烯方面的全面信息，开发过程的历史回顾，以及对最新技术开发的述评。
J谢尔斯,DB普里迪
2002年6月现代苯乙烯系聚合物目录
第一篇 苯乙烯系聚合物的简介
第1章 苯乙烯系聚合物的发展史3
11 引言3
12 通用聚苯乙烯(GPPS)4
13 发泡聚苯乙烯9
14 橡胶改性聚苯乙烯11
15 ABS12
16 ASA13
17 早期的苯乙烯共聚物13
18 苯乙烯嵌段共聚物14
19 间规聚苯乙烯14
110 现代聚苯乙烯的生产14
111 展望15
参考文献15
第2章 聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物概述17
21 引言17
22 聚合18
23 工艺19
24 结构和形态20
25 性能23
26 MABS产品的性能、范畴和应用25
参考文献27
第二篇 苯乙烯系聚合物的制备
第3章 聚苯乙烯的商业化生产工艺31
31 引言31
32 影响反应器选择的技术局限31
321 温度控制31
322 化学因素方面的限制33
323 反应器混合方面的限制35
324 橡胶改性聚苯乙烯的局限37
325 生产共聚物对反应器的要求38
33 聚苯乙烯脱挥39
331 脱挥的概念39
332 脱挥装置41
333 汽提43
34 现存苯乙烯聚合工艺44
35 过程模拟与控制46
参考文献47
第4章 生产低残留聚苯乙烯的方法48
41 引言48
42 研究开发方法的总结49
421 脱挥器设计49
422 辅助脱挥50
423 捕捉剂51
424 吸收剂52
425 高单体转化率聚合52
426 固体聚合物处理53
43 FRIEDEL-CRAFTS 催化剂54
431 单体中加入FRIEDEL-CRAFTS催化剂55
44 潜在酸催化剂56
441 甲苯磺酸酯56
45 加热时单体的再生57
46 结语59
参考文献59
第5章 苯乙烯聚合反应过程的模拟和优化61
51 引言61
511 苯乙烯均聚反应动力学概述61
512 凝胶效应的处理64
52 苯乙烯均聚反应的工艺模拟和优化65
521 使用带有特定温度曲线的组合引发剂65
522 使用双官能团引发剂67
523 使用组合反应器69
53 结论70
54 符号说明70
参考文献71
第6章 苯乙烯的活性自由基聚合73
61 引言73
62 LRP概述74
621 硝基氧化物引发的聚合反应（NMP) 75
622 原子自由基转移聚合（ATRP）机理的活性自由基聚合反应76
623 变性转换（DT）机理的活性自由基聚合反应77
624 RAFT机理的活性自由基聚合反应78
63 活性自由基聚合反应动力学78
631 各种不同的LRP过程的主要特点78
632 均相和非均相LRP工艺80
64 在苯乙烯系聚合物中的应用82
参考文献83
第7章 高分子量聚苯乙烯生产速度的提高85
71 引言85
72 用化学引发剂来提高聚苯乙烯生产速度86
73 用酸介质加速聚苯乙烯生产速度87
74 用酸调整分子量分布91
75 酸催化苯乙烯聚合反应模型92
751 苯乙烯自引发反应模型92
752 酸催化模型的发展92
753 模型结果93
76 结论95
参考文献95
第8章 用硝基氧引发聚合反应合成苯乙烯嵌段共聚物96
81 引言96
82 机理和局限性97
83 NMRP活性的模型研究结果97
84 用大分子引发剂引发的嵌段共聚物99
85 在分步链增长聚合反应中用烷氧基胺作为链阻聚剂合成嵌段共聚物101
86 用顺序添加单体的方法合成嵌段共聚物（SAM) 102
87 用多头引发剂合成嵌段共聚物103
参考文献105
第三篇 聚苯乙烯系聚合物的主要类型
第9章 基于发泡聚苯乙烯 (EPS) 的颗粒泡沫109
91 引言109
92 基于悬浮聚合的EPS 110
921 EPS原料的生产110
922 原料到泡沫的转化118
923 物理和机械性能121
924 应用122
93 用挤出法生产的EPS124
931 挤出124
932 后挤出125
933 EPS疏松填料树脂蒸汽发泡的理论和实践126
参考文献127
第10章 硬聚苯乙烯泡沫和选择性发泡剂131
101 引言131
102 命名法132
103 发泡过程的理论132
1031 气泡的引发132
1032 气泡的增长133
1033 气泡的稳定化133
104 性能及其与结构的关系133
1041 测试方法133
1042 商品性能134
1043 泡孔135
1044 气体组成135
1045 硬质多孔聚合物136
1046 蠕变136
1047 结构泡沫137
105 热性能137
1051 热导率137
1052 线性热膨胀系数138
1053 最高使用温度138
1054 防潮性138
1055 环境老化139
1056 其他性能139
106 工业生产和加工139
1061 制备过程139
1062 减压发泡工艺、物理稳定法140
107 应用141
1071 保温材料142
1072 制冷材料142
1073 建筑材料143
1074 结构组成材料143
1075 海上用具的应用143
1076 其他应用143
1077 泡沫保温中的能量考虑因素143
108 环境、健康和安全的考虑因素144
1081 可燃性144
1082 发泡剂和环境问题144
参考文献146
第11章 聚苯乙烯的包装应用：泡沫片材和取向片材149
111 引言149
112 取向聚苯乙烯片材150
113 挤出聚苯乙烯泡沫片材153
参考文献157
第12章 高抗冲聚苯乙烯的制备、性能和应用158
121 引言158
122 性能158
1221 一般性能158
1222 力学性能159
1223 冲击性能160
1224 热性能161
1225 电性能161
1226 流变性能162
1227 耐溶剂性163
123 基本化学性质164
1231 基体分子量164
1232 弹性体164
1233 耐环境应力开裂（ESCR) 167
1234 热和氧化稳定性169
124 生产170
1241 工艺的演变170
1242 现代商业化工艺171
125 制造172
1251 制造工艺和制品性能174
126 应用175
127 致谢177
参考文献177
第13章 影响SAN共聚物性能的关键结构特征178
131 引言178
132 表征179
1321 有色基团179
1322 顺序分布180
1323 AN含量180
1324 MWD180
1325 组成分布181
1326 多维分析181
133 制造性能181
1331 剪切流动181
1332 缠结链181
1333 时温叠加182
1334 Cross模型182
1335 非线性剪切流动183
1336 松弛光谱183
1337 拉伸流动184
1338 断裂点185
1339 脆性断裂185
13310 流动双折射185
134 多相体系186
135 固相行为187
136 结论188
参考文献188
第14章 ABS中橡胶粒子的形成193
141 ABS的制造193
1411 乳液工艺193
1412 本体工艺193
142 相分离194
143 相转换194
144 相图194
145 橡胶粒子大小调节195
1451 剪切195
1452 黏度195
1453 界面张力196
146 接枝197
1461 接枝分析197
1462 过程参数的影响197
1463 主曲线198
1464 接枝模型198
147 交联199
148 大小调节窗口200
149 橡胶粒子形态200
参考文献202
第15章 高耐热ABS技术203
151 引言203
152 取代苯乙烯205
153 酰亚胺206
154 马来酐209
155 改性的腈类211
156 不同级分的高耐热ABS 211
参考文献214
第16章 丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯聚合物的合成、性能及应用216
161 引言216
162 ASA市场217
163 ASA的制备217
1631 早期开发217
1632 乳液聚合工艺217
1633 本体聚合工艺219
1634 微观悬浮聚合工艺219
164 ASA的性能220
1641 老化性能220
1642 抗冲行为222
165 附加研究方面223
166 ASA共混物223
167 ASA的应用225
1671 通用类225
1672 太阳能技术226
1673 家庭和办公室的安全装置226
1674 ASA使用PFM技术用于汽车主体面板226
168 未来展望227
参考文献228
第四篇 间规聚苯乙烯
第17章 间规聚苯乙烯的合成233
171 引言233
172 sPS聚合体系234
1721 过渡金属配合物234
1722 助催化剂236
173 共聚反应239
1731 取代苯乙烯聚合239
1732 苯乙烯与乙烯的共聚239
1733 苯乙烯与二烯烃的共聚240
174 苯乙烯的聚合机理240
1741 活性中心240
1742 苯乙烯聚合动力学分析242
1743 氢气的影响244
175 结论244
参考文献245
第18章 间规聚苯乙烯的表征、性能及应用246
181 引言246
182 表征247
1821 结构247
1822 结晶组成247
183 物理性能249
1831 热性能249
1832 sPS的结晶性能249
1833 sPS和iPS结晶性能比较251
1834 耐溶剂性252
1835 流变性能252
1836 纯sPS的机械性能253
184 商业化sPS的性能及其应用254
1841 机械性能和流动性255
1842 电性能255
1843 耐化学性257
1844 通过与sPS共混提高PS的性能257
185 结论259
参考文献259
第19章 间规聚苯乙烯的橡胶改性261
191 引言261
192 聚苯乙烯高聚物中的能量耗散262
193 橡胶改性sPS的冲击行为264
194 橡胶改性266
1941 苯乙烯嵌段共聚物作为抗冲改性剂266
1942 核壳抗冲改性剂269
1943 橡胶存在下sPS的制备272
195 现状和未来展望272
参考文献273
第20章 基于间规聚苯乙烯的聚合物共混274
201 引言274
202 sPS的性能回顾274
203 有关sPS共混物的专利文献275
204 sPS共混物的微观、热和机械性能278
2041 相容共混279
2042 不相容共混物283
205 结论291
206 符号说明291
参考文献292
第五篇 苯乙烯嵌段共聚物
第21章 苯乙烯嵌段共聚物弹性体297
211 引言297
212 苯乙烯嵌段共聚物弹性体的合成297
213 苯乙烯嵌段共聚物弹性体的性能303
214 苯乙烯嵌段共聚物弹性体的应用311
2141 商业苯乙烯嵌段共聚物311
2142 胶黏剂和密封剂313
2143 沥青改性314
2144 鞋类315
2145 聚合物改性剂315
2146 黏度指数的改进及其他应用317
参考文献318
第22章 高苯乙烯含量的苯乙烯-丁二烯共聚物的制备、性能及其应用321
221 历史321
222 SBC聚合物的合成及其生产322
223 关键特征、性能和级别323
224 现代商业应用325
2241 主要市场325
2242 一次性产品326
2243 硬质包装326
2244 服装衣架328
2245 柔软的包装329
2246 医学应用331
2247 消费品333
2248 玩具333
2249 展览品333
225 SBC共混物334
2251 透明共混物334
2252 不透明共混物337
2253 其他339
226 未来应用339
参考文献340
第六篇 新型聚苯乙烯
第23章 氢化聚苯乙烯：制备与性能343
231 引言343
232 聚环己基乙烯的合成343
233 催化氢化反应344
2331 催化作用和条件344
2332 氢化反应的机理345
234 乙烯基环己烷聚合生成PCHE346
235 PCHE的特性347
2351 无规立构PCHE 347
2352 全同PCHE351
2353 间同立构PCHE352
236 含PCHE的共聚物352
2361 无规共聚物352
2362 嵌段和接枝共聚352
2363 接枝共聚物354
237 基于PCHE的材料的可能应用355
238 致谢355
参考文献356
第24章 支化聚苯乙烯358
241 引言358
242 支化聚苯乙烯的制备358
2421 自由基聚合358
2422 阴离子聚合362
243 支化聚苯乙烯的流变行为362
2431 星形支化聚合物363
2432 梳形支化聚合物365
2433 无规支化聚合物366
2434 拉伸流变学行为367
244 结论369
参考文献369
第25章 超级聚苯乙烯--苯乙烯-二苯乙烯共聚物371
251 引言371
252 DPE单体及其聚合物的制备372
2521 1, 1-二苯乙烯单体的合成372
2522 S-DPE聚合物合成372
253 苯乙烯-二苯乙烯（S-DPE）的性能372
254 S-DPE聚合物的共混物374
255 橡胶改性的S-DPE共聚物375
2551 高抗冲聚苯乙烯（HIPS）的改性工艺375
2552 核壳结构抗冲改性剂376
2553 苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯的三元嵌段共聚物（SBHS) 381
2554 三嵌段共聚物S-DPE-氢化丁二烯-S-DPE384
256 热塑性弹性体384
257 总结385
参考文献385
第26章 乙烯-苯乙烯共聚物386
261 乙烯-苯乙烯共聚物简介386
262 乙烯与芳香族乙烯基化合物单体的共聚合反应386
263 乙烯-苯乙烯共聚物的结构与性能之间的关系388
2631 热转变/黏弹性能388
2632 机械性能391
2633 熔融流变和加工性能 392
264 材料的工程方面 393
2641 共聚物的共混394
2642 乙烯-苯乙烯共聚物的混合物：相容性观察394
2643 填充复合材料396
265 三元共聚物 398
266 性能与应用400
267 总结400
268 致谢401
参考文献401
第七篇 苯乙烯系高聚物的性能
第27章 HIPS和ABS的断裂行为407
271 引言407
272 断裂的定量描述408
2721 脆性断裂408
2722 半韧性断裂409
2723 韧性断裂411
273 高抗冲聚苯乙烯413
2731 温度的影响414
2732 负荷速度的影响415
2733 动态作用和绝热419
274 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS) 421
275 结论424
参考文献425
第28章 无规聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯和其他苯乙烯系高聚物的动态力学行为426
281 引言426
282 聚苯乙烯427
2821 高聚物结构和添加剂对聚苯乙烯动态力学谱的影响427
283 苯乙烯共聚物432
284 橡胶改性聚苯乙烯（HIPS）和SAN共聚物（ABS) 433
参考文献435
第29章 阻燃聚苯乙烯的理论和实践437
291 引言437
292 阻燃苯乙烯系聚合物的应用437
293 可燃性的要求和测试438
2931 常规测试方法438
2932 研究用的方法439
294 阻燃机理440
2941 蒸气相机理440
295 用于苯乙烯系高聚物的含卤阻燃剂441
296 苯乙烯系共混物444
297 关于环境保护444
298 总结445
参考文献445
第30章 苯乙烯系高聚物的光化学降解447
301 引言447
302 PS均聚物在λ>300 nm的光照下的光氧化447
3021 实验结果447
3022 讨论449
303 苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）的光氧化451
3031 实验结果451
3032 讨论452
304 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）的光氧化453
3041 光氧化的分析453
3042 光氧化速率454
3043 讨论455
305 SAN和EPDM共混物(AES)的光氧化456
3051 AES膜光氧化第一阶段的FTIR分析456
3052 AES膜在长期辐射后的FTIR分析457
3053 讨论457
306 聚苯乙烯和聚（乙烯基甲基醚）共混物（PVME-PS）的光氧化458
3061 介绍458
3062 实验结果458
3063 表面分析459
3064 讨论459
307 结论460
参考文献461
第31章 聚苯乙烯食品容器中的苯乙烯二聚体和三聚体的分析及其含量462
311 引言462
312 苯乙烯二聚体和三聚体的结构分析462
313 在PS食品容器中SD和ST的含量464
314 PS食品容器中SD和ST的迁移466
315 SD和ST的生物性评定469
316 结论471
参考文献471 本书适合高等专业院校相关专业师生、科研院所研发人员、生产和应用厂家的科技和管理人员使用。现代苯乙烯系聚合物内容介绍:
本书为世界著名出版公司John Wiley & Sons有限公司出版的高分子科学系列丛书中的一册，书中大部分章节由本领域处于先进水平的Dow和BASF公司的专家撰写，内容涉及从商业塑料到工程聚合物中包含苯乙烯的几乎所有类型产品的制备、性能及应用，具有很高的实用性。另外本书还介绍了有关本领域的最新进展，如新型聚合物、共聚物及共混物、已有聚合物的新制备技术和本领域聚合物的新应用。
现代苯乙烯系聚合物下载
TAG: 现代苯乙烯系聚
