先简单做个自我介绍
嗨，大家好，我是PS，（不是修图技术哦），由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，是目前用量最大的通用塑料之一，中文名：聚苯乙烯，英文名：Polystyrene，日文名：ポリスチロール。
人们熟悉的PS ，既然是这样的我----拥有可媲美水晶的净度，比水稍微重点，非晶态为1.04-1.06g/cm3，晶体密度则为1.11～1.12g/cm3。
讲到这样的PS ，大部分小可爱们是不是变成了小迷糊呀。但要说到一次性饭盒、塑料袋、包装箱用白色塑料，相信你们肯定都见过和接触过，它们就是由我-PS制造的。
身为一种无色透明的热塑性塑料，因具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，所以经常被用来制造各种需要承受开水温度的一次性容器等。在日常生活中，我已经成为不可或缺的好帮手，也是现代工业中不可或缺的重要材料。
不信，看一看这样的创意设计
闪光单椅 Sparkling Chair， 马塞尔·汪德斯 （Marcel Wanders）为意大利 Magis 公司设计。选用印花聚乙烯材质，各个部分都可以拆卸再组装，椅脚处的充气般线条就好像塑料瓶的造型，连颜色也采用了类似的透明绿色，充满了21世纪的幽默感。
看一看，这样的PS的发展历程
1839年，德国人第一次从天然树脂中提取出聚苯乙烯；
1930年，BASF开始在德国商业化生产聚苯乙烯；
1934年，Dow开始在美国生产聚苯乙烯；
1954年，Dow开始生产聚苯乙烯泡沫塑料。
我的大分子主链为饱和烃类聚合物，侧基为体积大的苯环。
这样的结构，使我具有良好的电性能、化学性能、拉伸性能、刚性、尺寸稳定性和较高的硬度。
PS的美中不足
我，在240℃下就会融化。通常都是以非晶态的形式存在，这个时候，我绝热、绝缘、还有很好的透明性、就是使用温度范围比较窄，为0--70℃，且脆，温度低一点就会开裂。
面对存在低温抗冲击性能差、易脆化等缺点，国内外研发人士对其进行了大量的改性研究工作，以改善PS的抗冲击性能。传统的增韧方法大多是引入少量的橡胶类弹性组分，一般都有明显的增韧效果。但是，该增韧方法由于引进了低模量、低强度的橡胶相，常常使材料在抗冲击强度提高的同时，其刚度、拉伸强度和弯曲强度都有降低明显。
强韧联合打造低温易碎的你
由于无机层状物磷酸锆（以下简称：α-ZrP）的增强作用和丁苯橡胶接枝甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯橡胶粒子(SBR-g-DM)的增韧作用。
在这里，采用溶液接枝法合成了丁苯橡胶接枝甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(SBR-g-DM)，作为PS/α-ZrP体系的相容剂，并利用熔融共混制备了PS／SBR-g-DM／α-ZrP 复合材料。，使PS／SBR-g-DM/α-ZrP的界面作用得到改善，从而提高复合材料的各项性能。
试验如下
PS/ SBR-g-DM/α-ZrP复合材料的制备
将称量好的α-ZrP、SBR-g—DM在开炼机上预先混合均匀，然后利用双螺杆挤出机与PS熔融共混挤出造粒，80℃鼓风干燥24 h，采用注塑成型方法制样标准样条，放置24 h后进行测试。配方如下:
采用溶液接枝法制备丁苯橡胶(SBR)接枝甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)。由于DM含有叔胺基团，能与层状无机物α-ZrP的层板上酸性P-OH基团反应，故将其作为PS/α-ZrP体系的相容剂。
SBR-g—DM的制备：在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的三颈瓶中加入100 g SBR、100 ml甲苯，加热搅拌回流。溶解后，加入10g DM和0.5g AIBN，反应5 h后，停止反应，将溶液缓慢倒入300 ml甲醇中搅拌，析出沉淀，将析出物用甲醇抽提24 h，60℃真空干燥24 h备用。
PS/SBR-g-DM/α-ZrP复合材料的性能评估
固定SBR-g-DM的量为10份，以α-ZrP为变量，分别加入1％、2％、4％。考察其对复合材料性能的影响，其配方表如下图
1、α-ZrP含量对复合材料力学性能影响研究
1) 复合材料的拉伸强度
与PS相比，加入10％SBR-g-DM复合材料的强度下降到55.2MPa，分别加入1％、2％α-ZrP时拉伸强度增加到56.8MPa和55.9MPa。但是加入4％时，拉伸强度较只加SBR-g-DM的复合材料更差。这主要是由于无机物会发生团聚现象而造成材料拉伸强度降低。随着磷酸锆含量的增加，其团聚度增大，分散性变差，拉伸过程中阻碍PS分子链重排运动能力减弱，在受到外力时，容易遭受破坏，因此，磷酸锆含量增加，复合材料的强度呈下降的趋势。
2) 复合材料的冲击强度
从图中可以明显看出体系中加入α-ZrP后，材料的韧性呈现明显增加的趋势。相对于10份SBR-g-DM的体系，加入1份、2份、4份α-ZrP时复合材料的冲击强度分别增加了9.4％、12.9％、7.1％。
3) 复合材料的弯曲强度
由图可知，由SBR-g-DM弹性体的加入导致复合材料下降的弯曲强度，随着α-ZrP的加入，弯曲强度逐渐得到补偿，这表明α-ZrP对复合材料起到了增强的作用。
4) 复合材料的弯曲模量
与弯曲强度的趋势相符，在弹性体增韧体系中会出现：韧性增加的同时强度和模量会显著降低，在此条件下加入刚性无机物α-ZrP 1％、2％、4％时，如图所示复合材料的模量明显增加。综上力学性能分析，在此体系中适量α-ZrP的加入既有增强的作用又有增韧的作用
2、α-ZrP含量对复合材料热性能的影响研究
1) 复合材料热变形温度
相较于只加入10％SBR—g-DM体系，分别加入1％、2％、4％ α-ZrP时复合材料的热变形温度分别增加了3.1％、4.2％、7.9％，其HDT温度由于α-ZrP的加入逐渐得到补偿，并稍有提高。
2) 复合材料的DSC
从图中可见，当固定相容剂的量为10％，改变α-ZrP,复合材料的Tg随α-ZrP的增加先升高后逐渐降低。这是由于α-ZrP的加入限制了聚合物分子的运动，从而使其Tg上升。但是随着α-ZrP的逐渐增加时，其在PS中的分散性变差而团聚，接触面积变小，限制作用减弱，Tg降低。
3) 复合材料的TGA
相对于加入10％SBR-g-DM的体系，分别加入1％、2％、4％的α-ZrP复合材料的降解温度没明显变化，这是因为越来越多的α-ZrP聚集成团而不能被PS高分子链贯穿，不能发挥α-ZrP的热稳定作用，但相对于纯PS降解温度却增加显著。
3、总结：
PS/SBR-g-DM/α-ZrP复合材料
当SBR-g-DM的用量为10％时，复合材料的冲击强度增加了86．5％，拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量保持率分别为96．8％，94．1％和93．1％，热变形温度和热降解温度分别提高3℃和15.3℃，复合材料的综合性能相比于其他份数显著改善。
固定相容剂的量为10％，α-ZrP的用量对复合材料力学性能的影响发现适量α-ZrP的加入既有增强的作用又有增韧的作用。且其热变形温度、Tg和热降解温度分别提高了3.7℃、2.6℃、16℃。
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