苯乙烯-马来酸酐无规共聚物浅析

苯乙烯-马来酸酐无规共聚物是通过采用生产聚苯乙烯（PS）的技术制造出来的。它在重要的汽车内结构部件应用方面，作为最具有经济性的产品而被采用；同时，在工、商业中，也得到了广泛的使用。而新的应用正逐渐被开发，有微波炉食品盒、以长玻璃纤维为基础材料的结构部件以及与苯乙烯-马来酸酐共聚物的共混物。
 
化学与性能
 
最简单形式的透明的苯乙烯-马来酸酐共聚物（S—MA）是通过苯乙烯单体与少量的马来酸酐单体反应制得的，见图一1。马来酸酐单体无规地接到PS主链上，增加了玻璃化转变和热变形温度。一般苯乙烯-马来酸酐共聚物产品的热变形温度都超过260°F。在注塑成型时，即使温度超过550°F时，这种聚合物的性能仍然相当稳定。
 
在反应阶段，橡胶段接校在聚合物上，可以使之具有很好的韧性。在许多工程应用中，为了满足韧度要求，这一过程是至关重要的。
 
在许多应用中，需要通过玻璃纤维补强来增加苯乙烯-马来酸酐共聚物的强度和硬度。在通过化学方法处理的玻璃纤维表面和高极性的马来酸酐组分之间，化学偶合可以很容易进行并且耐久。这种良好的粘合可以通过电子显微镜观察其复合材料的断口，而得到充分的证实。这种粘合性可以使其强度、模量、韧性（甚至长期暴露在恶劣环境下）保持长期不变。性能稳定化的产品，在温度超过235°F、经过2000hr后，其主要的强度和韧性几乎没有损失。由苯乙烯-马来酸酐共聚物制成的汽车外部构件，在汽车使用寿命期内，充分保证了乘客的安全性。这一点是至关重要的。
 
品种和性能
 
实际上，只有一个厂向世界供应苯乙烯-马来酸酐共聚物。可以买到的其它的苯乙烯共聚物和三元共聚物有苯乙烯-丙烯睛共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物以及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-马来酸团三元共聚物。这种聚合物冲击性的改善一般可通过与接枝ABS聚合物混合来获得。其它苯乙烯聚合物品种在市场有售的包括：与甲基丙烯酸或许多不同的酰亚胺共聚，有时也有与丙烯睛共聚制成的产品。
 
为了满足许多应用领域制结构件的需要，玻璃纤维补强对苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂的机械性能的影响非常重要。不同品级的产品具有不同的强度、耐热性和韧性。目前，大多数补强玻璃纤维含量为 20％（重量），其范围可在5— 40％之间。通常获得玻璃补强的方法是混合熔融树脂颗粒和玻璃纤维。刚刚问世的新型增强热塑性塑料（玻璃纤维含量超过 50％），使这些树脂更具有制作结构件的优越性。
 
没有补强的苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂可以有不同的透明性、抗冲击性和耐热性。冲击性改善后的产品具有韧性和不透明性。所有树脂都可与提高耐热、耐候性的稳定剂进一步混合，并且可以在许多应用中，着成不同的颜色。这种树脂是颗粒形的，适于注塑成型、挤塑、泡沫挤塑、结构泡沫成型、并且可以作为溶剂型填缝组分中的粘料。这些产品的高熔体流动对于复杂部件有快速的成型周期，是非常理想的。
 
加工方法与性能
 
注塑成型。苯乙烯-马来酸酐共聚树脂的高熔体流动性和快速定型特点使之可以进行快速注塑成型。这样提高了成型产品的产率，从而大大降低了成本。
 
苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂具有非常好的流变特性，这可使之很容易进行注塑成型和挤塑成型。升高熔融温度从440到550°F，可以提高平均流动速率达 66％。
 
苯乙烯-马来酸酐共聚物通常在往复式螺杆注塑成型机上进行加工，螺杆的渐变压缩比为20：1—25：1。典型的螺杆L/D比为15：1—24：1。用于AB巳PS、PC的一般用途的螺杆都可以使用。排气式和计量式螺杆注塑成型也是非常有效的。
 
使用回用料，可以大大降低成本。在大多数应用中，回用料用量高达 25％时对成型加工制件的性质不会受到损失。
 
挤塑。苯乙烯-马来酸酐共聚树脂通常可用加工HDPS、PS、ABS树脂的单螺杆或双螺杆挤出片材的生产线上进行加工。苯乙烯-马来酸酐共聚物也可与不同的聚合物进行共挤塑。其制品可应用于许多高温包装中。在某些情况下，通过马来酸酐官能基的亲合力而自行粘合。
 
泡沫板材的成型可以运用直接注塑发泡成型技术，在一般的串联挤塑机上进行。发泡剂被注射到主挤塑机的计量段。一般用于挤PS泡沫的螺杆可适用。
 
应用
 
从仪器板到顶板衬里，从底面和顶部的托架到工具箱门和装饰件，苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂为汽车设计师认定可以作为内部构件。高档的热性能、很好的硬度和尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度等优越性能，在汽车应用中，充分地保证了乘客的安全（无论是在高速或低速、高温或低温行驶条件下的碰撞）。
 
美国汽车制造厂常用的柔性的仪表垫板，是使用了单块结构、4～8lb重的成型基板制的。目前，北美苯乙烯-马来酸酐闯共聚树脂仪表垫板的市场占有率可达40％。
 
由于苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂具有耐高温性、很好的硬度以及尺寸稳定性，所以它符合许多工、商业材料的标准。
 
另外，由于苯乙烯-马来酸酐共聚树脂具有耐磨性、高光泽度、容易成型以及很好的装饰性，所以其制品不仅耐用，而且美观、成本低。其应用包括：医院食品用托盘、微波炉托盘、空调栅格以及安全的洗碗机滚筒。
 
商业信息
 
苯乙烯-马来酸酐共聚物的工业化生产已达15年，产量超过5千万磅，并且正以每年 15～ 20％的速度递增。它广泛应用于汽车行业。
 
苯乙烯-马来酸酐共聚物的两种嵌段物——苯乙烯和马来酸团，都是价廉的化学品。聚合加工可有效地生产出经济的基础聚合物。
 
也有苯乙烯-马来酸酐共聚物的特殊品级。包括：着色的稳定化处理过的。几种重要的苯乙烯共聚物产品在市场中与苯乙烯-马来酸酐研共聚物有类似用途。
 
苯乙烯为主链共聚物具有独特的性能。在苯乙烯-马来酸酐共聚树脂与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚树脂中马来酸酐增加了苯乙烯系共聚树脂的耐热性。
 
ARCO化学公司是美国唯一提供苯乙烯-马来酸酐共聚树脂产品的厂商，商品名为Dylark Resin。
 
Monsanto化学公司提供与ABS树脂并用的一系列三元共聚物，商品名为cadon .