Page 60 - 《橡塑技术与装备》2019年8期（4月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

聚苯乙烯在汽车上的主要应用在仪表外壳、灯罩、 剂除去内核，制得中空微球。在以下实验中用两种聚
照明制品上。聚苯乙烯还可通过发泡成型制备包装材 合法进行包覆 ：
料及绝热保温材料，用于生产顶棚，还有就是与其它 （1）线型聚合 ：用 MMA 以聚苯乙烯为模板进行
材料接枝共聚和改性，得到很多固定搭配的 PS 家族 包覆。
的合金塑料品种，如 SMA 用在制造汽车仪表板骨架。 （2）交联聚合 ：用 DVB 和 MMA 的混合溶液以
在本文中，将重点研究 ：①模板制备的工艺条件控制 ； 聚苯乙烯为模板进行包覆。
②核壳和中空结构微球的制备 ；③微球尺寸的控制。

1 实验部分
1.1 实验试剂
实验所用主要试剂见表 1。 图 1 核壳微球制备示意图
表 1 试剂及其规格
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的支形磨口
试剂名称 等级 生产厂家
苯乙烯 分析纯 成都科龙化工试剂厂 试管中，加入 4 mL 水、0.05 g SDS、2 mL 无水乙醇、
聚乙烯醇 分析纯 成都科龙化工试剂厂
过氧化苯甲酰 分析纯 天津市科密欧化学试剂研发中心 9 mL DMSO，开动搅拌，通冷凝水。再加入聚苯乙烯
AIBN 分析纯 成都市科龙化工试剂厂 微球和溶有过氧化苯甲酰的 MMA 或者溶有过氧化苯
蒸馏水 分析纯 自制
甲基丙烯酸甲酯 分析纯 天津市科密欧化学试剂研发中 甲酰的 DVB 和 MMA 的混合溶液，升温至 75~80℃进
对二乙烯苯 分析纯 成都科龙化工试剂厂 行聚合，反应进行 1~2 h，若有需要，可反复包覆多次。
二甲亚砜 分析纯 成都市联合化工试剂研究所
无水乙醇 分析纯 天津市科密欧化工试剂研发中心 将包覆好的核壳结构微球用无水乙醚进行溶胀除去内
十二烷基磺酸钠 分析纯 天津市科密欧化工试剂研发中心
核，制得中空结构的微球。
过氧化苯甲酰 分析纯 成都科龙化工试剂厂
无水乙醚 分析纯 成都科龙化工试剂厂
2 实验结果与讨论
1.2 实验仪器
本实验所用的主要仪器列于表 2 中。 悬浮聚合是最常用的制备大尺寸微球的聚合工
艺，目前其工艺条件已较为成熟，然而要成功制备形
表 2 实验仪器
仪器名称 型号 生产厂家 貌良好的线性聚合物微球同时准确控制尺寸也绝非易
电子天平 AL104 梅特勒 - 托利多器有限公司 事。本实验将对这一方面进行深入研究。
恒温加热
磁力搅拌机 DF-101D/DF-101S 巩义市予化仪器有限公司 2.1 搅拌速度对聚合反应的影响
球形冷凝管 12 口 反应条件为苯乙烯 ： 2 mL;BPO ： 0.06 g;水： 50
无水乙醚 分析纯
mL;PVA ： 1.25 g; 温度应该为 85℃。搅拌对于反应
1.3 聚苯乙烯制备
成败影响巨大，首先是要保证搅拌速度十分的稳定，
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的三颈瓶
任何在聚合关键期产生的波动都会造成微球质量的明
中，加入 50 mL 蒸馏水、聚乙烯醇 (2.5 g)，开动搅
显下降。其次，搅拌速度对于颗粒大小和质量的影响
拌，通冷凝水，将温度上升 98℃。让聚乙烯醇溶解 30
也不容忽视。改变搅拌速度考察其对聚合反应的影响，
min，然后降温至 65℃。然后把溶有过氧化苯甲酰的
结果见表 3 中。
苯乙烯单体混合物加入到溶有分散剂的水相中。调整
表 3 搅拌速度对聚合反应的影响
好并在反应过程中固定搅拌速度，使温度逐步上升至 转速 /(r . min ) 颗粒分布及大小 /mm 颗粒大小 /mm 反应时间 /min
-1
80~85℃进行悬浮聚合。在整个反应过程中除要控制 9 均匀 0.5~0.6 90
8 均匀 1.0~1.5 90
好温度外，关键是要控制好搅拌速度，反应进行 60 min 7 均匀 5~2.0 90
6 较均匀 2.0~3.0 90
后，然后抽滤将得到透明、珠状的聚苯乙烯。
5 不均匀 2.5~4.0 90
1.4 中空微球的制备
由表 3 实验结果可见，搅拌速度影响颗粒的大小
制备核壳和中空微球的简单过程为，在模板表面
分布。随着搅拌速度的减小，平均粒径逐渐增大。当
吸附单体和低聚物，同时进行聚合反应实现包覆 ( 如
速度减到 6 时，由于搅拌过慢无法使微球良好，团聚
图 1)，从而形成核壳结构的微球，然后再用乙醚等溶
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·42· 第 45 卷 第 期