SBS对共混物PS/PE的性能影响研究

涂巨鹏　王丹丹　陈希朋　李阳阳　单天娇　周俊

摘   要：向PS/PE共混体系中加入SBS作相溶剂，用挤出机共混挤出得到不同SBS含量的共混物，再测试拉伸、冲击性能，探讨SBS對共混物PS/PE的性能影响。实验结果显示：随着SBS含量逐渐升高，共混物的拉伸强度逐渐变弱，冲击强度逐渐增强。由此得知：SBS可以有效提高共混物的韧性和冲击强度，但降低了材料强度。当PS/PE共混物中的SBS含量为5%时，共混体系的综合性能最佳。

关键词：SBS;聚乙烯;聚苯乙烯;共混改性

聚合物共混在实用性方面有着广泛优势。在高中分子材料的生产加工领域，共混改性在塑料以及橡胶制造生产中仍是一种广泛应用的技术。其中在橡胶领域内，尤其是在橡胶与塑料进行共混的两种体系以及热塑弹性体[1-3]的生产中，共混改性技术得到了广泛应用;在塑料领域，生活中常见的大多数种类的塑料，生产工艺也离不开共混改性技术。

SBS被称为“第三代合成橡胶”，既具有塑料的易成型加工性和高强度性的特点，又具有橡胶的弹性高的特点，还有较好的抗低温性、耐湿滑性以及透气性等特性，是应用最广泛的热塑性弹性体。由于主链中存在双键，SBS的耐老化性能较差。SBS的加工生产由于具有低能耗、染色性好和无需硫化等优点，工艺简单，加工成型方便，同时加工生产产生的剩余料也能够被回收再利用。由于SBS自身优异的机械性能，它的应用范围不断扩展，是各相关行业备受青睐的材料[4]。

在聚合物改性方面，SBS可与PE、PP、PS等通过共混的方式，来改良它们的低温性能和抗冲击性能[5]。

本课题将SBS与PS、PE 3种物料进行多种不同比例的共混，研究不同SBS含量对PS/PE共混物物理性能的影响，从而找出3种材料共混改性的最佳配比。

1    实验部分

1.1  仪器与试剂

实验中主要用到的仪器设备及其规格如表1所示。

1.2  实验步骤

本实验中每组所称取的3种物料的总质量为400g，其中m（PS）∶m（PE）=1∶1。用双螺杆挤出机进行共混得到0%、5%、10%、15%、20%各不同比例的共混物。用注塑机制备5组共混试验样条，每组至少5个样条。分别对共混物样条进行拉伸和冲击性能的测试。

2    结果与讨论

如表2所示，分别是SBS质量分数为0%、5%、10%、15%、20%时的PS/PE共混物的冲击实验数据，再由式1计算出不同物料配比样条的冲击强度。

式中：an为试样吸收的冲击能 ，J;σ为冲击强度，KJ/m2;b为试样宽度，mm;t为缺口试样剩余厚度，mm，本实验中为10 mm。

根据表2中的数据，绘制冲击强度与SBS质量分数关系曲线图，如图1所示。

图1是一张逐渐上升的走势图。共混物的冲击强度与SBS含量表现出正相关的关系，因为SBS是弹性体，一开始向共混物中加入少量SBS可以显著提高共混物的冲击强度。由于SBS本身的韧性要比PE好，不断增加SBS，共混物的冲击强度也随之继续得到强化。

如表3所示，分别是SBS质量分数为0%、5%、10%、15%、20%时的PS/PE共混物的拉伸强度，见图2。

图2中，共混物拉伸强度与SBS质量分数表现出先升后降的走势关系。随着SBS的开始加入，PS与PE的相容性得到改善，逐渐共混均匀，刚性差的PE得到刚性好的PS的弥补，使得共混物整体的刚性得到强化。当SBS的质量分数达到5% 左右时，共混物的拉伸强度上升到最大值。但当SBS继续加入，共混物的拉伸强度反而逐渐下降，这可能是因为SBS本身的硬性和刚性都比PS低，SBS的不断加入造成其他组分的含量减少，导致共混物整体的抗拉伸性能变弱，表现为拉伸强度下降。

[参考文献]

[1]綦明正.聚合物共混改性混炼挤出设备的探讨[J].特种橡胶制品，2003（3）： 53-56.

[2]吴培熙，张留城.聚合物共混改性[M].北京：中国轻工业出版社，1998.

[3]邓本诚，李俊山.橡胶塑料共混改性[M].北京：中国石化出版社，1996.

[4]刘俊华，钟明强.聚苯乙烯共混改性研究进展[J].功能高分子学报，1999（3）：345-349.

[5]李玉芳.用途广泛的SBS[J].中国石油和化工，2002（12）：55-57.