聚苯乙烯的性能特点分析

1.一般性能

PS原料为无毒、无色透明粒状物，非晶态密度1.04～1.06g/cm³，晶体密度1.11～1.12g/cm³，吸水率约为0.05%。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，宏观上质硬似玻璃，落地或敲打时发出金属般的清脆声音。易燃，燃烧时软化、起泡，有浓黑烟，并伴有苯乙烯单体的甜香味。

2.力学性能

PS在热塑性塑料中是典型的硬而脆的材料，弹性模量和弯曲强度较高，是刚性较大、抗弯能力较强的塑料品种。但是，冲击强度较低，常温下脆性大，并且在成型加工中容易产生内应力，制品在较低的外力作用下即产生应力开裂，故PS制品在使用中常表现出较低的力学强度。相对分子质量对PS的力学性能有较大影响，相对分子质量增大，力学性能提高。但当相对分子质量超过10万时，拉伸强度的改善就不明显了。PS对缺口、尖角等敏感，耐磨性差，不宜用于大负荷耐磨零件，退火处理可提高力学强度。PS力学性能见表1-23。

表1-23　PS的力学性能

3.PS的热性能

PS的玻璃化转变温度（T_g）为80～90℃，脆化温度约-30℃，熔融温度为140～180℃。PS分子链是刚性链，由于是无定形结构，超过玻璃化温度即开始软化，软化点仅95℃左右，120℃开始成为熔体，180℃后具有流动性，热稳定性好，超过300℃才开始分解，因此，有比较宽的成型加工温度区间。PS的连续使用温度不宜超过80℃。

PS的热变形温度在70～98℃之间，与材料配方及热处理有关。对PS进行退火处理，可减少内应力，不仅可提高力学强度，也可提高热变形温度、降低受溶剂侵蚀而引起的开裂。一般采用的退火温度略低于实际的热变形温度5～6℃。

PS的热导率较小，在0.04～0.15W/（m·K）之间，且基本上与温度无关，是较良好的绝热保温材料，如PS泡沫是应用广泛的优质绝热材料。PS的线性膨胀系数为（6～8）×10^-5K^-1，与金属相差较大，不宜用作金属嵌件，易产生应力开裂。PS易燃烧，燃着后离开火焰可持续燃烧，火焰呈橙黄，伴有浓烟。PS的热性能见表1-24。

表1-24 PS的热性能(www.xing528.com)

4.电性能

PS是弱极性聚合物，具有优异的介电、电绝缘性能。其体积电阻率>10¹⁴ Ω·cm，介电常数为2.4～2.7F/m，介质损耗因数小于5×10^-4，介电强度超过20kV/mm，并且不受频率和环境温度的影响。PS具有良好的耐电弧性，但抗静电性较差，使用时宜加抗静电剂降低其表面电阻。在用不同的聚合方法所获得的PS中，本体聚合的PS杂质含量最少，因而电性能较好。但由于PS的耐热性差，限制了它在电气方面的应用。PS的电性能见表1-25。

表1-25 PS的电性能

5.光学性能

PS树脂的密度和折射率均一，对可见光没有特殊的选择吸收，PS的折射率为1.59～1.60，透光率达88%～92%，具有优良的光学性能和透明性，在塑料中其折射率、透明性仅次于丙烯酸类聚合物。但PS受阳光、灰尘作用后，会出现浑浊、发黄等现象，因而用作光学部件时可加入1%的不饱和脂肪酸胺、环胺或氨基醇类化合物，以改善PS的耐候性，制得高透明度的制品。

6.化学稳定性

PS是饱和的碳氢聚合物，具有一定的化学稳定性。可耐许多碱和盐的腐蚀，可耐硫酸、磷酸、硼酸及稀盐酸，但是浓硝酸和其他氧化剂能破坏PS。许多非溶剂物质，如高级醇类和油类，可使PS产生应力开裂或溶胀。PS能溶于芳烃（苯、甲苯、乙苯）、氯代烃（二氯乙烷、氯苯、氯仿）酮类、酯类等。不溶于某些脂肪烃类（如己烷、庚烷等）、乙醚、丙酮、苯酚等，但能被它们溶胀。

PS具有较PP、HDPE更优的耐辐射性，可耐较大的辐射剂量，但大剂量辐射会使材料产生交联，使性能进一步变脆。PS在热、氧及大气条件下易发生老化现象，尤其是在PS中含有微量的单体、硫化物等杂质情况下更易造成大分子链的断裂和显色。