[科普中国]-间同立构聚苯乙烯

间同立构聚苯乙烯，是用一种高度定向的催化体系—茂金属催化剂聚合得到的结晶型聚苯乙烯，其主链结构为苯基相间有规则地排列在分子链两侧，故又称间规聚苯乙烯。

简介间同立构聚苯乙烯，又称间规聚苯乙烯，是随着茂金属催化剂的开发和应用实现商业化生产的。虽然间规聚苯乙烯的问世比通用聚苯乙烯晚了半个多世纪，但间规聚苯乙烯不仅继承了通用聚苯乙烯的密度低、电性能优良、水解稳定性好、价廉等优良特性；而且间规聚苯乙烯属半结晶聚合物，结晶使其具有了优良的力学性能以及耐热性、耐溶剂性和尺寸稳定性，而其结晶速率又比等规聚苯乙烯快得多，使得模塑加工得以进行，因此，间规聚苯乙烯作为一种新型工程塑料正在得到普遍应用。1

制备已商业化的间规聚苯乙烯是以过渡金属配合物（如茂钛配合物CpTiCl3）为催化剂。以甲基铝氧烷（MAO）或硼烷、硼酸盐为助催化剂，使苯乙烯单体进行定向配位聚合得到的苯乙烯均聚物。

研究表明，利用此类催化体系聚合各种苯环上带取代基的苯乙烯可以得到相应的间规聚苯乙烯，它们都具有高的结晶度和高熔点。苯乙烯和烷基苯乙烯的间规共聚物也已制成，这预示着苯乙烯类间规聚合物在工业应用中的价值将会更大。1

结构与性能间规聚苯乙烯结构与性能的关系间规聚苯乙烯分子的结构单元构成及其连接方式与通用聚苯乙烯相同，从而使通用聚苯乙烯所具有的较好的化学惰性、优良的电绝缘性、耐湿性等得以保留。

与通用聚苯乙烯不同，间规聚苯乙烯是采用具有间规立构选择性的特殊催化体系经配位聚合得到的，分子链构型呈间规立构，结构单元中的侧基（苯环）交替排列在大分子链两侧。由于间规聚苯乙烯立构规整性很高（间同结构>99%），具有较强的结晶能力，因而间规聚苯乙烯为可结晶聚合物，结晶熔点高达270℃左右。

高度结晶的聚集态结构赋予了间规聚苯乙烯良好的耐热性、耐蚀性，使其性能可与尼龙、聚酯、聚苯硫醚等热塑性工程塑料相媲美，从而使其成为性价比较高的工程塑料。

间规聚苯乙烯的性能除了具有传统聚苯乙烯的基本特性，间规聚苯乙烯还具有耐热性和耐化学性。此外，其原料价廉易得，因而具有价格优势。尽管间规聚苯乙烯与通用聚苯乙烯一样具有脆性，不适宜单独用作结构材料，但可通过增强、增韧改性完善其机械性能，所以间规聚苯乙烯不失为一种综合性能良好的工程塑料。

（1）热性能：结晶使间规聚苯乙烯的耐热性比通用聚苯乙烯好的多，熔点为255~275℃，维卡软化点高达254℃，因此间规聚苯乙烯可在200℃以上长期使用。除此之外，它的低温特性、导热性等热性能指标均与通用聚苯乙烯相似。

（2）化学性能：间规聚苯乙烯在宽广的使用温度范围内均具有优异的化学腐蚀性和耐溶剂性。与通用聚苯乙烯相比，常温耐蚀性相同，高温耐蚀性大大提高。室温下没有可溶解间规聚苯乙烯的溶剂，即使对通用聚苯乙烯溶解能力较强的溶剂也只能使其溶胀。只有少数溶剂在接近它的沸点时可以溶解。

（3）电性能：间规聚苯乙烯不仅继承了通用聚苯乙烯在很宽的频率范围内具有高绝缘性、介电性及耐电弧性的优良电性能，而且扩展到很宽广的使用范围。

（4）力学性能：纯的间规聚苯乙烯与通用聚苯乙烯的力学性能接近，强度指标略高、韧性指标略低，所以间规聚苯乙烯也是一种脆性材料，甚至比通用聚苯乙烯还脆，不适宜单独用作结构材料。因此，实际作为工程塑料使用的间规聚苯乙烯多为玻纤增强或橡胶增韧的改性品种。

间规聚苯乙烯与通用聚苯乙烯及聚酯、尼龙等热塑性工程塑料的物理机械性能比较如表所示。1

加工及应用间规聚苯乙烯属于比较容易成形的工程塑料。在成形温度范围内纯间规聚苯乙烯的熔体黏度及流变行为与通用聚苯乙烯基本相同，即使是用30%玻纤填充的间规聚苯乙烯也不亚于薄壁流动性良好的液晶高聚物（LCP），所以特别适合于注塑工艺。

间规聚苯乙烯属半结晶聚合物（结晶较完全时结晶度可达50%~60%），玻璃化温度为100℃，大约在150℃开始结晶，270℃左右结晶熔化，所以，间规聚苯乙烯的成形温度范围通常控制在280~310℃，模温控制在160℃左右。

间规聚苯乙烯可以采用注塑、挤出、热成形、中空吹塑等多种成形工艺进行加工成形。挤出产品主要为各种型材及二次加工坯料，注塑、吸塑及中空制品主要是用于电气、仪表、汽车等领域的工业产品零部件。1

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学