1. 前言

聚苯乙烯（PS）在合成树脂中占据重要地位，已成为当今世界五大通用塑料之一。聚苯乙烯材料具有很多优良的特性，如良好的电绝缘性能、透明、低吸湿性、易着色、价格低廉等，多用于建筑、汽车、电子、包装、仪表、家电、玩具、生活用品等各个领域^[1]。聚苯乙烯包括高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、通用聚苯乙烯（GPPS）和发泡聚苯乙烯（EPS）。

聚苯乙烯具有强烈的聚合性能，主要有本体、溶液、乳液、悬浮等四种聚合方法。与本体、溶液聚合相比较，悬浮聚合反应速率较快，温度容易控制，所得产品分子量较高，分散性较小。与乳液聚合相比较，悬浮聚合所得的聚苯乙烯纯度较高，具有电绝缘性能好、耐热性强、成品分离、包装、贮存、加工容易等优点，而且悬浮聚合设备简单、投资少、基建容易、生产快速，因此，聚苯乙烯的悬浮聚合对我国聚苯乙烯工业发展具有重要意义。本文主要采用悬浮聚合法制备聚苯乙烯纳米颗粒，研究影响聚苯乙烯性能的因素，改进制备方案。

2. 聚苯乙烯纳米颗粒合成工艺

2.1国内主要合成方法

（1）张静志等人^[2]将新型乳化剂和新聚合技术结合起来，采用高分子量和高表面活性的高分子表面活性剂CMC-A9作乳化剂，和十二烷基硫酸钠(SDS）配合使用，通过超声辐照乳液聚合制备了聚苯乙烯纳米胶乳。超声辐照乳液聚合反应的成核方式主要是亚微液滴成核。高分子表面活性剂具有与普通低分子表面活性剂不同的特点，能克服普通乳化剂带来的许多不利影响。CMC-Ag与SDS配合使用，可使反应进程加快，单体转化率大大增加，反应60min苯乙烯转化率达到85%左右。缺点是工艺过程复杂，反应物多，制备需要较高温度，成本高。

（2）何玉晖，曹亚^[3]吸取了张静志的合成路线的经验，采用一种自制的离子型可聚合表面活性剂马来酸酐衍生物磺酸钠(M12)作为乳化剂和引发剂，将体积分数为10 %的St、质量分数3%的M12水溶液加水至总体积为80mL到超声波反应器中，超声波输出功率900W，通入流速为40mL/min的 N₂，30℃的水循环冷却。开启超声波进行反应，辐射1h后结束反应。得到的聚合物乳液用乙醇破乳，过滤，干燥，用蒸馏水抽提48 h，以除去残余乳化剂。与第一种方法比较，M12主要是通过与单体共聚而使乳胶稳定，因此乳液更稳定，团聚少，胶乳粒径均匀。同时减少乳液成分，制备了低残余乳化剂的聚合物纳米粒子。

（3）叶佩佩等^[4]将树形大分子DAB-32进行酰氯化改性，制成树形大分子引发剂(DAB-32-Cl)，通过原子转移自由基聚合(ATRP)技术成功地使了苯乙烯原子转移自由基聚合。优点是所得树形大分子/聚苯乙烯布粒子粒径范围小于100nm，大小分布均一。不利之处在于实验原料氯化亚铜有毒，反应不易终止，副产物较多。

（4）吴霞^[5]选择乳液聚合方法，并在体系中添加银氨作促进剂快速制备聚苯乙烯纳米粒子。采用SDS为乳化剂，首先用常规方法进行苯乙烯单体的预乳化过程，之后将硝酸银溶解在剩余水中滴入预乳液，同时滴加氨水，最后在一定温度下加入引发剂溶液进行苯乙烯乳液聚合。优点是反应时间短，最低反应温度提高。缺点是反应pH不易控制，如果pH过低会导致搅拌不稳定，乳液中出现大小、形态不一的块状聚合物的凝胶。

（5）赵宏等^[6]利用微乳液法制备平均粒径约为600nm的聚苯乙烯纳米粒子。方法如下：苯乙烯分别用氢氧化钠溶液和去离子水洗涤数次，减压蒸馏后得到纯度较高的苯乙烯；将250 mL乙烯加到三颈瓶中，在惰性气体保护下50℃恒温加热，恒速搅拌。将过硫酸钾溶解，在5mL水中，用滴液漏斗将其加入到三颈瓶中，搅拌28h得到乳白色的聚苯乙烯微乳液。此方法操作简单，对环境无污染，成本较低，但是反应时间太长，产率低。