聚苯乙烯（Polystyrene）

聚苯乙烯（Polystyrene）
國立台灣師範大學化學研究所劉嘉倫碩士生/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

聚苯乙烯（Polystyrene），簡稱PS，它是一種熱塑性物質，在室溫下為玻璃狀固體，若加熱高於其玻璃轉移溫度時則會呈現流動態，當溫度下降時會再次形成固體。純的聚苯乙烯固體是無色、堅硬的塑料，可以和多種染料混合產生不同的顏色。固態的聚苯乙烯應用性很廣，例如免洗餐具、塑膠模型、CD和DVD的外殼。發泡聚苯乙烯在日常生活中幾乎無所不在，像是包裝材料或是飲料杯。下圖為保麗龍球是常見的聚苯乙烯製品。

聚苯乙烯的化學結構是一個長鏈烴碳且每間隔一個碳上接苯基，它的化學分子式是(C8H8)n，因為他是芳香烴化合物，所以它燃燒呈現黃橙色火焰而不是非芳香烴化合物如聚乙烯所產生的淡黃色火焰，完全氧化後只產生二氧化碳和水蒸氣。

聚苯乙烯於1930年首先在德國工業化生產，接著1937年美國也開始商業生產，真正的發展是第二次世界大戰，即1946年以後。目前，聚苯乙烯在世界熱塑性樹脂中，產量名列第四，居聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯之後。 目前世界上苯乙烯系列的樹脂品種已有30～40種，牌號近100種，品級400餘種，產量1100萬噸/年以上，而聚苯乙烯佔65 %左右。

純聚苯乙烯質地硬而脆，很難發展成高性能的產品，可以加入具有延展特性的材料，如聚丁二烯橡膠，但是兩種材料不能直接混在一起，而是要在聚合過程中添加形成接枝共聚物。耐衝擊性聚苯乙烯是藉由在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的方式生產的一種抗衝擊的聚苯乙烯產品。這種聚苯乙烯產品會添加微米級橡膠顆粒並通過枝接的辦法把聚苯乙烯和橡膠顆粒連接在一起。當受到衝擊時，裂紋擴展的尖端應力會被相對柔軟的橡膠顆粒釋放掉。因此裂紋的擴展受到阻礙，抗衝擊性得到了提高。苯乙烯單體活性高﹐能以自由基型﹑負離子型﹑正離子型及配位負離子型進行聚合。這在烯烴類單體中是不多見的。目前﹐苯乙烯廣泛採用自由基聚合進行生產。聚合的方法有：本體聚合、溶液聚合和乳液聚合等。聚苯乙烯泡沫塑料是良好的熱絕緣體，因此經常被用來作為建築絕緣材料，如建築結構隔熱板，它們還用於非負重建築（如觀賞支柱）。

聚苯乙烯可以回收，在塑膠製品上可以看到回收編號６，但是聚苯乙烯不容易回收，因為他重量輕且回收價值低，人們普遍不配合回收計畫，但是在德國要求製造商要承擔起回收利用和處置任何包裝材料的責任。另一方面，在工業上回收聚苯乙烯已取得了很大進展，許多不同完善的方法已經製定出來。但是目前大多數的聚苯乙烯產品不回收，因為缺乏適當的回收設施和收集方法。如果聚苯乙烯適當的在高溫下燃燒，只會產生水、二氧化碳和一些揮發性化合物和炭灰，而釋放出來的熱量可用來作為蒸氣和發電的動力。若燃燒時沒有足夠的氧氣或較低溫度下，會產生多環芳香烴、一氧化碳和苯乙烯單體。