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聚苯乙烯是一种刚性强、Tg高、成本低的线性高分子。本论文从嵌段聚合物的设计出发,通过合成一种带有端羟基的双官能度线性聚苯乙烯(HO-PS-OH)和带有侧羟基的苯乙烯与甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物(PS-co-HEMA),应用到聚氨酯(PU)体系中,制备出机械强度优异的PS-b-PU嵌段聚合物和PS-g-PU接枝聚合物,研究的内容和成果如下:1、本论文采用4,4’-偶氮双(4-氰基戊醇)(ACP)作为引发剂引发苯乙烯自由基聚合,一步合成了 HO-PS-OH,作为合成嵌段聚合物的硬段部分。充分考虑到HO-PS-OH终止反应中会发生歧化终止的问题,采用链转移系数很低的甲苯作为溶剂,避免本体聚合过程中粘度大,散热不平衡的问题。利用NMR对HO-PS-OH两端-CH2OH结构进行了分析,并计算出官能度为1.80。GPC谱图显示出曲线圆滑的单峰,Mn 是 10760g/mol,Mw 是 19045g/mol,PDI 是 1.77,玻璃化转变温度是89.2℃。HO-PS-OH与MDI反应后,Mn从原来的11060g/mol增加到33267g/mol,说明具有良好的反应活性。2、前文制备出纯度较高的HO-PS-OH,与端羟基聚己二酸丁二醇酯(HO-PBA-OH)和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)进行扩链反应,从而制备出一系列PS-b-PU嵌段聚合物。红外和氢谱核磁确定了产物的分子结构;GPC数据表明:数均分子量在27925～43225g/mol之间,重均分子量在57690～100541 g/mol之间,多分散系数在2.07～2.37之间;DSC测试表明:聚合物因为PBA而产生结晶现象,软段相Tg在-43.29～45.80℃之间,硬段相Tg在92.56～98.08℃之间;热失重(TGA)数据表明:PS-b-PUs的初始分解温度在235℃以上;DMA谱图表明:DMA结果显示:力学损耗-温度曲线均显示出软硬段两个内耗峰;扫描电镜测试(SEM)表明:断口微观形貌随PS的加入而变得粗糙;力学性能测试表明:最大拉伸强度高达34.57MPa,最大断裂伸长率达到 835.94%。3、PS-b-PUs是一种热塑性嵌段聚合物,相容性不好,为了改善PS/PU之间的相容性,以苯乙烯和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了带有侧羟基的PS-co-HEMA共聚物,与MDI和PBA进行溶液反应,得到了 PS-g-PU接枝聚合物(PS-co-HEMA/PU)热固性薄膜。对PS-co-HEMA进行测试,氢谱核磁和红外证实分子结构与文献相一致。Mn为21619g/mol,Mw为44231g/mol,分子量分布为2.05,DSC测试分析表明Tg为95.64℃。对PS-co-HEMA/PU新型交联聚合物进行测试,发现DSC测试无法显示Tg,也没有结晶,而在DMA谱图上,我们发现软段相和硬段相的力学损耗峰相当宽泛,并且随着PS-co-HEMA加入量的增加,软段相的Tg从-20℃上升到15℃,这说明相容性变好。TGA分析表明:初始分解温度在274～283℃之间,交联体系具有更优异的热稳定性。SEM表明:PS-co-HEMA/PU会发生微相分离。力学性能测试表明:(PS-co-HEMA)35/PUs的综合力学性能最好,拉伸强度达到15.00MPa,断裂伸长率达到98.57%。