聚（丙烯腈-苯乙烯）（AS），也称为SAN，因其优异的光学透明度、尺寸稳定性和良好的加工性能，被广泛用于光学元件、显示器外壳和包装材料等透明应用[1]、[2]。除了这些优点外，AS还具备出色的热机械性能和耐热性及耐化学性，使其适用于工程应用和消费品[3]。例如，通过添加石墨可以实现介电和电磁屏蔽[4]。此外，还研究了用天然纤维增强AS的可能性。例如，通过改善纤维-基体相互作用开发的肯纳夫纤维增强AS复合材料表现出优异的机械和热性能，显示出其在先进结构应用中的潜力[5]。最近还研究了基于AS的纳米复合材料，如与氧化石墨烯[6]和氮化硼[7]的复合材料。另一个有趣的研究是使用聚氨酯混合物制备具有增强耐热性和耐溶剂性的形状记忆泡沫[8]。
AS的表面特性受其丙烯腈（AN）含量的显著影响[9]。然而，市售的AS产品由于AN含量较低而呈疏水性，这限制了它们在需要表面润湿性的领域（如生物医学设备和抗静电材料）的应用[10]、[11]。为克服这一限制，提出了多种方法，包括共聚、表面处理和与亲水性聚合物的共混[12]、[13]、[14]、[15]。其中，与市售聚合物的简单共混技术更适用于工业应用。然而，据我们所知，大多数关于AS混合物和复合材料的先前研究主要集中在机械强度和电气性能上。在本研究中，我们提出了一种新的共混技术，以控制AS的亲水性，从而保留其透明性这一重要特性。
AS与其他聚合物的相溶性和/或兼容性已得到广泛研究，因为它们对混合物的性能至关重要。特别是与双酚A聚碳酸酯（PC）的相溶性得到了大量研究。由于PC的溶解度介于聚丙烯腈和聚苯乙烯之间[16]、[17]，其兼容性取决于AS的组成。含有25–27 wt.% AN的AS与PC的界面层较厚[18]，表明该体系不相溶但界面张力较低[19]。当AN含量为28 wt.%时，相互作用参数最低[20]。这些结果很重要，因为市售的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）的基体树脂通常也含有类似的AN含量（24–30 wt.%）[21]。PC/ABS混合物因其优异的机械性能而在工业上广泛应用[22]、[23]、[24]。在AS/PC混合物中添加多壁碳纳米管（MWCNT）后，无论采用何种混合方法，MWCNT都会选择性地富集在PC相中，从而显著降低连续相中的电阻率[25]。这种功能性填料的定位技术为功能性复合材料和/或高性能复合材料的设计提供了新的途径[26]、[27]、[28]。因此，以往关于PC/AS（或ABS）的研究主要集中在电气/机械性能上，表面润湿性并非研究重点。
当AS含量在10–30 wt.%范围内时，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）与AS相溶[29]、[30]、[31]、[32]。这种混合物的临界溶解温度较低[33]。聚苯丙烯酸酯和聚苯甲酸乙烯酯也与AS相溶[34]、[35]。由于相溶混合物具有良好的透明度[34]、[35]、[36]，它们可用于多种光学应用。然而，这些混合物预计不具备亲水性。
聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是一种水溶性、无定形、非离子聚合物，以其强氢键能力、高极性和优异的生物相容性而闻名。这些特性使其在医疗保健、制药、个人护理产品、食品加工、印刷技术、陶瓷和纺织品等多个领域得到广泛应用[38]、[39]。在制药应用中，PVP作为一种多功能辅料，因其惰性、无毒性和多功能性而发挥作用，可作为粘合剂、涂层剂、悬浮剂、孔隙形成剂、增溶剂和稳定剂，用于传统和先进的药物输送系统[39]。因此，我们选择PVP作为AS的改性剂，因为它具有极性和生物相容性，并且在全球范围内易于获取。
吡咯烷酮环中的羰基作为氢键受体，能够与含有极性基团的聚合物发生分子间相互作用。这一特性被用于改性各种聚合物材料（如聚酰胺、聚酯和PMMA），在不丧失透明度和机械性能的情况下提高其亲水性[40]、[41]、[42]、[43]。例如，添加PVP可以延缓聚酰胺6的结晶过程，提高表面润湿性和含水量，从而改善其机械性能[44]。最近的研究表明，PVP与酸官能化的聚酯树脂相溶，并能形成分子间相互作用[45]。在胶体纳米粒子的合成中，PVP可作为稳定剂、分散剂和还原剂来控制纳米结构的形成[46]。
在本研究中，我们探讨了AS和PVP的相溶性，并评估了它们的动态力学性能和表面亲水性。结果表明，PVP是一种有效的AS改性剂，因为它在保持透明性的同时提高了材料的亲水性。由于这是一种简单的聚合物共混技术，不仅适用于AS，也适用于ABS。
