改性塑料，是指在通用塑料和硬塑料的基礎上，經(jīng)過填充、共混、增強等方法加工改性，提高了阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等方面的性能的塑料制品。通過上述改性技術(shù)加工后的塑料稱為改性塑料，一般來說，改性塑料在阻燃性、強度、抗沖擊性、耐老化等方面的性能優(yōu)于塑料。
簡介
通過改性的塑料部件不僅能夠達到一些鋼材的強度性能，還具有質(zhì)輕、色彩豐富、易成型等一系列優(yōu)點，因此“以塑代鋼”的趨勢在很多行業(yè)都顯現(xiàn)出來，而現(xiàn)階段要找出一種大規(guī)模替代塑料制品的材料幾乎是不可能的。
改性PA
玻璃鋼增強PA在20世紀50年代就有研究，但形成產(chǎn)業(yè)化是20世紀70年代，自1976年美國杜邦公司開發(fā)出超韌PA66后，各大公司紛紛開發(fā)新的改性PA產(chǎn)品，美國、西歐、日本、荷蘭、意大利等大力開發(fā)增強PA、阻燃PA、填充PA，大量的改性PA投放市場。
PA作為硬塑料中最大最重要的品種，具有很強的生命力，主要在于它改性后實現(xiàn)高性能化，其次是汽車、電器、電訊、電子、機械等產(chǎn)業(yè)自身對產(chǎn)品高性能的要求越來越強烈，相關產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，促進了工程塑料高性能化的進程，使其扮演著越來越重要的角色。
1.高強度高剛性尼龍的市場需求越來越大，新的增強材料如無機晶須增強，碳纖維增強PA成為重要的品種，主要是用于汽車發(fā)動機部件，機械部件以及航空設備部件。
2.尼龍合金化將成為改性工程塑料發(fā)展的主流。尼龍合金化是實現(xiàn)尼龍高性能的重要途徑，也是制造尼龍專用料、提高尼龍性能的主要手段。通過摻混其他高聚物，來改善尼龍的吸水性，提供制品的尺寸穩(wěn)定性，以及低溫脆性、耐熱性和耐磨性。從而，適用車種不同要求的用途。
3.納米尼龍的制造技術(shù)與應用得到迅速發(fā)展。納米尼龍的優(yōu)點在于其熱性能，力學性能、阻燃性、阻隔性比純尼龍高，而制造成本與背通尼龍相當。因而，具有很大的競爭力。
4.用于電子、電氣、電器的阻燃尼龍與日俱增，綠色化阻燃尼龍越來越受到市場的重視：
5.抗靜電、導電尼龍以及磁性尼龍成為電子設備、高性能化的進程。
6.加工助劑的研究與應用，將推動改性尼龍的功能化、高性能化的進程。
7.綜合技術(shù)的應用，產(chǎn)品的精細化是推動其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。
二：成型加工
加工特性：
l.尼龍容易受潮。在大氣中，PA的平衡吸水率為3.5%、PA66為2.5%、PA610為1.5%，PA1010為0.8%，
尼龍含水量對其力學性能有較大的影響。在熔融狀態(tài)下，水分的存在，會引起尼龍的水解而導致分子量下
降，使制品機械性能下降，還會在成型中使制品表面出現(xiàn)氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。所以成型前必須充分
干燥。
2.尼龍熔體粘度低、流動性大，噴嘴會產(chǎn)生“流延”現(xiàn)象。浪費原料，污染噴嘴。，如果用螺桿式注射
機成型，注射時，熔體會在螺桿和料筒壁之間出現(xiàn)逆流，使注料不準，所以，尼龍在螺桿式注塑機成型時，在螺桿端部必須安裝止逆環(huán)。
3.尼龍是結(jié)晶性高聚物。熔點明顯，而且較高，所以尼龍需要在較高溫度下成型，熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易分解。因此必須嚴格控制工藝條件。
4尼龍的成型收縮率大，對于制造高精密度的制品，模具設計應在試驗的基礎上確定其尺寸，成型工藝應嚴格控制。
硬度
硬度是指材料抵抗其它較硬物體壓入其表面的能力。
硬度值的大小是表征材料軟硬程度的有條件的定量反映，它不是一個單純而確定的物理量。硬度值的大小不僅取決于材料的本身，而且取決于測試條件和測定方法，即不同的硬度測量方法，對同一種材料測定的硬度值不盡相同。因此，要比較材料之間的硬度大小，必須用同一種測量方法測量的硬度值，才有可比性。
常用于表示硬度的方法有如下幾種：
a、邵氏硬度
b、洛氏硬度
c、莫氏硬度
添加改性塑料的硬度
添加改性塑料的硬度是指在塑料中加入硬質(zhì)添加劑的一種改性方法。常用的硬度填加劑為剛性無機化合物填料及纖維。
（1）添加剛性無機填料
表面處理改進塑料的硬度
塑料的表面硬度改進方法是指只改善塑料制品外表的硬度，而制品內(nèi)部的硬度不變。這是一種低成本的硬度改進方法。
這種改性方法主要用于殼體、裝飾材料、光學材料及日用品等。這種改性方法主要包括涂層、鍍層及表面處理三種方法。
共混與復合改進塑料的硬度
（1）共混改進塑料的硬度
塑料共混改進方法即在低硬度樹脂※※混高硬度樹脂，以提高其整體硬度。常見的共混樹脂有：PS、PMMA、ABS及MF等，需要改性的樹脂主要為PE類、PA、PTFE及PP等。
（2）復合改進塑料的硬度
塑料復合改進硬度的方法即在低硬度塑料制品表面上復合一層高硬度樹脂。此方法主要適合于擠出制品，如板、片、膜及管材等。常用的復合樹脂為PS、PMMA、ABS及MF等。
改性知識
介紹
一、塑料的添加劑 二、改性塑料中填充材料的分散狀態(tài)及其形成 填充改性塑料的性能除了與主要組分基體樹脂的性質(zhì)以及填充材料的性質(zhì)、形態(tài)、尺寸、濃度密切相關外，填充材料的分散狀態(tài)：基體樹脂的高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、織態(tài)結(jié)構(gòu)：填充材料與樹脂界面結(jié)構(gòu)也有很大的影響。下面主要討論填充材料的分散狀態(tài)。
分散狀態(tài)
1. 無機化合物粒子添加到聚合物熔體中經(jīng)過螺桿或其他機械剪力作用，可能形成三種無機粒子分散的微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)。1無機粒子在聚合物中形成第二聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，如果無機粒子的粒徑足夠小粒子間界面結(jié)合良好，無機粒子如同剛性鏈條一樣對聚合物起著增強作用，這種分散狀態(tài)具有很好的增強效果。如膠體二氧化硅和碳黑之所以對橡膠有增強作用，其中一個重要作用是他們在橡膠中形成了這種第二聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。2無機粒子以無規(guī)的分散狀態(tài)存在，有的聚集成團，有的以個別分散形式存在。這種分散狀態(tài)既不能增強也不能增韌。由于粉團中粒子間的相互作用很弱，將成為填充材料中最為薄弱的環(huán)節(jié)。3無機化合物粒子均勻而個別地分散在基體樹脂中。在這種情況下，無論粒子與基體樹脂間有無良好的界面結(jié)合，都會產(chǎn)生一定的增強增韌效果。為了獲得增強增韌的填充改性塑料，希望是第三種分散狀態(tài)。
2. 無機粉粒狀填充材料能否個別地均勻分散于基體樹脂中與多種因素有關。在加工條件固定的情況下？與無機粒子的比表面積、表面自由能、表面極性樹脂的表面極性樹脂熔體的黏度？無機粒子與基體樹脂間的相互化學作用等有關。從填充改性預期的效果來看無機化合物粒子尺寸越小越好。但尺寸越小表面能越高，自凝聚能力越強，越難均勻分散。因表面能及高速運動碰撞摩擦下產(chǎn)生靜電而凝聚成一個個粉團。這種凝聚體在后序的混煉加工及成型加工中靠機械剪切力是再也打不開的，就呈現(xiàn)上述第二種分散狀態(tài)成為改性塑料中最不愿意看到的“白點”。
填充物態(tài)
粉粒狀是屬于長/徑比近似為1的填充材料的分散狀態(tài)，長/徑比較大的填充材料是指短纖維狀、針狀、薄片狀的填充材料。這類材料分散問題，有兩個層次，其一、分散的均勻性；其二、取向。由于這類填充材料長、徑明顯的不對稱性，其填充改性塑料成型加工制品時，物料的流動總會產(chǎn)生填充劑不同程度的取向分布。其取向有兩種情況也伴隨有兩種取向狀態(tài)。加壓下，物料不發(fā)生大流動狀態(tài)下的填充材料取向。加壓下各個填料個體順著把各個部位所受的壓力差盡可能平均化的方向運動使得最大面積上接受壓力導致填充材料方向與壓力方向成直角的方向取向。在制品同一層上填充材料的取向是隨機的基本上是屬于二維取向狀態(tài)。
發(fā)展
改性塑料屬于石油化工產(chǎn)業(yè)鏈中的中間產(chǎn)品，主要由五大通用塑料和五大硬塑料為塑料基質(zhì)加工而成，具有阻燃、抗沖、高韌性、易加工性等特點。改性塑料是典型的技術(shù)進步和消費升級受益行業(yè)，得益于全球家電、電腦、電動工具和玩具等產(chǎn)能加速向中國轉(zhuǎn)移，憑借在勞動力以及其他生產(chǎn)要素方面的成本優(yōu)勢，我國已成為這些領域的制造業(yè)大國，并籍此推動了國內(nèi)改性塑料行業(yè)的發(fā)展。消費升級使中國的汽車、建筑等產(chǎn)業(yè)進入高速增長期，隨著人們對材料性能要求的不斷提高，我國正成為全球改性塑料最大的潛在市場和主要需求增長動力。
我國改性塑料行業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)量、表觀消費量年均增長分別達到20%、15%。國內(nèi)改性塑料年總需求在500萬噸左右，約占全部塑料消費量的10%左右，但仍遠低于世界平均水平20%。此外，我國人均塑料消費量與世界發(fā)達國家相比還有很大的差距。作為衡量一個國家塑料工業(yè)發(fā)展水平的指標——塑鋼比，我國僅為30：70，不及世界平均的50：50，更遠不及發(fā)達國家如美國的70：30和德國的63：37。
隨著人民生活水平的大幅提升和技術(shù)手段的進步，國內(nèi)“以塑代鋼”、“以塑代木”將成為一種趨勢。改性塑料行業(yè)作為塑料加工行業(yè)大類中發(fā)展較快且發(fā)展?jié)摿^大的一個子類行業(yè)，預計在未來的5年，其總的市場需求量仍將保持10%以上的增長率。
我國的改性塑料行業(yè)總體的發(fā)展水平較低，行業(yè)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小，產(chǎn)品的市場狀況也呈現(xiàn)出初級產(chǎn)品多，中級產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，高級產(chǎn)品缺乏的特點，遠不能滿足我國21世紀經(jīng)濟發(fā)展的需要。因此，改性塑料作為化工新材料領域中的一個重要組成部分，也已被國家列為重點發(fā)展的科技領域之一。自2007年以來我國陸續(xù)出臺各項政策推進改性塑料行業(yè)發(fā)展。
改性塑料已被國家列為重點發(fā)展的科技領域之一。自2007年以來我國陸續(xù)出臺各項政策推進改性塑料行業(yè)發(fā)展。汽車和家電行業(yè)是改性塑料發(fā)展的熱點，兩者占比超過50%。
塑料在汽車工業(yè)中的應用始于20世紀50年代，已經(jīng)有50多年的歷史。隨著汽車向輕量化發(fā)展、節(jié)能方向發(fā)展，對材料提出了更高的要求。由于1kg塑料可以替代2-3kg鋼等更重的材料，而汽車自重每下降10%，油耗可以降低6%-8%。所以增加改性塑料在汽車中的用量可以降低整車成本、重量，并達到節(jié)能效果。
我國家電用改性塑料市場主要被國外企業(yè)所占據(jù)，國內(nèi)改性塑料企業(yè)才占有不到1/3的市場份額。由于國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品大多局限于低技術(shù)含量、低標準的層面，對那些具有高性能需求的領域開拓能力明顯不足。
改性塑料下游主要為汽車和家電行業(yè)，兩者占比超過50%。而2008年以來，家電下鄉(xiāng)、以舊換新以及汽車優(yōu)惠政策的推出都極大地促進了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，另外，節(jié)能減排政策導向也推動汽車企業(yè)減輕汽車重量進而實現(xiàn)節(jié)能減排，這些都極大地促進了改性塑料行業(yè)的發(fā)展。
隨著人民生活水平的大幅提升和技術(shù)手段的進步，國內(nèi)以塑代鋼以塑代木將成為一種趨勢。
改性塑料是涉及面廣、科技含量高、能創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益的一個塑料產(chǎn)業(yè)領域。而塑料改性技術(shù)—填充、共混和增強改性更是深入幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程。從原料樹脂的生產(chǎn)到從多種規(guī)格及品種的改性塑料母料，為了降低塑料制品的成本，提高其功能性，離不開塑料改性技術(shù)。
普通的塑料往往會有它自身的特性和缺陷，改性塑料就是給塑料改變一下性質(zhì)，基本的技術(shù)包括：
1、增強：將玻璃纖維等與塑料共混以增加塑料的機械強度。
2、填充：將礦物等填充物與塑料共混，使塑料的收縮率、硬度、強度等性質(zhì)得到改變。
3、增韌：通過給普通塑料加入增韌劑共混以提高塑料的韌性，增韌改性后的產(chǎn)品：鐵軌墊片。
4、阻燃：給普通塑料樹脂里面添加阻燃劑，即可使塑料具有阻燃特性，阻燃劑可以是一種或者是幾種阻燃劑的復合體系，如溴+銻系，磷系，氮系，硅系，以及其他無機阻燃體系。
5、耐寒：增加塑料在低溫下的強度和韌性，一般塑料在低溫下固有的低溫脆性，使得在低溫環(huán)境中應用受限，需要添加一些耐低溫增韌劑改變塑料在低溫下的脆性，例如保險杠等塑件，一般要求耐寒。
特點
改性塑料憑借優(yōu)越的性價比在越來越多的下游領域得到應用，可以說改性塑料已經(jīng)成為一種消費趨勢，而這種趨勢背后隱含了如下五種因素：
高性能：改性塑料不僅具備傳統(tǒng)塑料的優(yōu)勢，如密度小、耐腐蝕等，同時物理、機械性能得到很好的改善，如高強度、高韌度、高抗沖性、耐磨抗震，此外塑料綜合性能的提高為其下游領域的廣泛應用提供了基礎。
低成本：與其他材料相比，塑料得益于生產(chǎn)效率高、密度低等優(yōu)勢，具有更低的成本，單位體積塑料的成本僅為金屬的十分之一左右。
政府政策：中國推行的“中國強制性產(chǎn)品認證”強制認證制度，對目錄內(nèi)產(chǎn)品的安全性能進行了嚴格的規(guī)定，從而推動了阻燃塑料在家用電器、IT、通訊等領域的廣泛應用。
消費升級：隨著生活水平的提高，人們開始追求更加卓越的產(chǎn)品性能，要求家電等產(chǎn)品更加美觀、安全、耐用，從而對上游的塑料行業(yè)提出更高的要求，要求其具有更好的加工性能、力學性能、耐用性和安全性。
技術(shù)因素：世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)1000多種聚合物，但真正有應用價值的只有幾十種，開發(fā)新的聚合物不僅投資巨大，而且應用前景不明朗；相反，改性技術(shù)不僅可以提高現(xiàn)有聚合物的性能以適應產(chǎn)業(yè)的需求，同時可以降低一些高價工程塑料的成本，成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑。
細分類別
改性塑料產(chǎn)品主要種類有阻燃樹脂類、增強增韌樹脂類、塑料合金類、功能色母類等。
圖表 改性塑料的主要細分類別、消費群體及市場應用情況
1、阻燃樹脂類
阻燃樹脂類主要分為阻燃高抗沖聚苯乙烯樹脂、阻燃聚丙烯、阻燃ABS樹脂等。上述產(chǎn)品又根據(jù)阻燃等級分為UL94 V0級、UL94 V1級、UL94 V2級以及UL94 HB級等不同的阻燃規(guī)格，相對于普通的塑料，阻燃塑料產(chǎn)品可大大減少發(fā)生短路、過載、水浸等情況時產(chǎn)生火災的風險。
阻燃樹脂類產(chǎn)品的主要消費群體有：電視機制造企業(yè)、電腦制造企業(yè)、辦公電器（打印機、復印機、傳真機等）企業(yè)、燈飾企業(yè)、電工企業(yè)、音響廠等。主要用于制造各種產(chǎn)品的外殼、內(nèi)部零件、周邊器材（接插件、配電盤、插頭）等。
2、增強增韌樹脂類
增強增韌樹脂類主要分為耐候增韌PP專用料、玻璃纖維增強熱塑性塑料等產(chǎn)品。
1）耐候增韌PP專用料。耐候增韌PP專用料是一種具有工程塑料特性的聚丙烯新材料，具有低溫韌性好、成型收縮率小、剛性高、耐候性強等優(yōu)點，主要用于需耐氣候、紫外線的戶外環(huán)境。其主要消費群體有家電企業(yè)，汽車零部件企業(yè)等。
2）玻纖增強熱塑性塑料類。玻纖增強熱塑性塑料類產(chǎn)品主要有玻纖增強AS/ABS、玻纖增強PP、玻纖增強尼龍、玻纖增強PBT/聚對苯二甲酸乙二醇酯、玻纖增強PC、玻纖增強PPE/聚苯硫醚等產(chǎn)品。其主要消費群體有電腦配件企業(yè)、機械零部件企業(yè)、電動工具企業(yè)、燈具企業(yè)等。
3、塑料合金類
塑料合金類主要分為PC合金產(chǎn)品、聚氯乙稀合金產(chǎn)品以及聚酯合金產(chǎn)品等。
PC合金產(chǎn)品具有沖擊強度高、抗蠕變性、耐熱、吸水率低，無毒、介電性優(yōu)良等特點。主要應用于汽車儀表面板、計算機和辦公室自動化設備、電動工具外殼、蜂窩電話等。PC合金的主要消費群體有：電工企業(yè)、計算機制造企業(yè)、辦公電器（打印機、復印機、傳真機等）企業(yè)、汽車配件廠等。
PVC/ABS合金是以PVC和ABS為基體，添加增韌劑、潤滑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑等多種改性劑生產(chǎn)而成，具有優(yōu)異的力學性能、耐候性能、加工流變性能，制品表面光澤好，注塑、擠出效果好，是一種性價比極為優(yōu)異的合金材料。聚氯乙稀/ABS合金可以替代阻燃耐候ABS、PC等，廣泛應用于家電外殼、電器開關、電表外殼、燈飾材料、通訊網(wǎng)絡、建材等方面。
聚合金具有優(yōu)異的機械性能（耐疲勞）、尺寸穩(wěn)定性、耐化學試劑、耐環(huán)境應力開裂的能力，主要應用在汽車、家電、電動工具等領域。
4、功能色母類
功能色母類主要是指高抗沖PS塑料增韌阻燃色母料。該母料與HIPS（高抗沖聚苯乙烯樹脂）按一定的比例（1：2～1：30）混合注塑的制品能滿足UL94、IEC-65和GB8898等標準對電器、電子產(chǎn)品不同的阻燃要求，同時還可以改善HIPS樹脂的韌性、加工流動性和脫模性，賦予HIPS樹脂顏色，既降低生產(chǎn)成本又提高產(chǎn)品品質(zhì)。
高抗沖聚苯乙烯增韌阻燃色母料的主要消費群體有電視機制造企業(yè)、音響廠等，主要用于制造電子、電器產(chǎn)品的外殼。
改進技術(shù)
一、增強技術(shù)
纖維增強是塑料改性的重要方法這一，堿式硫酸鎂晶須和玻璃纖維均能有效地提高聚丙烯的綜合性能。以玻璃纖維增強的聚丙烯具有較低的密度，低廉的價格以及可以循環(huán)使用等優(yōu)點，目前正逐步取代工程塑料與金屬在汽車儀表板，汽車車身和底盤零件中的應用：與玻璃纖維相比，鎂鹽晶須的模塑制品具有更高的精度，尺寸穩(wěn)定性和表面光潔度，適用于制備各種形狀復雜的部件，輕質(zhì)高強度阻燃部件和電子電器部件。作為一種改性劑，鎂鹽晶須能大幅度提高聚丙烯的強度，剛度，抗沖擊和阻燃性能。因此，堿式硫酸鎂晶須和玻璃纖維在聚丙烯改性中的應用越來越受到重視。
二、增韌技術(shù)
礦物質(zhì)增強增韌是最為普遍的改性途徑之一。向聚丙烯原料中添加的礦物質(zhì)通常是碳酸鈣，滑石，硅灰石，玻璃微珠，云母粉等。這些礦物質(zhì)不僅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的機械性能和沖擊韌性，降低聚丙烯材料的成型收縮率以加強其尺寸穩(wěn)定性，并且由于礦物質(zhì)與聚丙烯基體在成本上的巨大差別，可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。
礦物質(zhì)增強增韌聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用電器中應用最廣泛的一種。目前，波輪洗衣機和滾筒洗衣機的內(nèi)筒一般使用的都是礦物質(zhì)增強增韌聚丙烯材料，以代替早期的不銹鋼內(nèi)筒。聚丙烯材料經(jīng)礦物質(zhì)增強增韌后，可克服其原有的強度不足，光澤度不好，收縮太大等問題。目前，這種改性聚丙烯除了用于制作洗衣機的內(nèi)筒以外，還被用于制作波輪和取衣口等部件，僅海爾對其每年的用量就在1700噸左右（每個洗衣機內(nèi)筒約重2kg）。這種材料的礦物質(zhì)添加量高達40%，其拉伸強度達33Mpa，斷裂伸長率可達90%以上，缺口沖擊強度約為10KJ/m2。
微波爐的很多部件也采用礦物質(zhì)增強增韌聚丙烯材料制造。由于礦物質(zhì)的加入，可以在聚丙烯材料本身較高的耐熱溫度的基礎上，使其耐熱溫度進一步得到提高，以適應微波爐對高溫的要求。例如，微波爐門體的密封條，微波爐揚聲器喇叭口，喇叭支架等都采用了這種改性的聚丙烯材料。冰箱上的擱物架現(xiàn)在也基本采用了礦物質(zhì)增強增韌聚丙烯材料，由于與玻璃面板可進行整體注塑，從而很好地解決了原來ABS材料的面板沁水問題。
三、填充改性
新型高填充玻璃纖維改性塑料，它可克服常規(guī)玻璃鋼增強熱塑性塑料的缺陷。這種材料的基體是高溫熱塑性塑料如LCP，聚醚砜[fēng]，聚醚酰[xiān]亞胺和聚苯硫醚。在玻纖填充量在80%時，改性材料仍能保持良好的可加工性。用新材料生產(chǎn)的部件具有耐磨損和耐溫變的良好特性。這種新材料可與塑料和金屬粘合，適用于表面模塑設備加工，潛在的應用包括汽車和燃料系統(tǒng)部件，軸承，電子零部件，抗刮傷外殼等，這種玻璃增強物的附加效益是阻燃性好，能回收利用，高度耐熱和尺寸穩(wěn)定等。
四、共混與塑料合金技術(shù)
塑料共混改性指在一種樹脂中摻入一種或多種其他樹脂（包括塑料和橡膠），從而達到改變原有樹脂性能的一種改性方法。氟塑料合金是采用國內(nèi)現(xiàn)有的超高分子量聚全氟[fú]乙丙烯（FER）為主要原料，與四氟乙烯加填料直接共混，用物理方法制造的，此材料性能超過了世界公認的“塑料王”PTFE工程塑料。
五、阻燃技術(shù)
高聚物的阻燃技術(shù)，當前主要以添加型溴系阻燃劑為主，常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴雙酚A、六溴環(huán)十二烷等，其中尤以十溴二苯使用量為最大，溴化環(huán)氧樹脂由于具有優(yōu)良的熔流速率，較高的阻燃效率，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，又能使被阻燃材料具有良好的物理機械性能，不起霜，從而被廣泛地應用于PBT、聚對苯二甲酸乙二醇酯、ABS、聚己二酰己二胺等工程塑料，熱塑性塑料以PC/ABS塑料合金的阻燃處理中。
阻燃劑家族中的其他品種有磷系、三嗪[qín]系、硅系、膨脹型、無機型等，這些阻燃劑在各種不同使用領域發(fā)揮著各自獨特的阻燃效果。在磷系阻燃劑中，有機磷系的品種大都是油液狀，在高聚物加工過程中不易添加，一般在聚氨酯泡沫、變壓器油、纖維素樹脂、天然和合成橡膠中使用。而無機磷系中的紅磷，是純阻燃元素，阻燃效果好，但它色澤鮮艷，因而應用受部分限制。紅磷的應用要注意微粒化和表面包復，這樣使它在高聚物中有較好的分散性，與高聚物的相容高性好，不易遷移，能長久保持高聚物難燃性能。
六、納米復合技術(shù)
科研人員發(fā)現(xiàn)，當微粒達到納米量級時會出現(xiàn)一種新奇現(xiàn)象，它的周期性邊界被破壞，從而使其聲、光、電、磁、熱力學等性能呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)材料的極大差異。根據(jù)納米材料的結(jié)構(gòu)特點，把不同材料在納米尺度下進行合成與組合，可以形成各種各樣的納米復合材料，例如納米功能塑料。
一般塑料常用的種類有PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、聚氯乙稀（聚氯乙烯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）、PA（聚酰胺）、PC（聚碳酸酯）、PS（聚苯乙烯）等幾十種，為滿足一些行業(yè)的特殊需求，用納米技術(shù)改變傳統(tǒng)塑料的特性，呈現(xiàn)出優(yōu)異的物理性能，強度高，耐熱性強，重量更輕。隨著汽車應用塑料數(shù)量越來越多，納米塑料很可能會普遍應用在汽車上。這些納米功能塑料最引起汽車業(yè)內(nèi)人士注意的有阻燃塑料、增強塑料、抗紫外線老化塑料、抗菌塑料等。
增強塑料是在塑料中填充經(jīng)表面處理的納米級無機化合物材料蒙脫石、CaCO3、SiO2等，這些材料對聚丙烯的分子結(jié)晶有明顯的聚斂作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉強度，抗沖擊韌性和彈性模量上升，使塑料的物理性能得到明顯改善。增強增韌塑料可以代替金屬材料，由于它們比重小，重量輕，因此廣泛用于汽車上可以大幅度減輕汽車重量，達到節(jié)省燃料的目的。這些用納米技術(shù)改性的增強增韌塑料，可以用于汽車上的保險杠、座椅、葉子板、頂蓬蓋、車門、發(fā)動機蓋、行李艙蓋等，甚至還可用于變速器箱體，齒輪傳動裝置等一些重要部件。
七、熱塑性彈性體技術(shù)
熱塑性彈性體簡稱TPE/TPR，以SEBS、SBS為基材，是一類具有通用塑料加工性能，但產(chǎn)品有著類似文聯(lián)橡膠性能的有機高分子化合物合金材料。在多材料模塑中，熱塑性彈性體有4個基本的類型，即苯乙烯嵌段共聚物（SBC）、熱塑性硫化膠（TPV）、熱塑性聚氨酯（TPU）和共聚多酯（COPE）。
熱塑性聚氨酯彈性體是第一個能夠運用熱塑性工藝加工的彈性體。有聚酯和聚醚多元醇兩種類型，聚酯型具有較高的機械性能，聚醚型比聚酯型具有較好的水解穩(wěn)定性和低溫韌性。聚氨酯橡膠具有良好的耐磨性、添加劑可以提高耐候性，尺寸穩(wěn)定性和耐熱性，減少摩擦或增加阻燃性，它們在各硬度等級產(chǎn)品中具有很廣泛的應用，涉及汽車密封件和墊圈，穩(wěn)定桿套，醫(yī)用導管、起博器和人造心臟裝置、手機天線齒輪、滑輪、鏈輪、滑槽襯里、紡織機械部件、腳輪、墊圈、隔膜、聯(lián)軸器和減振部件。
共聚多酯彈性體具有良好的動態(tài)性能、高模數(shù)、高伸長和撕裂強度，還有在高溫和低溫條件下具有良好的抗撓屈疲勞性。通過組合紫外線穩(wěn)定劑或炭黑可以提高耐候性，耐無氧化酸性、一些脂族烴、芳烴燃料、堿性溶液、液壓流體的性能表現(xiàn)為良好甚至優(yōu)異；然而，無極性材料，如強無機酸和堿、氯化溶劑、苯酚類和甲酚會使聚酯降解，共聚多酯在一般情況下比熱塑性彈性體昂貴，應用于彈性聯(lián)軸器、隔、齒輪、波紋管墊環(huán)、保護套、密封件、運動鞋鞋底、電氣接頭、扣件、旋鈕和襯套中。
2007年世界熱塑性彈性體（TPE）消費超過230萬噸，總產(chǎn)值超過110億美元，2001-2007年間世界消費保持年均6.5%的增長率。其中，北美消費平均增幅為5.7%，歐洲為4.4%，拉丁美洲則以兩位數(shù)速率快速增長，亞太地區(qū)年均增幅大于8%。高速的增長將帶動各行各業(yè)對TP巨的使用，汽車和日用品消費是拉動熱塑性彈性體消費增長的主要因素，不同品種的熱塑性彈性體增長率不相同。目前，熱塑性聚氨酯應用以年均6.3%的速率增長，主要應用于汽車業(yè)預計未來熱塑性聚氨酯在日用品和體育用品上應用會有所突破。
八、反應接枝改性
在由一種或幾種單體組成的聚合物的主鏈上，通過一定的途徑接上由另一種單體或幾種單體組成的支鏈的共聚反應。是高聚物改性技術(shù)中最易實現(xiàn)的一種化學方法。
馬來酸酐接枝改性聚合物一般采用雙螺桿擠出機熔融接枝法制備，其系類品種包括聚乙烯（PE-g-MAH）、聚丙烯（PP-g-MAH）、ABS（ABS-g-MAH）、POE（POE-g-MAH）、EPDM（EPDM-g-MAH）等，其操作工藝簡單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點。其中產(chǎn)品MAH接枝率在0.5~2.5%范圍內(nèi)可調(diào)，其他力學性能指標優(yōu)良。可廣泛用作各類非極性聚合物（如PE、PP等）與極性聚合物（如PC、PET、PA等）其混改性時的相容劑等。
納米碳酸鈣是一種十分重要的無機化合物增韌增強功能性填料，被廣泛地應用在塑料、橡膠、涂料和造紙等工業(yè)領域，為降低納米碳酸鈣表面高勢能、調(diào)節(jié)疏水性、提高與基料之間的潤濕性和結(jié)合力、改善材料性能，須對納米碳酸鈣進行表面改性常用的碳酸鈣表面改性方法主要以脂肪酸（鹽），鈦酸酯，鋁酸酯等偶聯(lián)劑在碳酸鈣表面進行化學改性，從而使改性碳酸鈣填充的聚合物沖擊強度得到較大的提高，為了提高無機填料與有機基體之間的相容性，用有機高分子化合物有機化合物對無機填料進行表面接枝改性是一種常用方法。Takao Nakatsuka 以磷酸鹽改性超細CaC03表面，然后與聚異丁烯酸接枝，P.Godard采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝對CaC03表面改性，與丙稀單體混合后通過聚合制備了性能較好的PP/CaC03復合材料。
較新技術(shù)
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代社會對塑料材料提出了更多、更高、更苛刻的要求。在這種情況下，一般的改性方法已不能滿足人們的需要，近幾年一些新的改性技術(shù)不斷問世，促進了塑料工業(yè)的發(fā)展。下面簡要介紹近幾年研究開發(fā)的改性新技術(shù)：
液晶改性技術(shù)液晶改性技術(shù)是塑料改性中較為新穎的改性手段，LCP的出現(xiàn)及其特有的性能為塑料改性理論和實踐又增添了新的內(nèi)容。液晶聚合物分為溶致性和熱致性兩大類，它具有多種優(yōu)良的物理、力學和化學性能，如高溫下強度高、彈性模量高，熱變形溫度遠高于聚苯硫醚、PSF、PEI、PEEK 等硬塑料，線膨脹系數(shù)極小、尺寸穩(wěn)定性好、熔體粘度極低、成型加工性能優(yōu)越、阻燃性能優(yōu)異、自潤滑性好、耐老化、耐輻射性能優(yōu)良等。充分利用這種高性能液晶聚合物作為塑料改性的增強劑，是80 年代發(fā)展起來，并被稱為“原位復合”新技術(shù)，它改變了原有的填充、增強和共混改性的傳統(tǒng)觀念，被認為是本世紀末塑料改性的重大進展之一。原位復合是指在加工過程中LCP共混于基體樹脂中以其剛性棒狀分子微纖增強基體樹脂的改性方法。
PP/ LCP（液晶共聚酯，一種熱致性液晶）原位復合體系較好地解決了傳統(tǒng)的玻璃纖維對PP 增強存在的缺陷。最近Hogh 等人對PP/ LCP 原位復合體系進行了系統(tǒng)的研究，利用LCP 在成型過程容易流動形成高取向結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生自增強作用，將LCP 用于PP共混體系中，LCP 的微纖就分散于PP 基體當中，形成原位復合材料體系。這種復合材料具有較好的力學性能。
圖表1-4 PP、LCP及PP/LCP原位復合體系彎曲性能比較
從上表可以看出：PP/ LCP 原位復合體系的彎曲性能比純PP 要大得多，影響該體系的力學性能的主要因素是LCP 的微纖結(jié)構(gòu)在PP 基體中的分散情況。要使PP/ LCP 原位復合體系具有較好的力學性能，必須保證LCP 在PP 基體中具有均勻的分布。
相容劑技術(shù)的進步相容劑在塑料改性中起著表面活性劑的作用，分布于兩種聚合物的表面上，其作用為降低界面張力、增加界面層厚度、減小分散粒子直徑、阻止分散相的凝聚、穩(wěn)定已形成的相形態(tài)結(jié)構(gòu)。塑料改性技術(shù)的關鍵是解決不同聚合物的相容性，相容性的好壞決定是否能夠達到改性的目的。相容劑技術(shù)的進步極大地推動塑料改性技術(shù)的發(fā)展。
相容劑一般分為非反應型相容劑和反應型相容劑（含有酸基型、環(huán)氧基型、異腈酸酯基型、乙烯基型）。非反應型相容劑無特別官能基，F(xiàn)PR、SEBS 等為此例，特別是SEBS 對許多體系具有相容劑效果。反應型相容劑在分子中有官能基，這是合金成分的一方或雙方反應，因此成型物具有相容劑功能，典型的例子有馬來酸酐改性PP，乙烯2縮水甘油甲基丙烯酸酯等。
現(xiàn)在國內(nèi)外許多研究機構(gòu)都在致力于相容劑的研究，并不斷開發(fā)成功一些性能優(yōu)良的相容劑。Polyrell公司開發(fā)了過氧化物母料，用于PP、PE 和乙丙橡膠合金改性；Exxon 公司開發(fā)的Exxelor PO 1015 具有較高和較有效的反應官能度，使其成為PA/ PP 共混物出色的相容劑；Ameri Hass 公司推出的聚戊二酰胺共聚物相容劑，對PA、PC 共混物具有相互作用，使用該相容劑后，共混物性能的均衡性優(yōu)于未改性前的各組分的性能，即共混物既具有PA 的耐化學藥品性和加工性，又具有PC 的耐熱性和耐沖擊性能。該相容劑與PA、PC 均能反應，改進了共混物的微觀結(jié)構(gòu)，PA 在其中為連續(xù)相。
分子復合技術(shù)分子復合技術(shù)是將少量的棒狀有機高分子化合物加入到作為分散相的線性鏈狀高分子中，以獲得高強度、高模量的聚合物。分子復合技術(shù)已進入實用階段，這是近年進步特別顯著的領域，已實用的有日本豐田汽車公司生產(chǎn)的尼龍6/ 黏土復合物、東洋紡織公司的PC合金薄膜等。
近幾年日本三菱油化公司開發(fā)的超級烯烴聚合物（SOP）也與分子復合技術(shù)有關。在EPR 系的基體中（含PE 共聚物作為強固成分），使高結(jié)晶性和耐沖擊性PP 共聚物（含滑石粉）微細分散，形成分子復合結(jié)構(gòu)。SOP 在密度、彈性模量、硬度、低溫沖擊性能、耐熱性和熱膨脹系數(shù)等各個方面都很優(yōu)異。
互穿網(wǎng)絡技術(shù)IPN 材料的研究最早是由Miller在苯乙烯2二乙烯基苯上進行的。所謂互穿網(wǎng)絡是指兩種或兩種以上的有機高分子化合物鏈相互貫穿，相互纏結(jié)的混合體系，通常具有兩個或多個交聯(lián)網(wǎng)絡形成的微相分離結(jié)構(gòu)。形成這種人為聚合的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的共混聚合物與以前的共混物、接枝共聚物不同，各種成分聚合物交聯(lián)后，其網(wǎng)鏈具有相互纏結(jié)的結(jié)構(gòu)。利用IPN 技術(shù)對塑料進行改性一直是高分子材料改性的熱點問題。
IPN 技術(shù)以前只限于熱固性沒藥樹，高新技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)突破了這一界限，熱塑性樹脂也可形成IPN 結(jié)構(gòu)。比較典型的例子有PU/ 丙烯酸樹脂、PU/ 多聚甲醛、TPE/ 聚酯等。IPN 已成為塑料改性的有力手段，在改善塑料的耐沖擊性能方面已獲得成功應用。在用無規(guī)聚丁二烯改性PS 時，將PS 進行IPN 化所得到的改性材料的沖擊性能超過了高抗沖PS，下表試驗數(shù)據(jù)說明了這一點。
圖表 各種材料沖擊性能比較
反應擠出技術(shù)反應擠出技術(shù)是塑料加工中兩種技術(shù)的綜合，一是塑料在擠出機內(nèi)的合成和化學改性；二是對塑料進行加工和成型。反應擠出要求原材料包含有高反應能力的官能團，而且反應進行的速度快，應在幾秒至十幾分鐘內(nèi)完成，且應為低放熱反應。反應擠出要求螺桿有較大的長徑比，且沿機筒長度方向可以方便地加入各種反應物和除去揮發(fā)物。
反應擠出增容大致有3種類型：共混組分官能化、加入均聚物相容劑、加入低分子相容劑。
⑴采用已官能化的聚合物就地進行相容化。通常采用的反應官能團是羧基、環(huán)氧基、異腈酸酯和酯酐。
⑵添加第三種有機高分子化合物聚合物，它應能與共混物之一起反應，再通過共價鍵或離子鍵起到相容化作用。
⑶采用低分子量化合物進行共聚反應或交聯(lián)，形成共聚物或交聯(lián)物。
在反應擠出技術(shù)中應用最廣泛的是將馬來酸酐（MA）引入到各種物質(zhì)上。由于馬來酸酐一方面含有C=C雙鍵結(jié)構(gòu)，具有參與自由基和光化學反應的能力；另一方面酸酐基團可以和含有活潑氫的一些分子起反應，如酰胺化、酯化等。因此可利用MA中的C=C雙鍵的自由基反應將其接枝到各種聚合物鏈上。聚合物的這種酸酐化增加了極性和官能度，從而有了各種繼續(xù)反應的能力。
近年來在聚烯烴的MA化方面有不少研究報道，而且得到了廣泛的應用，其中主要有以下幾個方面：
⑴借助酸酐化引入極性基團，可應用于三類聚合物：聚烯烴、聚二烯烴和極性聚合物，如PP、PE、聚丁二烯、聚氯乙稀、PA和EVA等均可接枝MA。⑵形成梳型支化結(jié)構(gòu)。
⑶交聯(lián)網(wǎng)絡的形成。聚合物有一定量的離子交聯(lián)鍵存在而形成交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，使聚合物具有離聚體的性質(zhì)。
⑷界面增容作用，如在PA/PP中加入少量的PP2g2MA就可以起到增容作用，使PP容易以微相分布到PA中。
⑸制備熒光標記聚合物。
⑹偶聯(lián)作用和粘合作用。
中國地位
雖然國內(nèi)改性塑料行業(yè)盡管還存在許多不足之處，但是一些技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)達到國際領先水平。主要有以下幾個方面：
1、專用樹脂：國外企業(yè)以生產(chǎn)具有專門用途的特定牌號樹脂為主，而中國則以通用樹脂為基礎樹脂，通過改性使其具有與用途相適應的特性從而得到專用樹脂，這和國內(nèi)石化企業(yè)較少生產(chǎn)專用合成樹脂的國情有關。
2、無機化合物粉體材料改性：在這一領域中國的技術(shù)水平居于國際領先地位。國外企業(yè)不把填料當成降低成本的手段，只是應產(chǎn)品性能要求而使用填料，這在門窗異型材產(chǎn)品中體現(xiàn)得尤為突出。
3、廢舊塑料的利用：中國在這方面居于絕對領先地位。國外對廢舊塑料的態(tài)度一是拋棄外運，二是低檔次加工使用，而中國把廢舊塑料當作合成樹脂原料必要的補充，如阻燃ABs、PC/ABS合金等廢舊塑料經(jīng)過改性加上，完全可以作為塑料制品的原料使用。
4、改性用助劑和添加劑：中國在改性助劑、添加劑的研發(fā)生產(chǎn)上已取得重大進展。偶聯(lián)劑、抗靜電劑、阻燃劑等基本可以滿足使用要求，主要不足是個別廠家為追求利潤，惡意改變產(chǎn)品成份，造成質(zhì)量下降，功能不穩(wěn)定；稀土偶聯(lián)劑、成核劑、水鎂石粉等由于中國具有資源優(yōu)勢，在國際上處于領先地位。
5、機械設備制造業(yè)：中國改性塑料常用的高速混合機、平行雙螺桿擠出機在使用功能和連續(xù)運行壽命方面都已達到國際先進水平，但價格遠遠低于國際市場平均價格。適合于對熱剪切敏感的材料改性和混煉的往復式單螺桿擠出機也已規(guī)模化生產(chǎn)，打破了由國外公司壟斷的局面，有力促進了改性塑料產(chǎn)品多樣化和高性能化的發(fā)展。
參考資料 >
我國改性塑料行業(yè)的發(fā)展前景.中國知網(wǎng).2020-06-12