塑料是一種以高分子聚合物為主要成分的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成，在制造及加工過程中呈流體狀態，以方便造型，在加工完成時呈現固態形狀。

 

       塑料的主要成分是合成樹脂。樹脂最初由動植物分泌出的脂質而得名，如松香、蟲膠等，合成樹脂（有時也直接簡稱為“樹脂”）是指尚未和各種添加劑混合的高分子聚合物。樹脂約占塑料總重量的 40～100 %。塑料的基本性能主要決定于樹脂的性質，但添加劑也起著重要作用。

 

 

改性塑料材料應用占比

 

       塑料的改性方法有多種，根據在改性過程中是否有化學反應可以劃分為物理改性和化學改性兩類。

 

       化學改性是指通過化學方法改變聚合物分子鏈上的原子或原子團的種類及組合方式的改性方法，即塑料通過嵌段共聚、接枝共聚、交聯等反應，或者引入新的官能團而形成特定功能的高分子材料。化學改性可以使制品具有更好的性能或獲得新的功能。

 

       物理改性則是在塑料加工過程中實施的改性，原則上不發生化學反應，主要是物理混合過程。常用的物理改性方法主要有填充改性、增強改性、共混改性等。由于物理改性方法簡單、適用性強，在我國應用較多。

 

       1、填充改性

 

       “填充” 即在塑料成型加工過程中加入無機填料或有機填料，在滿足使用要求的前提下降低生產成本或者使材料的某些性能得到提高。塑料填充改性自 20 世紀 80 年代初投入市場以來，由于其價格低廉、產品性能優異，并能改善塑料制品的某些物理特性，可替代合成樹脂，且生產工藝簡單、投資較小，因此具有顯著的經濟效益和社會效益。

 

       目前使用量最大的是碳酸鈣和滑石粉。

 

 

納米碳酸鈣

 

       滑石粉常用于填充聚丙烯。由于滑石粉具有薄片構型的片狀結構特征，因此粒度較細的滑石粉可用作聚丙烯的補強填充劑。在聚丙烯的改性體系中，加入超細滑石粉母料不但能夠顯著地提高聚丙烯制品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩定性，還可以提高聚丙烯的沖擊強度。

 

       在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用，提高聚丙烯的結晶性，從而使聚丙烯各項力學性能得以提高。由于提高了聚丙烯的結晶性，細化了晶粒，因此也就提高了聚丙烯的透明性。

 

       填充 20 % 和 40 % 超細滑石粉的聚丙烯復合材料，不論是在室溫和高溫下，都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。對于聚乙烯吹塑薄膜來說，填充超細滑石粉母料比其他填料好，易成型、工藝性好。新型高填充玻璃纖維改性塑料可以克服常規玻璃纖維增強熱塑性塑料的缺陷。

 

       這種材料的基體是耐高溫熱塑性塑料，如液晶聚合物、聚醚砜、聚醚酰亞胺和聚苯硫醚。用這種材料生產的部件具有耐磨損和耐溫變的良好特性。這種新材料還可以與塑料和金屬粘合， 適宜用表面模塑設備加工，潛在的應用包括汽車和燃料系統部件、軸承、電子零部件、抗刮傷外殼等。

 

       另外，高填充玻璃纖維改性塑料還具有阻燃性好、能回收利用、高度耐熱和尺寸穩定等特點。

 

       2、增強改性

 

       增強措施：通過加入玻璃纖維、碳纖維等纖維狀物質。

 

       增強效果：可以明顯改善材料的剛性、強度、硬度、耐熱性，

 

       改性的不良影響：但很多材料會導致表面不良和斷裂伸長率降低。

 

 

碳酸鈣晶須

 

       增強原理：

 

       A、增強材料具有較高的強度和模量；

 

       B、樹脂具有許多固有的優良物理、化學（耐腐蝕、絕緣、耐輻照、耐瞬時高溫燒蝕等）和加工性能；

 

       C、樹脂與增強材料復合后，增強材料可以起到增進樹脂的力學或其他性能，而樹脂對增強材料可以起到粘合和傳遞載荷的作用，使增強塑料具有優良性能。

 

       以玻璃纖維增強的聚丙烯因具有較低的密度、低廉的價格以及可以循環使用等優點，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。與玻璃纖維增強相比，采用鎂鹽晶須增強的模塑制品具有更高的精度、尺寸穩定性和更低的表面粗糙度，適用于制備各種形狀復雜的部件、輕質高強度阻燃部件和電子電器部件。

 

       3、增韌改性

 

       有較多的材料韌性不夠、太脆，可以通過加入韌性較好的材料或者超細無機材料，增加材料韌性和低溫使用性能。

 

       增韌劑：為了降低塑料硬化后的脆性，提高其沖擊強度和延伸率而加入樹脂中的一種添加劑。

 

       常用增韌劑——多為馬來酸酐接枝相容劑

 

       乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）

 

       聚烯烴彈性體（POE）

 

       氯化聚乙烯（CPE）

 

       丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）

 

       苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性（SBS）

 

       三元乙丙橡膠（EPDM）。

 

 

改性 ABS 顆粒

 

       4、阻燃改性

 

       在電子電器、汽車等很多行業要求材料有阻燃性，但很多塑料原料本身的阻燃性較低。提高阻燃性可以通過加入阻燃劑實現。

 

       阻燃劑：又稱難燃劑，耐火劑或防火劑，賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑；它們大多是元素周期表中第 ⅤA（磷）、ⅦA（溴、氯）和 ⅢA（銻、鋁）族元素的化合物。

 

       具有抑煙作用的鉬化合物、錫化合物和鐵化合物等亦屬阻燃劑的范疇，主要適用于有阻燃需求的塑料，延遲或防止塑料尤其是高分子類塑料的燃燒。使其點燃時間增長，點燃自熄，難以點燃。

 

       塑料阻燃等級：由 HB，V-2，V-1，V-0，5VB 向 5VA 逐級遞增。

 

       5、耐候改性

 

       一般指塑料在低溫下的耐寒能力，由于塑料固有的低溫脆性，使塑料在低溫下變脆，因而對于很多在低溫環境下使用的塑料制品，一般要求其具有耐寒性。

 

       耐候性：是指塑料制品因受到陽光照射，溫度變化，風吹雨淋等外界條件的影響，而出現的褪色、變色、龜裂、粉化和強度下降等一系列老化的現象。紫外線照射是促使塑料老化的關鍵因素。

 

       6、改性合金

 

       塑料合金是利用物理共混或化學接枝、共聚的方法，將兩種或多種材料制備成高性能、功能化、專用化一種新材料，達到改善一種材料的性能或兼具兩種材料特性的目的。它能改善或提高現有塑料的性能并降低成本。

 

       通用塑料合金：如 PVC、PE、PP、PS 合金使用廣泛，生產技術已被普遍掌握。

 

       工程塑料合金：泛指工程塑料(樹脂)的共混物，主要包括以 PC、PBT、PA、POM（聚甲醛）、PPO、PTFE（聚四氟乙烯）等工程塑料為主體的共混體系，以及 ABS 樹脂改性材料。

 

       PC/ABS 合金的使用量增速在塑料領域中排在前列。目前，PC/ABS 合金化研究已經成為高分子合金研究熱點。

 

       來源：《塑料改性實用技術》、網絡整理

 

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