1、塑料改性技术及其应用概述概述改性塑料，是指在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。改性塑料类别改性塑料类别阻燃树脂类增强增韧树脂类耐候增韧PP专用料玻纤增强热塑性塑料等塑料合金类PVC合金产品聚酯合金产品等功能色母类1、阻燃树脂类阻燃树脂类主要分为阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂、阻燃聚丙烯树脂、阻燃ABS树脂等。阻燃树脂类产品的主要消费群体有：电视机制造企业、电脑制造企业、办公电器（打印机、复印机、传真机等）企业、灯饰企业、电工企业、音响厂等。主要用于制造各种产品的外壳、内部零件、周边器材（接插件、配电盘、插头）等。改性塑
2、料类别改性塑料类别2、增强增韧树脂类增强增韧树脂类主要分为耐候增韧PP专用料、玻纤增强热塑性塑料等产品。耐候增韧PP专用料。耐候增韧PP专用料是一种具有工程塑料特性的聚丙烯新材料，具有低温韧性好、成型收缩率小、刚性高、耐候性强等优点，主要用于需耐气候、紫外线的户外环境。其主要消费群体有家电企业，汽车零部件企业等。玻纤增强热塑性塑料类。玻纤增强热塑性塑料类产品主要有玻纤增强AS/ABS、玻纤增强PP、玻纤增强尼龙、玻纤增强PBT/PET、玻纤增强PC、玻纤增强PPE/PPS等产品。其主要消费群体有电脑配件企业、机械零部件企业、电动工具企业、灯具企业等。改性塑料类别改性塑料类别3、塑料合金类塑料合
3、金类主要分为PC合金产品、PVC合金产品以及聚酯合金产品等。PC合金产品具有冲击强度高、抗蠕变性、耐热、吸水率低、无毒、介电性优良等特点。主要应用于汽车仪表面板、计算机和办公自动化设备、电动工具外壳、手机等。PVC/ABS合金具有优异的力学性能、耐候性能、加工流变性能、制品表面光泽好、注塑挤出效果好，是一种性价比极为优异的合金材料。PVC/ABS合金可以替代阻燃耐候ABS、PC等，广泛应用于家电外壳、电器开关、电表外壳、灯饰材料、通讯网络、建材等方面。聚酯合金具有优异的机械性能（耐疲劳）、尺寸稳定性、耐化学试剂、耐环境应力开裂的能力，主要应用在汽车、家电、电动工具等领域。改性塑料类别改性塑料类
4、别4、功能色母类功能色母类主要是指高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料。该母料与HIPS（高抗冲聚苯乙烯树脂）按一定的比例（1：21：30）混合注塑的制品能满足UL94、IEC-65和GB8898等标准对电器、电子产品不同的阻燃要求，同时还可以改善HIPS树脂的韧性、加工流动性和脱模性，赋予HIPS树脂颜色，既降低生产成本又提高产品品质。高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料的主要消费群体有电视机制造企业、音响厂等，主要用于制造电子、电器产品的外壳。改性塑料类别改性塑料类别1、增强技术增强技术2、增韧技术增韧技术3、填充填充改性改性4、共混与塑料合金技术共混与塑料合金技术5、阻燃技术阻燃技术6、纳米复合技术纳米
5、复合技术7、热塑性弹性体技术热塑性弹性体技术8、反应接枝改性反应接枝改性常用的改性技术常用的改性技术常用的改性技术常用的改性技术1、增强技术纤维增强是塑料改性的重要方法这一，镁盐晶须和玻璃纤维均能有效地提高聚丙烯的综合性能。以玻璃纤维增强的聚丙烯具有较低的密度，低廉的价格以及可以循环使用等优点，目前正逐步取代工程塑料与金属在汽车仪表板，汽车车身和底盘零件中的应用：与玻璃纤维相比，镁盐晶须的模塑制品具有更高的精度，尺寸稳定性和表面光洁度，适用于制备各种形状复杂的部件，轻质高强度阻燃部件和电子电器部件。作为一种改性剂，镁盐晶须能大幅度提高聚丙烯的强度，刚度，抗冲击和阻燃性能。因此，镁盐晶须和玻璃纤
6、维在聚丙烯改性中的应用越来越受到重视。镁盐晶须玻璃纤维常用的改性技术常用的改性技术2、增韧技术矿物质增强增韧是最为普遍的改性途径之一。向聚丙烯原料中添加的矿物质通常是碳酸钙，滑石粉，硅灰石，玻璃微珠，云母粉等。这些矿物质不仅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的机械性能和冲击韧性，降低聚丙烯材料的成型收缩率以加强其尺寸稳定性，并且由于矿物质与聚丙烯基体在成本上的巨大差别，可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。常用的改性技术常用的改性技术矿物质增强增韧聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用电器中应用最广泛的一种。目前，波轮洗衣机和滚筒洗衣机的内筒一般使用的都是矿物质增强增韧聚丙烯材料，以代替早期的不锈钢内筒。聚丙
7、烯材料经矿物质增强增韧后，可克服其原有的强度不足，光泽度不好，收缩太大等问题。目前，这种改性聚丙烯除了用于制作洗衣机的内筒以外，还被用于制作波轮和取衣口等部件，仅海尔对其每年的用量就在1700吨左右(每个洗衣机内筒约重2kg)。这种材料的矿物质添加量高达40%，其拉伸强度达33Mpa，断裂伸长率可达90%以上，缺口冲击强度约为10KJ/m2。常用的改性技术常用的改性技术微波炉的很多部件也采用矿物质增强增韧聚丙烯材料制造。由于矿物质的加入，可以在聚丙烯材料本身较高的耐热温度的基础上，使其耐热温度进一步得到提高，以适应微波炉对高温的要求。例如，微波炉门体的密封条，微波炉，喇叭口，喇叭支架等都采用了
8、这种改性的聚丙烯材料。冰箱上的搁物架现在也基本采用了矿物质增强增韧聚丙烯材料，由于与玻璃面板可进行整体注塑，从而很好地解决了原来ABS材料的面板沁水问题。常用的改性技术常用的改性技术3、填充改性新型高填充玻纤改性塑料，它可克服常规玻璃纤维增强热塑性塑料的缺陷。这种材料的基体是高温热塑性塑料如液晶聚合物，聚醚砜，聚醚酰亚胺和聚苯硫醚。在玻纤填充量在80%时，改性材料但仍能操持良好的可加工性。用新材料生产的部件具有耐磨损和耐温变的良好特性。这种新材料可与塑料和金属粘合，适用于表面膜塑设备加工，潜在的应用包括汽车和燃料系统部件，轴承，电子零部件，抗刮伤外壳等，这种玻璃增强物的辅加效益是阻燃性好，能回
9、收利用，高度耐热和尺寸稳定等。常用的改性技术常用的改性技术4、共混塑料合金技术塑料共混改性指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂（包括塑料和橡胶），从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。氟塑料合金是采用国内现有的超高分子量聚全氟乙丙烯（FER）为主要原料，与四氟乙烯加填料直接共混，用物理方法制造的，此材料性能超过了世界公认的“塑料王”聚四氟乙烯。常用的改性技术常用的改性技术5、阻燃技术高聚物的阻燃技术，当前主要以添加型溴系阻燃剂为主，常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等，其中尤以十溴二苯使用量为最大，溴化环氧树脂由于具有优良的熔流速率，较高的阻燃效率，优异的热稳定性和光稳定性
10、，又能使被阻燃材料具有良好的物理机械性能，不起霜，从而被广泛地应用于PBT、PET、ABS、尼龙66等工程塑料，热塑性塑料以PC/ABS塑料合金的阻燃处理中。常用的改性技术常用的改性技术阻燃剂家族中的其他品种有磷系、三嗪系、硅系、膨胀型、无机型等，这些阻燃剂在各种不同使用领域发挥着各自独特的阻燃效果。在磷系阻燃剂中，有机磷系的品种大都是油液状，在高聚物加工过程中不易添加，一般在聚氨酯泡沫、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中使用。而无机磷系中的红磷，是纯阻燃元素，阻燃效果好，但它色泽鲜艳，因而应用受部分限制。红磷的应用要注意微粒化和表面包覆，这样使它在高聚物中有较好的分散性，与高聚物的相容高
11、性好，不易迁移，能长久保持高聚物难燃性能。常用的改性技术常用的改性技术6、纳米复合技术科研人员发现，当微粒达到纳米量级时会出现一种新奇现象，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁、热力学等性能呈现出与传统材料的极大差异。根据纳米材料的结构特点，把不同材料在纳米尺度下进行合成与组合，可以形成各种各样的纳米复合材料，例如纳米功能塑料。常用的改性技术常用的改性技术一般塑料常用的种类有PP（聚丙烯）、PE、PVC、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）、PA（聚酰胺）、PC、PS等几十种，为满足一些行业的特殊需求，用纳米技术改变传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能，强度高，耐热性强，重量更轻。随着汽车
12、应用塑料数量越来越多，纳米功能塑料很可能会普遍应用在汽车上。这些纳米功能塑料最引起汽车业内人士注意的有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。常用的改性技术常用的改性技术增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等，这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度，抗冲击韧性和弹性模量上升，使塑料的物理性能得到明显改善。增强增韧塑料可以代替金属材料，由于它们比重小，重量轻，因此广泛用于汽车上可以大幅度减轻汽车重量，达到节省燃料的目的。这些用纳米技术改性的增强增韧塑料，可以用于汽车上的保险杠、座椅、翼子板、顶蓬盖、车门、发动机盖
13、、行李舱盖等，某至还可用于变速器箱体，齿轮传动装置等一些重要部件。常用的改性技术常用的改性技术7、热塑性弹性体技术热塑性弹性体简称TPE/TPR，以SEBS、SBS为基材，是一类具有通用塑料加工性能，但产品有着类似交联橡胶性能的高分子合金材料。在多材料模塑中，热塑性弹性体有4个基本的类型，即苯乙烯嵌段共聚物（SBC）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚氨酯（TPU）和共聚多酯（COPE）。常用的改性技术常用的改性技术热塑性聚氨酯弹性体是第一个能够运用热塑性工艺加工的弹性体。有聚酯和聚醚两种类型，聚酯型具有较高的机械性能，聚醚型比聚酯型具有较好的水解稳定性和低温韧性。聚氨酯橡胶具有良好的耐磨性、添
14、加剂可以提高耐候性，尺寸稳定性和耐热性，减少摩擦或增加阻燃性，它们在各硬度等级产品中具有很广泛的应用，涉及汽车密封件和垫圈，稳定杆套，医用导管、起博器和人造心脏装置、手机天线齿轮、滑轮、链轮、滑槽衬里、纺织机械部件、脚轮、垫圈、隔膜、联轴器和减振部件。常用的改性技术常用的改性技术共聚多酯弹性体具有良好的动态性能、高模数、高伸长和撕裂强度，还有在高温和低温条件下具有良好的抗挠屈疲劳性。通过组合紫外线稳定剂或炭黑可以提高耐候性，耐无氧化酸性、一些脂族烃、芳烃燃料、碱性溶液、液压流体的性能表现为良好甚至优异；然而，无极性材料，如强无机酸和碱、氯化溶剂、苯酚类和甲酚会使聚酯降解，共聚多酯在一般情况下比
15、热塑性弹性体昂贵，应用于弹性联轴器、隔、齿轮、波纹管垫环、保护套、密封件、运动鞋鞋底、电气接头、扣件和旋钮中。常用的改性技术常用的改性技术8、反应接枝改性在由一种或几种单体组成的聚合物的主链上，通过一定的途径接上由另一种单体或几种单体组成的支链的共聚反应。是高聚物改性技术中最易实现的一种化学方法。马来酸酐接枝改性聚合物一般采用双螺杆挤出机熔融接枝法制备，其系类品种包括聚乙烯（PE-g-MAH）、聚丙烯（PP-g-MAH）、ABS（ABS-g-MAH）、POE（POE-g-MAH）、EPDM（EPDM-g-MAH）等，其操作工艺简单、生产成本低、产品质量稳定等特点。其中产品MAH接枝率在0.52
16、.5%范围内可调，其他力学性能指标优良。可广泛用作各类非极性聚合物（如PE、PP等）与极性聚合物（如PC、PET、PA等）其混改性时的相容剂等。改性塑料技术进展改性塑料技术进展纳米碳酸钙是一种十分重要的无机增韧增强功能性填料，被广泛地应用在塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域，为降低纳米碳酸钙表面高势能、调节疏水性、提高与基料之间的润湿性和结合力、改善材料性能，须对纳米碳酸钙进行表面改性常用的碳酸钙表面改性方法主要以脂肪酸（盐），钛酸酯，铝酸酯等偶联剂在碳酸钙表面进行化学改性，从而使改性碳酸钙填充的聚合物冲击强度得到较大的提高，为了提高无机填料与有机基体之间的相容性，用高分子有机物对无机填料进行表
17、面接枝改性是一种常用方法。Takao Nakatsuka 以磷酸盐改性超细CaCO3表面，然后与聚异丁烯酸接枝，P.Godard采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝对CaCO3表面改性，与丙稀单体混合后通过聚合制备了性能较好的PPCaCO3复合材料。改性塑料技术进展改性塑料技术进展随着科学技术的发展，现代社会对塑料材料提出了更多、更高、更苛刻的要求。在这种情况下，一般的改性方法已不能满足人们的需要，近几年一些新的改性技术不断问世，促进了塑料工业的发展。近几年的改性新技术：近几年的改性新技术：液晶改性技术相容剂技术分子复合技术互穿网络技术IPN反应挤出技术液晶改性技术液晶改性技术是塑料改性中较为新颖的
18、改性手段，液晶聚合物的出现及其特有的性能为塑料改性理论和实践又增添了新的内容。液晶聚合物分为溶致性和热致性两大类，它具有多种优良的物理、力学和化学性能，如高温下强度高、弹性模量高，热变形温度远高于PPS、PSF、PEI、PEEK等工程塑料，线膨胀系数极小、尺寸稳定性好、熔体粘度极低、成型加工性能优越、阻燃性能优异、自润滑性好、耐老化、耐辐射性能优良等。改性塑料技术进展改性塑料技术进展液晶改性技术充分利用这种高性能液晶聚合物作为塑料改性的增强剂，是80 年代发展起来，并被称为“原位复合”新技术，它改变了原有的填充、增强和共混改性的传统观念，被认为是本世纪末塑料改性的重大进展之一。原位复合是指在加
19、工过程中液晶聚合物共混于基体树脂中以其刚性棒状分子微纤增强基体树脂的改性方法。改性塑料技术进展改性塑料技术进展液晶改性技术PP/LCP（液晶共聚酯，一种热致性液晶）原位复合体系较好地解决了传统的玻璃纤维对PP 增强存在的缺陷。最近Hogh 等人对PP/LCP 原位复合体系进行了系统的研究，利用LCP 在成型过程容易流动形成高取向结构，从而产生自增强作用，将LCP 用于PP共混体系中，LCP 的微纤就分散于PP 基体当中，形成原位复合材料体系。这种复合材料具有较好的力学性能。另外要使PP/LCP 原位复合体系具有较好的力学性能，必须保证LCP 在PP 基体中具有均匀的分布。改性塑料技术进展改性塑
20、料技术进展相容剂技术相容剂在塑料改性中起着表面活性剂的作用，分布于两种聚合物的表面上，其作用为降低界面张力、增加界面层厚度、减小分散粒子直径、阻止分散相的凝聚、稳定已形成的相形态结构。塑料改性技术的关键是解决不同聚合物的相容性，相容性的好坏决定是否能够达到改性的目的。相容剂技术的进步极大地推动塑料改性技术的发展。改性塑料技术进展改性塑料技术进展相容剂技术相容剂一般分为非反应型相容剂和反应型相容剂（含有酸基型、环氧基型、异腈酸酯基型、乙烯基型）。非反应型相容剂无特别官能基，FPR、SEBS 等为此例，特别是SEBS 对许多体系具有相容剂效果。反应型相容剂在分子中有官能基，这是合金成分的一方或双方
21、反应，因此成型物具有相容剂功能，典型的例如马来酸酐改性PP，乙烯二缩水甘油甲基丙烯酸酯等。改性塑料技术进展改性塑料技术进展分子复合技术分子复合技术是将少量的棒状高分子加入到作为分散相的线性链状高分子中，以获得高强度、高模量的聚合物。分子复合技术已进入实用阶段，这是近年进步特别显著的领域，已实用的有丰田汽车公司生产的尼龙6/粘土复合物、东洋纺织公司的PC合金薄膜等。改性塑料技术进展改性塑料技术进展互穿网络技术IPN所谓互穿网络是指两种或两种以上的高分子链相互贯穿，相互缠结的混合体系，通常具有两个或多个交联网络形成的微相分离结构。形成这种人为聚合的网络结构的共混聚合物与以前的共混物、接枝共聚物不同
22、，各种成分聚合物交联后，其网链具有相互缠结的结构。利用IPN 技术对塑料进行改性一直是高分子材料改性的热点问题。改性塑料技术进展改性塑料技术进展互穿网络技术IPNIPN 技术以前只限于热固性树脂，高新技术的发展已经突破了这一界限，热塑性树脂也可形成IPN 结构。比较典型的例子有PU/丙烯酸树脂、PU/聚甲醛、TPE/聚酯等。IPN 已成为塑料改性的有力手段，在改善塑料的耐冲击性能方面已获得成功应用。在用无规聚丁二烯改性PS 时，将PS 进行IPN 化所得到的改性材料的冲击性能超过了高抗冲PS。改性塑料技术进展改性塑料技术进展反应挤出技术 反应挤出技术是塑料加工中两种技术的综合，一是塑料在挤出机
23、内的合成和化学改性；二是对塑料进行加工和成型。反应挤出要求原材料包含有高反应能力的官能团，而且反应进行的速度快，应在几秒至十几分钟内完成，且应为低放热反应。反应挤出要求螺杆有较大的长径比，且沿机筒长度方向可以方便地加入各种反应物和除去挥发物。改性塑料技术进展改性塑料技术进展反应挤出技术反应挤出增容大致有3种类型:共混组分官能化、加入高聚物相容剂、加入低分子相容剂。(1)采用已官能化的聚合物就地进行相容化。通常采用的反应官能团是羧基、环氧基、异腈酸酯和酯酐。(2)添加第三种高分子聚合物它应能与共混物之一起反应,再通过共价键或离子键起到相容化作用。(3)采用低分子量化合物进行共聚反应或交联,形成共
24、聚物或交联物。改性塑料技术进展改性塑料技术进展反应挤出技术在反应挤出技术中应用最广泛的是将马来酸酐(MA)引入到各种物质上。由于马来酸酐一方面含有C=C双键结构,具有参与自由基和光化学反应的能力;另一方面酸酐基团可以和含有活泼氢的一些分子起反应,如酰胺化、酯化等。因此可利用MA中的C=C双键的自由基反应将其接枝到各种聚合物链上。聚合物的这种酸酐化增加了极性和官能度,从而有了各种继续反应的能力。改性塑料技术进展改性塑料技术进展反应挤出技术近年来在聚烯烃的MA化方面有不少研究报道,而且得到了广泛的应用,其中主要有以下几个方面:(1)借助酸酐化引入极性基团,可应用于三类聚合物:聚烯烃、聚双烯烃和极性
25、聚合物,如PP、PE、聚丁二烯、PVC、PA和EVA等均可接枝MA。(2)形成梳型支化结构。(3)交联网络的形成。聚合物有一定量的离子交联键存在而形成交联网络结构,使聚合物具有离聚体的性质。(4)界面增容作用,如在PA/PP中加入少量的PP-g-MA就可以起到增容作用,使PP容易以微相分布到PA中。(5)制备荧光标记聚合物。(6)偶联作用和粘合作用。改性塑料技术进展改性塑料技术进展虽然国内改性塑料行业尽管还存在许多不足之处，但是一些技术和产品已经达到国际领先水平。如：专用树脂、无机粉体材料改性、废旧塑料的利用、改性用助剂和添加剂、机械设备制造业。中国的改性塑料技术还需不断开发，全面赶超国际水平。中国改性塑料的技术地位中国改性塑料的技术地位谢谢大家！
