改性塑料树脂

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将通过塑料经过物理、化学或者机械混合的方法，改善或增加其特定功能，满足在电、磁、光、热、耐老化、阻燃等方面的...

将通过塑料经过物理、化学或者机械混合的方法，改善或增加其特定功能，满足在电、磁、光、热、耐老化、阻燃等方面的特殊使用要求。现行，生产使用的不同规格或者型号的塑料，基本都是改性塑料，既有降低塑料成本的诉求，也有提供其功能性的需要。将通用塑料经过改性制备成工程塑料，也是塑料发展的趋势之一。

塑料改性的方法

塑料改性中常见的改性手段包括：填充、共混等，但是从理论的全面分析角度，塑料改性的方法可以概括如下：

1、添加改性

填料改性是最简单，也是塑料改性中的常用方法。按照添加的助剂种类可以划分为：

(1)、添加无机化合物或者有机化合物

纯合成树脂中添加无机化合物或者有机化合物，通过物理或者化学反应作用，达到预期目标性能的一种改性方法。该方法使用较早，改性效果明显，工艺简单，成本低，因而应用十分广泛。

根据改性的目标不同，添加的物质也存在着区别：降低成本(价廉且比重高无机、有机填料)、增强（增强纤维）、增韧（各类弹性体及超细填料等）、阻燃性（无机磷、有机卤化物、有机磷化物、有机硅及氮化物等）、制备稳定性以及加工性（增塑剂、热稳定剂、润滑剂及加工助剂等）、耐磨性（石墨、MoS2、二氧化硅等）、结晶结构改善（成核剂：有机羧酸类、山梨醇类等）、抗静电性以及导电性（抗静电剂、导电剂）以及可降解性（淀粉填充、降解添加剂等）、抗紫外UV等性能。

常用助剂：填充剂、增强剂、阻燃剂、着色剂、成核剂、增塑剂、有机锡稳定剂、抗氧剂及有机阻燃剂、降解添加剂等。

(2)、添加高分子树脂

共混改性：一种树脂中掺入一种或多种其它树脂，达到改变原有树脂性能，获得目标性能树脂。由于共混体系中使用的均为树脂类物质，体系相容性好，既能针对性改性树脂性能，又对原有树脂的性能影响不大。共混改性是新型高分子材料改性方法，也是塑料实现高性能化、精细化有效手段。

2、形态形貌及结构改性

塑料形态形貌及结构改性中，采用的方法包括：改变塑料晶型状态、交联改性、共聚改性、接枝改性等多种方法。

(1)、改性形态形貌

形态改性主要集中于塑料制品聚集形态改变，从而达到预期的目标。通过改变加工成型工艺条件，控制形态，达到我自改性的目标。塑料形态控制可以改善塑料的许多性能，如力学、热学、光学等各个方面，尤其是增强也是形态控制的强项。例如：通过成核技术控制结晶质量，用双向拉伸技术获取高度取向。

(2)、聚合物交联改性

线性结构通过交联改性形成网状结构或立体结构。通过不同形成的能量如：光照、热、辐射等，引发交联反应，形成交联网状结构或立体结构。由于外界能量所引发形成的反应自由基或官能团，从而在大分子链之间形成新的化学键，使线型结构聚合物形成不同程度网状结构聚合物。例：聚丙烯的交联改性可以提高其机械性能。

(3)、共聚及接枝反应改性

通过共聚反应或者接枝反应，聚合物分子主链上连接其他分子链段或功能基团。其中，共聚是指两种或多种单体共同参加的聚合反应，是扩展、改进聚合物性能和用途的重要途径。例如：聚苯乙烯与丙烯腈共聚改善聚苯乙烯性脆的弱性；接枝反应包括：链转移接枝、化学接枝、辐射接枝，主要目标是改性在刚性体和弹性体，例如：苯乙烯-丁二烯接枝共聚物改善PS的冲击性能。3、复合改性处理

通过使用胶黏剂、树脂热熔解将两层或两层以上的膜、片等材料复合在一起而形成一种多层膜、片等材料的方法。塑料的复合改性实际上是塑料共混改性方法中层状共混的极端化，也可以看成是一种特殊的塑料共混改性。

4、表面改性处理

表面改性处理即为通过物理、化学方法在塑料制品的表面发生性能变化的一种改性方法。表面改性处理区别其他改性方法：1、改性主要集中于塑料制品表面，内部结构不发生变化；2、表面处理发生在产品成型之后，属于二次加工改性。塑料表面改性的目的可以分为：直接应用改性和间接应用改性。(1)直接表面改性：塑料表面的直接改性应用，包括：光泽度、硬度、耐磨性及摩擦性、防老化、阻燃、导电及表面阻隔等。塑料表面改性应用发展迅速，其中，塑料阻隔改性发展迅速。

(2)间接表面改性：间接表面改性为直接的表面应用奠定基础，包括：改善塑料的表面粘接性、印刷性及层化性等而进行的提高塑料表面张力的改性。例如：：塑料电镀，未经改性塑料只有ABS可以电镀镀牢，聚烯烃类塑料镀层牢度十分低，必须进行表面改性以提高与镀层的结合牢度，方可进行电镀处理。

塑料改性的目标

塑料改性的目标不同，使用的方法不同、助剂也不一样。介绍几种常见的改性需求及其改性方法。

1、改变制品的重量：塑料的密度改性

降低密度：常见方法包括：发泡改性、添加轻质填料及共混轻质树脂三种。其中，发泡改性是最有效的方法。添加轻质添料和共混轻质树脂对密度的改变幅度一般只有50%，相对密度达到0.5 左右。塑料发泡制品的密度变化范围很广范，相对密度最低可达到10-3 。提高密度：添加重质填料和共混重质树脂。种质填料包括：金属粉、重质矿物填料，提高幅度达到50%，应用于轻质树脂如：PE、PP、PS、EVA、PA1010及PPO等。重质树脂主要有：PTFE、FEP、PPS及POM等。2、改进塑料透明性

改善塑料透明性与改善制品的结晶度大小以及结晶结构有关，通过改变制品的不同形态结构，可以改善塑料制品的透明性。判断塑料透明性的指标包括：透光率、雾度、折光指数、双折射及色散等。主要参考指标：透光率和雾度，折光指数、双折射及色散三个指标主要用于表征材料的透光质量。一种好的透明性材料，要求上述性能指标优异且均衡。

改变晶型方法：

1)、控制结晶质量，结晶规整度，如：晶型、球晶含量、晶体尺寸以及规整性；

2)、通过加入不影响透明性的高折射率有机物或无机物来提高折射率；

3)、降低加工中取向度达到降低双折射的目的；

4)、加入透明性改进剂，透明树脂中加入小分子物质，从而改善其透明性；5)、添加成核剂，成核剂一种可以促进结晶的小分子物质，树脂中可以起到晶核的作用，使原有的均相成核变成异相成核，增加结晶体系内晶核的数目，使微晶的数量增多，球晶数目减少，从而使晶体尺寸变细，树脂的透明性提高；6)、添加高折射率无机物；

7)、添加能降低双折射的物质；

8)、添加抗雾剂。

3、改性塑料硬度和柔软

改进塑料硬度的常用方法是塑料中加入硬质添加剂的一种改性方法，硬度填加剂为刚性无机填料及纤维。塑料表面硬度改进：只改善塑料制品外表的硬度，而制品内部的硬度不变，主要用于壳体、装饰材料、光学材料及日用品等。这种改性方法主要包括涂层、镀层及表面处理三种方法。

共混与复合改进塑料的硬度：1、共混改性：低硬度树脂中加入高硬度树脂，常用高硬度树脂：PS、PMMA、ABS及MF等，改性树脂为：PE类、PA、PTFE及PP等；2、表面硬度改性：低硬度塑料制品表面上复合一层高硬度树脂，常用复合树脂PS、PMMA、ABS及MF等，应用范围挤出制品，如板、片、膜及管材等。3、塑料柔性改性：加入增塑剂，增塑剂可以改善树脂加工性，降低加工温度，改善加工流动性。与此同时，可以赋予制品柔性。通常添加增塑剂的柔性树脂包括：PVC、PVDC、CPE、SBS、PA、ABS、PVA及氯化聚醚等。4、改善塑料加工性能

纯树脂中加入添加剂形成具有一定强度的塑料过程即为塑料的加工过程。热塑性树脂与热固性树脂加工过程变化不同，但是对于树脂加工性能的改变主要集中为：提高树脂热分解温度、降低树脂熔融温度，提高树脂流动性以及改善树脂的溶体特征。改性方法：添加增塑剂或润滑剂。增塑剂提高聚合物可塑性，润滑剂降低物料之间及物料和加工设备表面的磨擦力，从面降低熔体的流动阻力，降低熔体粘度，提高熔体的流动性，避免熔体与设备的粘附，提高制品表面的光洁度等。

5、塑料增强和增韧

塑料增强通常采用添加补强填料和纤维。一般填料加入至树脂中，塑料的拉伸强度下降，但是经过表面特殊处理的填料也会一定程度上提高拉伸强度，此类填料叫做补强填料。补强填料改性效果远不及增强纤维，只可用于一些强度要求不太高的场合。添加纤维为最常见的增强方式，用量可占整个增强材料的90%以上。增强纤维常见：纤维和晶须两大类：玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、晶须、石英纤维、石墨纤维及陶瓷纤维等；PAN纤维、聚乙烯纤维、PA纤维、PC纤维、PVC纤维及聚酯纤维等；硼纤维及铝、钛、钙等金属晶须等。

塑料增韧通常采用共混弹性体材料，常见材料包括：高抗冲击树脂，如：CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油树脂（MPR）等；高抗冲击橡胶，如：乙丙橡胶（EPR）、三元乙丙橡胶（EPDM）、丁腈胶（NBR）、丁苯胶、天然胶、顺丁胶、氯丁胶、聚异丁烯及丁二烯胶等。

6、提高塑料热学性能和阻燃性能

热学性能主要包括：耐高温和耐低温。耐热温度主要用热变形温度、马丁耐热温度及维卡软化点衡量；耐低温主要用脆化温度来衡量。无机填料基本都可以明显提高塑料的耐热温度，常见填料：碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、煅烧陶土、铝矾土及石棉等。树脂类耐热主要包括：石棉纤维、玻璃纤维、碳纤维、晶须、聚酰胺纤维及丙烯酸酯纤维等。

塑料的阻燃性能，主要添加阻燃剂。阻燃剂为一类能够阻止塑料引燃或抑制火焰传播的助剂。此外，还需要添加抑烟剂辅助。

7、降低塑料成本

降低成本主要是使用一些相对树脂价格较低的廉价填料和廉价树脂。降低塑料成本的基础是保证塑料制品的性能满足实际需求。塑料的改性理论上基本上是包括这些内容，具体操作方面根据具体情况而定。

来源：二知了

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