塑料的改性是什么？
发布时间：2023-11-09
塑料是一种以高分子聚合物为主要成分的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成，在制造及加工过程中呈流体状态，以方便造型，在加工完成时呈现固态形状。
塑料的主要成分是合成树脂。树脂最初由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，合成树脂（有时也直接简称为“树脂”）是指尚未和各种添加剂混合的高分子聚合物。树脂约占塑料总重量的 40～100 %。塑料的基本性能主要决定于树脂的性质，但添加剂也起着重要作用。
改性塑料材料应用占比
塑料的改性方法有多种，根据在改性过程中是否有化学反应可以划分为物理改性和化学改性两类。
化学改性是指通过化学方法改变聚合物分子链上的原子或原子团的种类及组合方式的改性方法，即塑料通过嵌段共聚、接枝共聚、交联等反应，或者引入新的官能团而形成特定功能的高分子材料。化学改性可以使制品具有更好的性能或获得新的功能。
物理改性则是在塑料加工过程中实施的改性，原则上不发生化学反应，主要是物理混合过程。常用的物理改性方法主要有填充改性、增强改性、共混改性等。由于物理改性方法简单、适用性强，在我国应用较多。
1、填充改性
“填充” 即在塑料成型加工过程中加入无机填料或有机填料，在满足使用要求的前提下降低生产成本或者使材料的某些性能得到提高。塑料填充改性自 20 世纪 80 年代初投入市场以来，由于其价格低廉、产品性能优异，并能改善塑料制品的某些物理特性，可替代合成树脂，且生产工艺简单、投资较小，因此具有显著的经济效益和社会效益。
目前使用量最大的是碳酸钙和滑石粉。
纳米碳酸钙
滑石粉常用于填充聚丙烯。由于滑石粉具有薄片构型的片状结构特征，因此粒度较细的滑石粉可用作聚丙烯的补强填充剂。在聚丙烯的改性体系中，加入超细滑石粉母料不但能够显著地提高聚丙烯制品的刚性、表面硬度、耐热蠕变性、电绝缘性、尺寸稳定性，还可以提高聚丙烯的冲击强度。
在聚丙烯中添加少量的滑石粉还能起到成核剂的作用，提高聚丙烯的结晶性，从而使聚丙烯各项力学性能得以提高。由于提高了聚丙烯的结晶性，细化了晶粒，因此也就提高了聚丙烯的透明性。
填充 20 % 和 40 % 超细滑石粉的聚丙烯复合材料，不论是在室温和高温下，都能够显著提高聚丙烯的刚性和高温下的耐蠕变性能。对于聚乙烯吹塑薄膜来说，填充超细滑石粉母料比其他填料好，易成型、工艺性好。新型高填充玻璃纤维改性塑料可以克服常规玻璃纤维增强热塑性塑料的缺陷。
这种材料的基体是耐高温热塑性塑料，如液晶聚合物、聚醚砜、聚醚酰亚胺和聚苯硫醚。用这种材料生产的部件具有耐磨损和耐温变的良好特性。这种新材料还可以与塑料和金属粘合， 适宜用表面模塑设备加工，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。
另外，高填充玻璃纤维改性塑料还具有阻燃性好、能回收利用、高度耐热和尺寸稳定等特点。
2、增强改性
增强措施：通过加入玻璃纤维、碳纤维等纤维状物质。
增强效果：可以明显改善材料的刚性、强度、硬度、耐热性，
改性的不良影响：但很多材料会导致表面不良和断裂伸长率降低。
碳酸钙晶须
增强原理：
A、增强材料具有较高的强度和模量；
B、树脂具有许多固有的优良物理、化学（耐腐蚀、绝缘、耐辐照、耐瞬时高温烧蚀等）和加工性能；
C、树脂与增强材料复合后，增强材料可以起到增进树脂的力学或其他性能，而树脂对增强材料可以起到粘合和传递载荷的作用，使增强塑料具有优良性能。
以玻璃纤维增强的聚丙烯因具有较低的密度、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。与玻璃纤维增强相比，采用镁盐晶须增强的模塑制品具有更高的精度、尺寸稳定性和更低的表面粗糙度，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。
3、增韧改性
有较多的材料韧性不够、太脆，可以通过加入韧性较好的材料或者超细无机材料，增加材料韧性和低温使用性能。
增韧剂：为了降低塑料硬化后的脆性，提高其冲击强度和延伸率而加入树脂中的一种添加剂。
常用增韧剂——多为马来酸酐接枝相容剂
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）
聚烯烃弹性体（POE）
氯化聚乙烯（CPE）
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）
苯乙烯-丁二烯热塑性弹性（SBS）
三元乙丙橡胶（EPDM）。
改性 ABS 颗粒
4、阻燃改性
在电子电器、汽车等很多行业要求材料有阻燃性，但很多塑料原料本身的阻燃性较低。提高阻燃性可以通过加入阻燃剂实现。
阻燃剂：又称难燃剂，耐火剂或防火剂，赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂；它们大多是元素周期表中第 ⅤA（磷）、ⅦA（溴、氯）和 ⅢA（锑、铝）族元素的化合物。
具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴，主要适用于有阻燃需求的塑料，延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧。使其点燃时间增长，点燃自熄，难以点燃。
塑料阻燃等级：由 HB，V-2，V-1，V-0，5VB 向 5VA 逐级递增。
5、耐候改性
一般指塑料在低温下的耐寒能力，由于塑料固有的低温脆性，使塑料在低温下变脆，因而对于很多在低温环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阳光照射，温度变化，风吹雨淋等外界条件的影响，而出现的褪色、变色、龟裂、粉化和强度下降等一系列老化的现象。紫外线照射是促使塑料老化的关键因素。
6、改性合金
塑料合金是利用物理共混或化学接枝、共聚的方法，将两种或多种材料制备成高性能、功能化、专用化一种新材料，达到改善一种材料的性能或兼具两种材料特性的目的。它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本。
通用塑料合金：如 PVC、PE、PP、PS 合金使用广泛，生产技术已被普遍掌握。
工程塑料合金：泛指工程塑料(树脂)的共混物，主要包括以 PC、PBT、PA、POM（聚甲醛）、PPO、PTFE（聚四氟乙烯）等工程塑料为主体的共混体系，以及 ABS 树脂改性材料。
PC/ABS 合金的使用量增速在塑料领域中排在前列。目前，PC/ABS 合金化研究已经成为高分子合金研究热点。
来源：《塑料改性实用技术》、网络整理
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