簡介
在聚合物中加入各種無饑或有機物質，或将不同種類的聚合物共混，或用化學方法實現聚合物的擴鍊、接技、交聯等，使其制品的成本降低，或成型加工性能或制品使用性能得到改善，或在電、熱、光、磁、阻燃等方面具有獨特功能，統稱為聚合物改性。
改性PA
玻璃纖維增強PA在20世紀50年代就有研究，但形成産業化是20世紀70年代，自1976年美國杜邦公司開發出超韌PA66後，各大公司紛紛開發新的改性PA産品，美國、西歐、日本、荷蘭、意大利等大力開發增強PA、阻燃PA、填充PA，大量的改性PA投放市場。
PA作為工程塑料中最大最重要的品種，具有很強的生命力，主要在于它改性後實現高性能化，其次是汽車、電器、電訊、電子、機械等産業自身對産品高性能的要求越來越強烈，相關産業飛速發展，促進了工程塑料高性能化的進程，使其扮演着越來越重要的角色。
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，主要是用于汽車發動機部件，機械部件以及航空設備部件。
2.尼龍合金化将成為改性工程塑料發展的主流。尼龍合金化是實現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，提供制品的尺寸穩定性，以及低溫脆性、耐熱性和耐磨性。從而，适用車種不同要求的用途。
3.納米尼龍的制造技術與應用得到迅速發展。納米尼龍的優點在于其熱性能，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，具有很大的競争力。
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，将推動改性尼龍的功能化、高性能化的進程。
7.綜合技術的應用，産品的精細化是推動其産業發展的動力。
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。在熔融狀态下，水分的存在，會引起尼龍的水解而導緻分子量下
降，使制品機械性能下降，還會在成型中使制品表面出現氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。所以成型前必須充分
幹燥。
2.尼龍熔體粘度低、流動性大，噴嘴會産生“流延”現象。浪費原料，污染噴嘴。，如果用螺杆式注射
機成型，注射時，熔體會在螺杆和料筒壁之間出現逆流，使注料不準，所以，尼龍在螺杆式注射機成型時，在螺杆端部必須安裝止逆環。
3.尼龍是結晶性高聚物。熔點明顯，而且較高，所以，尼龍需要在較高溫度下成型，.熔融狀太的尼龍
熱穩定性較差，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确定其尺寸，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，它不是一個單純而确定的物理量。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添加劑的一種改性方法。常用的硬度填加劑為剛性無機填料及纖維。
（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隻改善塑料制品外表的硬度，而制品内部的硬度不變。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塗層、鍍層及表面處理三種方法。
共混與複合改進塑料的硬度
（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）複合改進塑料的硬度
塑料複合改進硬度的方法即在低硬度塑料制品表面上複合一層高硬度樹脂。此方法主要适合于擠出制品，如闆、片、膜及管材等。常用的複合樹脂為PS、PMMA、ABS及MF等。
改性知識
狀态
一、塑料的添加劑二、改性塑料中填充材料的分散狀态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以及填充材料的性質、形态、尺寸、濃度密切相關外，填充材料的分散狀态：基體樹脂的高分子聚集态結構、織态結構：填充材料與樹脂界面結構也有很大的影響。下面主要讨論填充材料的分散狀态。
分散狀态
1.無機粒子添加到聚合物熔體中經過螺杆或其他機械剪切作用，可能形成三種無機粒子分散的微觀結構狀态。1無機粒子在聚合物中形成第二聚集态結構。在這種情況下，如果無機粒子的粒徑足夠小粒子間界面結合良好，無機粒子如同剛性鍊條一樣對聚合物起着增強作用，這種分散狀态具有很好的增強效果。如膠體二氧化矽和炭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态結構。
2無機粒子以無規的分散狀态存在，有的聚集成團，有的以個别分散形式存在。這種分散狀态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，将成為填充材料中最為薄弱的環節。
3無機粒子均勻而個别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合，都會産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态。
2.無機粉粒狀填充材料能否個别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産生靜電而凝聚成一個個粉團。這種凝聚體在後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，就呈現上述第二種分散狀态成為改性塑料中最不願意看到的“白點”。
填充物态
粉粒狀是屬于長/徑比近似為1的填充材料的分散狀态，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，物料的流動總會産生填充劑不同程度的取向分布。其取向有兩種情況也伴随有兩種取向狀态。加壓下，物料不發生大流動狀态下的填充材料取向。加壓下各個填料個體順着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緻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随機的基本上是屬于二維取向狀态。
細分類别
改性塑料産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。
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、阻燃聚丙烯樹脂、阻燃ABS樹脂等。上述産品又根據阻燃等級分為UL94V0級、UL94V1級、UL94V2級以及UL94HB級等不同的阻燃規格，相對于普通的塑料，阻燃塑料産品可大大減少發生短路、過載、水浸等情況時産生火災的風險。
阻燃樹脂類産品的主要消費群體有：電視機制造企業、電腦制造企業、辦公電器（打印機、複印機、傳真機等）企業、燈飾企業、電工企業、音響廠等。主要用于制造各種産品的外殼、内部零件、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、玻纖增強熱塑性塑料等産品。
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、耐候性強等優點，主要用于需耐氣候、紫外線的戶外環境。其主要消費群體有家電企業，汽車零部件企業等。
2）玻纖增強熱塑性塑料類。玻纖增強熱塑性塑料類産品主要有玻纖增強AS/ABS、玻纖增強PP、玻纖增強尼龍、玻纖增強PBT/PET、玻纖增強PC、玻纖增強PPE/PPS等産品。其主要消費群體有電腦配件企業、機械零部件企業、電動工具企業、燈具企業等。
3、塑料合金類
塑料合金類主要分為PC合金産品、PVC合金産品以及聚酯合金産品等。
PC合金産品具有沖擊強度高、抗蠕變性、耐熱、吸水率低，無毒、介電性優良等特點。主要應用于汽車儀表面闆、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、計算機制造企業、辦公電器（打印機、複印機、傳真機等）企業、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、穩定劑、阻燃劑等多種改性劑生産而成，具有優異的力學性能、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異的合金材料。PVC/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、通訊網絡、建材等方面。
聚酯合金具有優異的機械性能（耐疲勞）、尺寸穩定性、耐化學試劑、耐環境應力開裂的能力，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聚苯乙烯增韌阻燃色母料。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等标準對電器、電子産品不同的阻燃要求，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樹脂顔色，既降低生産成本又提高産品品質。
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、音響廠等，主要用于制造電子、電器産品的外殼。
改進技術
一、增強技術
纖維增強是塑料改性的重要方法這一，鎂鹽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使用等優點，目前正逐步取代工程塑料與金屬在汽車儀表闆，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，尺寸穩定性和表面光潔度，适用于制備各種形狀複雜的部件，輕質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，鎂鹽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
礦物質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通常是碳酸鈣，滑石粉，矽灰石，玻璃微珠，雲母粉等。這些礦物質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定性，并且由于礦物質與聚丙烯基體在成本上的巨大差别，可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。
礦物質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内筒一般使用的都是礦物質增強增韌聚丙烯材料，以代替早期的不鏽鋼内筒。聚丙烯材料經礦物質增強增韌後，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内筒以外，還被用于制作波輪和取衣口等部件，僅海爾集團對其每年的用量就在1700噸左右（每個洗衣機内筒約重2kg）。這種材料的礦物質添加量高達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增強增韌聚丙烯材料制造。由于礦物質的加入，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，以适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。冰箱上的擱物架現在也基本采用了礦物質增強增韌聚丙烯材料，由于與玻璃面闆可進行整體注塑，從而很好地解決了原來ABS材料的面闆沁水問題。
三、填充改性
新型高填充玻纖改性塑料，它可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。在玻纖填充量在80%時，改性材料但仍能操持良好的可加工性。用新材料生産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，适用于表面摸塑設備加工，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，這種玻璃增強物的輔加效益是阻燃性好，能回收利用，高度耐熱和尺寸穩定等。
四、共混與塑料合金技術
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内現有的超高分子量聚全氟乙丙烯（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”聚四氟乙烯。
五、阻燃技術
高聚物的阻燃技術，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、六溴環十二烷等，其中尤以十溴二苯使用量為最大，溴化環氧樹脂由于具有優良的熔流速率，較高的阻燃效率，優異的熱穩定性和光穩定性，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、PET、ABS、尼龍66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、三嗪系、矽系、膨脹型、無機型等，這些阻燃劑在各種不同使用領域發揮着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，但它色澤鮮豔，因而應用受部分限制。紅磷的應用要注意微粒化和表面包複，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、納米複合技術
科研人員發現，當微粒達到納米量級時會出現一種新奇現象，它的周期性邊界被破壞，從而使其聲、光、電、磁、熱力學等性能呈現出與傳統材料的極大差異。根據納米材料的結構特點，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複合材料，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）、PVC（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，為滿足一些行業的特殊需求，用納米技術改變傳統塑料的特性，呈現出優異的物理性能，強度高，耐熱性強，重量更輕。随着汽車應用塑料數量越來越多，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内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表面處理的納米級無機材料蒙脫土、CaCO3、SiO2等，這些材料對聚丙烯的分子結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，達到節省燃料的目的。這些用納米技術改性的增強增韌塑料，可以用于汽車上的保險杠、座椅、翼子闆、頂蓬蓋、車門、發動機蓋、行李艙蓋等，某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
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，但産品有着類似文聯橡膠性能的高分子合金材料。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，尺寸穩定性和耐熱性，減少摩擦或增加阻燃性，它們在各硬度等級産品中具有很廣泛的應用，涉及汽車密封件和墊圈，穩定杆套，醫用導管、起博器和人造心髒裝置、手機天線齒輪、滑輪、鍊輪、滑槽襯裡、紡織機械部件、腳輪、墊圈、隔膜、聯軸器和減振部件。
共聚多酯彈性體具有良好的動态性能、高模數、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為良好甚至優異；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，應用于彈性聯軸器、隔、齒輪、波紋管墊環、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，總産值超過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速率快速增長，亞太地區年均增幅大于8%。高速的增長将帶動各行各業對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鍊上，通過一定的途徑接上由另一種單體或幾種單體組成的支鍊的共聚反應。是高聚物改性技術中最易實現的一種化學方法。
馬來酸酐接枝改性聚合物一般采用雙螺杆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、生産成本低、産品質量穩定等特點。其中産品MAH接枝率在0.5~2.5%範圍内可調，其他力學性能指标優良。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增韌增強功能性填料，被廣泛地應用在塑料、橡膠、塗料和造紙等工業領域，為降低納米碳酸鈣表面高勢能、調節疏水性、提高與基料之間的潤濕性和結合力、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），钛酸酯，鋁酸酯等偶聯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，用高分子有機物對無機填料進行表面接枝改性是一種常用方法。
TakaoNakatsuka以磷酸鹽改性超細CaC03表面，然後與聚異丁烯酸接枝，P.Godard采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝對CaC03表面改性，與丙稀單體混合後通過聚合制備了性能較好的PP/CaC03複合材料。
較新技術
随着科學技術的發展，現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不斷問世，促進了塑料工業的發展。下面簡要介紹近幾年研究開發的改性新技術：
液晶改性技術液晶改性技術是塑料改性中較為新穎的改性手段，液晶聚合物的出現及其特有的性能為塑料改性理論和實踐又增添了新的内容。液晶聚合物分為溶緻性和熱緻性兩大類，它具有多種優良的物理、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PPS、PSF、PEI、PEEK等工程塑料，線膨脹系數極小、尺寸穩定性好、熔體粘度極低、成型加工性能優越、阻燃性能優異、自潤滑性好、耐老化、耐輻射性能優良等。
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年代發展起來，并被稱為“原位複合”新技術，它改變了原有的填充、增強和共混改性的傳統觀念，被認為是本世紀末塑料改性的重大進展之一。原位複合是指在加工過程中液晶聚合物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，一種熱緻性液晶）原位複合體系較好地解決了傳統的玻璃纖維對PP增強存在的缺陷。最近Hogh等人對PP/LCP原位複合體系進行了系統的研究，利用LCP在成型過程容易流動形成高取向結構，從而産生自增強作用，将LCP用于PP共混體系中，LCP的微纖就分散于PP基體當中，形成原位複合材料體系。這種複合材料具有較好的力學性能。
