内容发布更新时间 : 2024/6/27 2:45:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

塑料改性的目的、手段及方法

第一章 概论

塑料改性：是在把现有树脂加工成塑料制品的过程中，利用化学的或

物理的方法改变塑料制品的一些性能，以达到预期目的。

塑料改性分类：物理改性和化学改性

物理改性：填充改性、增强改性和共混改性

化学改性：接枝共聚改性、嵌段共聚改性、辐射交联改性等

填充改性：是指在塑料成型加工过程中加入无机或有机填料，以满足

一定的要求。填充改性能显著改善塑料的机械性能、耐摩檫性能、热学性能、耐老化性能等，例如能克服塑料的低强度、不耐高温、低刚硬性、易膨胀性、易蠕变等缺点。所以选用合适的填料既可以有增量作用，又有改性效果。但并非所有填料都能起这种作用：有些填料具有活性，起补强作用，可显著提高塑料强度，如木粉添加到酚醛树脂中，在相当大的范围内起补强作用；而有些填料添加后起到稀释作用，降低了机械强度，如普通轻质碳酸钙添加到聚氯乙烯中，这种填料称为惰性填料。

增强改性：某些填料，如玻璃纤维，填充时对塑料的机械强度影响很

大，如玻璃纤维填充聚酯，弯曲弹性模量可由原来的2764兆帕提高到9800兆帕，提高近350%，增强效果极为明显，于是把这种填料改性的塑料称为增强塑料，这种方式称为增强改性。除玻璃纤维外，碳纤维、硼纤维、云母等填料都可明显提高塑料的机械强度。

共混改性：是指在原来塑料基体中，再通过各种混合方法（如开放式

炼塑机、挤出机等）混进另外一种或几种塑料或弹性体，以此改变塑料的性能。例如ABS（丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物），就综合了丙烯氰（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三者的特性，其微观形态结构类似于合金。

接枝共聚改性：是先将母体树脂溶解在所要接枝的塑料单体中，然后

使要接枝的单体聚合，这时形成的树脂便接枝到母体树脂中去。

嵌段共聚改性：指每一种单体单元以一定长度的顺序，在其末端相互

联结，形成一种新的线性分子。根据单体单元的种类，可分为二嵌段、三嵌段、多嵌段共聚物。

辐射交联改性：

*常用的塑料改性大多采用物理改性技术，即高分子共混：ABC技术；是利用容积参数相近和反应共混的原理在双螺杆（或单螺杆、炼塑机）中将两种或两种以上聚合物及其助剂通过机械掺混形成一种宏观上均相、微观上分相的新材料。

影响改性塑料的内在因素：共混组分的相容性、共混组分的相对含量、

塑料改性应注意的问题：

分散相的尺寸、两相界面的相互作用。

第二章 塑料填充改性

一、 填料的种类：见表2.1

2.5 填充改性塑料后成型加工技术中应注意的几个问题

二、影响填充改性的因素

*填料的形状：圆柱状、片状、粒状、柱状、纤维状 *填料的粒径

*填料的表面： 表面的物理结构；

表面的化学结构； 表面处理

*填料的特殊结构

三、填料改性的效果

*机械力学性能 *热学性能 *成型加工性能 *其他性能

四、填充改性的作用机理

填料对塑料的补强作用和填料在塑料中的堆砌理论。

*填料的补强作用:填料粒子分散在塑料体网络中，形成一种多相

复合材料，补强作用的大小取决于塑料本身的本体结构(交联网和缠结网结构)、填充粒子用量、比表面积大小、表面活性、粒子大小及分布、相结构以及粒子在高聚物中集聚和分散等。

*最重要的因素是：填料同树脂链所形成界面层的相互作用(分直

接作用和间接作用，前者是指粒子和高分子链间直接发生作用，后者是指它们之间通过表面活性剂或偶联剂发生作用)。这种相互作用既包括粒子表面对高分子链的物理或化学的作用力，又包括界面层内高分子链的取向和结晶(招结晶聚合物)等。

填料的补强作用可分为两种，一种是活性填料的正补强，另一种是惰性塑料的负补强。

惰性填料(即非活性填料)来说，它与基体高分子链几乎没有作用，所以没有补强效果，相反还由于填料的存在，会引起应力集中，从而导致填充材料强度下降。而对于活性填料，在一定范围内，用量越大，粒度越细，或粒子内部孔隙越大，则填料与高分子链间的相互作用越强，补强效果越明显。

五、填充改性塑料后成型加工技术中应注意的几个问题

*填料和制品的水分是制品产生气泡及银纹的原因 *填料的形状对材料流动性能影响较大

直接注射成型时，必须注意以下几个问题：

*由于混炼不均匀造成填料凝集、分散不良 *粘度上升引起的流动性能下降；

*由于纤维状填料的断裂造成制品强度下降；

*由于填料的加入降低了收缩率，提高了制品的刚性，以致造成脱模不良；

*由于取向而产生强度的方向性及其翘曲 *焊接部位的强度降低等。

第三章 塑料增强改性

第一节概述

塑料的增强改性是以纤维类材料或其他材料作为增强材料进行适当组合；塑料品种一般可用PP、PA、PC、PPO、POM、PBT、ABS、酚醛树脂、环氧树脂等。纤维类材料及其制品有：玻璃纤维、玻璃布、玻璃毡、石棉纤维、有机聚合物纤维及其织物、碳纤维、硼纤维、金属晶须等。其他非纤维材料如云母等。

一、玻璃纤维增强塑料的特点：

1力学性能在不同程度上得到提高，如机械强度、疲劳强度、弹

性模量、耐蠕变性能、减振性、破损安全性等。

2热性能得到提高，如热变形温度增大、热膨胀系数下降、热传

导率增大。

3尺寸稳定性得到提高，由于成型时收缩率减小、受热变形小，

所以尺寸稳定性好。

4成型加工性能得到了改善，缩短了成型加工周期。

5其他性能如硬度得到提高，吸水性降低，流动性能减小。

6材料的明显缺点是：材料比重增加，制品表面平滑性降低； 光泽降低；材料的力学性能和成型收缩率及热膨胀系数容易出现各向异性；制品透明性降低；摩擦系数增大；材料焊接强度降低；纤维本身对设备的磨损大；玻璃纤维的集束剂和偶联剂对设备也有腐蚀作用。

二、玻纤基本知识

破纤的制造

破纤的化学组成

成分 种类 E电绝缘级 S高强度级 C抗化学级 SiO2 Al2O3 FeO 54.3 15.2 64.2 24.8 65.0 4.0 --- 0.21 --- 拉伸 CaO MgO Na2O B2O3 强度 （兆帕） 17.3 4.7 6.6 8.0 3519 0.01 10.27 0.27 0.01 4926 14.2 3.0 8.0 6.0 3518 *玻纤是无机化合物，耐热性能和阻燃性能好，抗化学药品性能、