第二節 工程塑料的改性方法、組成和成型方法

一、主要改性方法

工程塑料的改性方法分為聚合物合金（或摻混物）改性法、填充改性法、增強改性法和納米改性法等。

（一）聚合物合金改性法

（1）機械共混改性法 將兩種或兩種以上的聚合物，以粉末狀、溶液狀、乳液狀或熔體狀，在通用塑料混合設備中加以混合，形成各組分均勻分散的聚合物合金的方法稱為共混法。

（2）接枝共聚法 接枝共聚是將聚合物單體B與聚合物A分子主鏈發生聚合反應的過程，通常生成的典型結構為。其接枝操作程序為：先制備聚合物A，再將其溶于聚合物單體B中，形成均勻溶液后，再利用引發劑或熱能引發，使聚合物單體B向聚合物A主鏈上發生轉移，便制得接枝共聚物。

（3）嵌段共聚法 聚合物A與聚合物B在黏彈狀態或熔融狀態下，受強力剪切、超聲波或高壓電場作用而發生解聚，破裂產生端基活性大分子自由基，這種不同類型的大分子自由基相互結合而形成嵌段共聚物的過程，或者先制備一具有端基活性的聚合物，再用另一單體引發聚合而生成嵌段共聚物的過程稱之為嵌段共聚法。

（4）多層乳液共聚法 先用一種聚合物單體進行乳液聚合，以生成的粒子為核，并在其表面聚合形成另一種聚合物單體，使之形成內層與外層組成不同的多層粒子結構的方法稱為多層乳液共聚法。

（5）反應增容共混法 在兩種聚合物熱力學相容性不好或不相容的情況下，加入某種相容劑以降低兩相之間的界面能，促進共混過程中相的分散，阻止分散相的凝聚，強化相間黏結或使共混聚合物組分官能化，通過相互反應增容的一種改性方法稱為反應增容共混法。

（6）互穿網絡改性法 先制備一適度交聯的聚合物網絡（聚合物A），并將其在含有活化劑和交聯劑的第二種聚合物（聚合物B）單體中溶脹，然后引發聚合就生成交聯聚合物網絡與第一種聚合物網絡相互貫穿的聚合物合金結構，這一反應過程稱為互穿網絡改性法。

（7）反應擠出改性法 利用雙螺桿擠出機（又稱反應擠出機），使摻混的物料在增容反應或化學反應的同時完成共混的過程稱為反應擠出改性法。

（8）動態硫化改性法 在硫化劑或交聯劑存在的情況下，在熔融混煉過程使物料均勻分散的同時進行交聯反應生成聚合物合金的過程稱為動態硫化改性法。

（9）分子復合改性法 以剛性棒狀聚合物為分散相，柔性聚合物為連續相，采用熔融共混或原位聚合技術，使少量的分散相均勻地分散于連續相中生成聚合物合金的過程稱為分子復合改性法。

（10）綜合改性法 綜合改性法是指在聚合物改性過程采用了共聚、多重乳液聚合、反應擠出等技術使合金化一體完成的改性方法。典型的產品有商品牌號為catalloy和EXL3386的聚合物合金。這種聚合物合金具有微觀相分離形態，熱變形溫度達250℃，且沖擊強度良好。

（二）填充改性法

填充改性法是運用在組成和結構上與聚合物基體不同的填料（常為無機填料），以機械摻混的方式，將其添加到聚合物中去，形成分散均勻的復合體系的過程。

常用的填料有以下三類：

（1）惰性填料 以增加體積、降低成本為目的。

（2）活性填料 以改善聚合物某些力學和物理性能為目的。

（3）功能填料 以賦予或改進聚合物某些功能特性為目的。

（三）增強改性法

增強改性法是以聚合物為基體或連續相，以纖維（如玻璃纖維、碳纖維、芳綸、超拉伸聚乙烯纖維、陶瓷纖維、金屬纖維等）為增強材料或分散相，采用浸漬或機械混合法制成分散均勻復合材料體系的一種改性方法。

增強改性的目的：

1）提高工程塑料的硬度、密度、剛性（彈性模量）和強度。

2）提高工程塑料的熱變形溫度，減小其力學和物理性能對溫度的依賴性。

3）降低制品收縮率。

4）改進工程塑料的蠕變行為和表觀模量，降低載荷黏彈屈服特性，局部改進耐沖擊強度等。

5）降低成本等。

（四）納米改性法

納米改性是采用機械共混、原位聚合、插層、溶膠-凝膠和分子組裝等技術，將納米級無機粒子、陶瓷粒子、金屬粒子、半導體粒子、納米碳管、納米蔥、納米線等均勻地分散于樹脂基體中形成新型的塑料體系。納米物質在體系中通過其小尺寸效應、體積效應、表面或界面效應和宏觀量子隧道效應的發揮可顯著改進和提高塑料的力學性能和熱性能，并可賦予塑料新的功能特性。納米改性法是目前乃至將來塑料改性所追求的高新技術，代表了塑料乃至材料科學發展的重要方向之一。

二、組成和成型方法

（一）塑料的組成（表1-8）

（二）塑料的成型方法（表1-9）