第二节 工程塑料的改性方法、组成和成型方法

一、主要改性方法

工程塑料的改性方法分为聚合物合金（或掺混物）改性法、填充改性法、增强改性法和纳米改性法等。

（一）聚合物合金改性法

（1）机械共混改性法 将两种或两种以上的聚合物，以粉末状、溶液状、乳液状或熔体状，在通用塑料混合设备中加以混合，形成各组分均匀分散的聚合物合金的方法称为共混法。

（2）接枝共聚法 接枝共聚是将聚合物单体B与聚合物A分子主链发生聚合反应的过程，通常生成的典型结构为。其接枝操作程序为：先制备聚合物A，再将其溶于聚合物单体B中，形成均匀溶液后，再利用引发剂或热能引发，使聚合物单体B向聚合物A主链上发生转移，便制得接枝共聚物。

（3）嵌段共聚法 聚合物A与聚合物B在黏弹状态或熔融状态下，受强力剪切、超声波或高压电场作用而发生解聚，破裂产生端基活性大分子自由基，这种不同类型的大分子自由基相互结合而形成嵌段共聚物的过程，或者先制备一具有端基活性的聚合物，再用另一单体引发聚合而生成嵌段共聚物的过程称之为嵌段共聚法。

（4）多层乳液共聚法 先用一种聚合物单体进行乳液聚合，以生成的粒子为核，并在其表面聚合形成另一种聚合物单体，使之形成内层与外层组成不同的多层粒子结构的方法称为多层乳液共聚法。

（5）反应增容共混法 在两种聚合物热力学相容性不好或不相容的情况下，加入某种相容剂以降低两相之间的界面能，促进共混过程中相的分散，阻止分散相的凝聚，强化相间黏结或使共混聚合物组分官能化，通过相互反应增容的一种改性方法称为反应增容共混法。

（6）互穿网络改性法 先制备一适度交联的聚合物网络（聚合物A），并将其在含有活化剂和交联剂的第二种聚合物（聚合物B）单体中溶胀，然后引发聚合就生成交联聚合物网络与第一种聚合物网络相互贯穿的聚合物合金结构，这一反应过程称为互穿网络改性法。

（7）反应挤出改性法 利用双螺杆挤出机（又称反应挤出机），使掺混的物料在增容反应或化学反应的同时完成共混的过程称为反应挤出改性法。

（8）动态硫化改性法 在硫化剂或交联剂存在的情况下，在熔融混炼过程使物料均匀分散的同时进行交联反应生成聚合物合金的过程称为动态硫化改性法。

（9）分子复合改性法 以刚性棒状聚合物为分散相，柔性聚合物为连续相，采用熔融共混或原位聚合技术，使少量的分散相均匀地分散于连续相中生成聚合物合金的过程称为分子复合改性法。

（10）综合改性法 综合改性法是指在聚合物改性过程采用了共聚、多重乳液聚合、反应挤出等技术使合金化一体完成的改性方法。典型的产品有商品牌号为catalloy和EXL3386的聚合物合金。这种聚合物合金具有微观相分离形态，热变形温度达250℃，且冲击强度良好。

（二）填充改性法

填充改性法是运用在组成和结构上与聚合物基体不同的填料（常为无机填料），以机械掺混的方式，将其添加到聚合物中去，形成分散均匀的复合体系的过程。

常用的填料有以下三类：

（1）惰性填料 以增加体积、降低成本为目的。

（2）活性填料 以改善聚合物某些力学和物理性能为目的。

（3）功能填料 以赋予或改进聚合物某些功能特性为目的。

（三）增强改性法

增强改性法是以聚合物为基体或连续相，以纤维（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超拉伸聚乙烯纤维、陶瓷纤维、金属纤维等）为增强材料或分散相，采用浸渍或机械混合法制成分散均匀复合材料体系的一种改性方法。

增强改性的目的：

1）提高工程塑料的硬度、密度、刚性（弹性模量）和强度。

2）提高工程塑料的热变形温度，减小其力学和物理性能对温度的依赖性。

3）降低制品收缩率。

4）改进工程塑料的蠕变行为和表观模量，降低载荷黏弹屈服特性，局部改进耐冲击强度等。

5）降低成本等。

（四）纳米改性法

纳米改性是采用机械共混、原位聚合、插层、溶胶-凝胶和分子组装等技术，将纳米级无机粒子、陶瓷粒子、金属粒子、半导体粒子、纳米碳管、纳米葱、纳米线等均匀地分散于树脂基体中形成新型的塑料体系。纳米物质在体系中通过其小尺寸效应、体积效应、表面或界面效应和宏观量子隧道效应的发挥可显著改进和提高塑料的力学性能和热性能，并可赋予塑料新的功能特性。纳米改性法是目前乃至将来塑料改性所追求的高新技术，代表了塑料乃至材料科学发展的重要方向之一。

二、组成和成型方法

（一）塑料的组成（表1-8）

（二）塑料的成型方法（表1-9）