中國粉體網(wǎng)訊 改性塑料是指在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過填充、共混、增強(qiáng)等方法加工改性，提高了阻燃性、強(qiáng)度、抗沖擊性、韌性等方面的性能的塑料制品。其中，常見的粉體填料在塑料改性過程中一般會發(fā)揮增量作用、補(bǔ)強(qiáng)作用、功能作用。

改性塑料產(chǎn)業(yè)鏈

1改性塑料的分類及其作用機(jī)理

(1)增強(qiáng)塑料：增強(qiáng)塑料主要是用物理方法獲得。通過向樹脂中添加各種填充劑、增強(qiáng)劑，使其物理機(jī)械力學(xué)性能得到改善。目前使用的填充劑和增強(qiáng)劑的品種范圍十分廣泛，主要有碳酸鈣、玻璃纖維、玻璃球、二氧化硅、石棉、滑石粉、蒙脫石、高嶺土、云母、金屬粉末、三水合氧化鋁、炭黑、碳纖維、硼纖維及各種合成增強(qiáng)纖維等。

(2)抗沖擊改性塑料：對脆性塑料基本采用抗沖擊改性，通常方法是加增塑劑或是共聚、接枝聚合，另外是將兩種基本上互不相容且具有不同轉(zhuǎn)變溫度的聚合物進(jìn)行共混。將不同性能且具有互補(bǔ)性質(zhì)的高聚物材料共混復(fù)合在一起，優(yōu)化配比和工藝，能得到兼顧各方面性能的新型塑料。

(3)阻燃塑料：塑料材料是含有碳和氫的有機(jī)化合物，有的也含有氧或氮，此類塑料具有一定程度的可燃性。隨著塑料材料的應(yīng)用日益廣泛，越來越多的場合要求其具有阻燃的性能。人們通常的方法是向基體樹脂中添加各種含鹵化合物、含磷化合物及三氧化二銻等阻燃劑和促進(jìn)劑的方法來達(dá)到目的。

(4)導(dǎo)電塑料：導(dǎo)電塑料目前分為兩種，一種是結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料，聚合物本身具有導(dǎo)電性的；另一種是復(fù)合型導(dǎo)電塑料。復(fù)合型導(dǎo)電塑料是通過向基體樹脂中加入金屬粉、金屬絲、石墨等各種導(dǎo)電性填料，從而使復(fù)合體系具有一定的導(dǎo)電性。

(5)磁性塑料：磁性塑料屬于高分子磁性材料，高分子磁性材料具有記錄聲、光、電等信息并能重新放出功能，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)材料之一。磁性塑料分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩種，結(jié)構(gòu)型磁性材料是指聚合物本身具有強(qiáng)磁性的材料，復(fù)合型磁性材料是指以塑料或橡膠為粘結(jié)劑與磁粉混合粘結(jié)加工制成的磁性體。

(6)可降解塑料：可降解塑料按機(jī)理分可分為生物降解塑料、光熱降解塑料等。其中生物降解塑料是通過將玉米、馬鈴薯等農(nóng)產(chǎn)品制作的淀粉經(jīng)改性處理后加入基體樹脂中，其中淀粉成為微生物的培樣基，當(dāng)產(chǎn)品完成使用任務(wù)后，通過微生物的侵蝕使大分子鏈發(fā)生斷裂、減小，從而達(dá)到降解塑料的目的。光熱降解塑料是在樹脂中加入各種光、熱降解引發(fā)劑、促進(jìn)劑等，塑料材料在光、熱的作用下，大分子鏈在引發(fā)劑的作用下在其活躍的基團(tuán)處產(chǎn)生自由基，發(fā)生斷裂反應(yīng)，從而使得塑料大分子的分子量減小。

以生物可降解塑料為例，其改性方法包括物理共混改性和化學(xué)接枝改性等。在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用時，物理共混改性具有操作簡單、可行性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。其中，無機(jī)填料具有優(yōu)異的耐候性、耐熱性及可降解性等優(yōu)點(diǎn)，與生物可降解塑料共混改性后，所得產(chǎn)品在作用效果、成本控制及市場推廣等方面具有較大優(yōu)勢。目前，生物可降解塑料中常用的無機(jī)填料有碳酸鈣、滑石粉、蒙脫土等。

2改性塑料加工技術(shù)

目前主要采用熔體加熱分散法來制備無機(jī)粉體材料改性塑料，也是直接混入法，即先將無機(jī)粉體材料與塑料在高速混合機(jī)中進(jìn)行充分混合預(yù)分散處理，然后在雙螺桿擠出混煉機(jī)中通過加熱融化，并在剪切應(yīng)力作用下塑料與無機(jī)材料充分均勻地混合達(dá)到微納米級復(fù)合改性的目的。該改性技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用簡單方便、有利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，材料具有高性能低成本優(yōu)勢。

此外，母料法也是十分成熟的塑料加工技術(shù)，按照規(guī)定配方，將粉體、加工助劑、載體共混攪拌均勻后，再送入母料造粒流水線，造出母料粒子，再將母料粒子按需要配比計量均勻混入塑料樹脂后，送入塑料成型機(jī)械加工成產(chǎn)品。該法優(yōu)點(diǎn)是使用方便，無環(huán)境污染之慮，缺點(diǎn)是成本一般高于直接混入法。

塑料中常用的填料

粉體填料在塑料中的改性效果

3改性塑料和未改性塑料的應(yīng)用

改性塑料與未改性塑料的應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域存在一定重合，客戶根據(jù)不同產(chǎn)品或部件對材料的具體要求選擇合適的材料。

在材料性能要求較為單一的情況下，客戶通常采用未改性塑料；當(dāng)未改性塑料因某方面性能不足，或客戶尋求降低使用未改性的(特種)工程塑料制件成本的情況下，通常會使用改性塑料。雖然改性塑料與未改性塑料的下游應(yīng)用行業(yè)不存在嚴(yán)格劃分界限，但在不同領(lǐng)域中分別占據(jù)主導(dǎo)地位。

在生活用品、產(chǎn)品包裝等行業(yè)領(lǐng)域中，目前主要使用未改性塑料作為原材料；而在電子電器、汽車、通訊等使用場景復(fù)雜、材料性能要求較高的領(lǐng)域，改性塑料得到廣泛應(yīng)用。

結(jié)語

雖然改性能提高塑料制品的某些性能，但也可能使塑料原有的一些性能下降，不能達(dá)到所期望的性能效果。例如，在無機(jī)填料改性過程中，填料的形狀及粒徑、填料的表面結(jié)構(gòu)及特殊結(jié)構(gòu)、填料的含量等因素就會顯著影響改性效果，在生產(chǎn)活動中需要尤為注意。

參考來源：

劉路興，等：塑料改性論述，山東省塑料研究開發(fā)中心

陳更新，等：粉體填料在塑料制品中的應(yīng)用，上海塑料制品研究所

胡晨曦，等：無機(jī)填料在生物可降解塑料改性的應(yīng)用進(jìn)展，中石化(北京)化工研究院有限公司

中國粉體網(wǎng)、共研網(wǎng)、昆明學(xué)院、金發(fā)科技等

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！