塑料改性技术入门
（一）
一、什么叫塑料改性
凡是通过物理的、机械的和化学等作用可使树脂原有性能得到改善的都可称之为塑料的改性。塑料改性的含义很广泛，在改性过程中，即可以发生物理变化，也可以发生化学变化。几乎所有塑料的性能都可通过改性方法得到改善，如塑料的外观、透明性、密度、精度、加工性、机械性能、化学性能、电磁性能、耐腐蚀性能、耐老化性、耐磨性、硬度、热性能、阻燃性、阻隔性及成本性等方面。
二、塑料改性的分类
（一）按是否发生化学反应分类
按此分类方法可将塑料的改性分为物理改性和化学改性两大类。
1、塑料的物理改性是指在整个改性过程中不发生化学反应或只发生极小程度化学反应的一类改性方法，也叫共混改性。共混改性主要靠不同组分之间物理作用，如吸附、络合或氢键等作用以及整个组分本身的力形变及形态变化而实现改性目的。共混改性是一种简单、快捷、经济的改性方法，可以在塑料加工企业中自行实现，因而被广泛采用，是最常用的一种改性方法。它包括聚合物中添加小分子物质的添加改性、聚合物之间的共混改性、聚合物之间的复合改性、聚合物之间的交联改性以及聚合物的形态控制和表面改性等。
2、塑料的化学改性是指在改性过程中聚合物大分子链的主链、支链、侧链及大分子链之间发生化学反应的一种改性方法。塑料化学改性包括不同单体之间的共聚反应、大分子链的接枝反应、大分子链之间的交联反应以及大分子链上的官能团反应等，反应过程比较复杂。如石化厂的树脂合成，各种接枝相容剂生产，橡胶交联，热塑性弹性体动态硫化等方面。
（二）按整体或局部改性分类
按此方法可将塑料的改性分为整体改性和表面改性两大类。
1、塑料的整体改性是指改性在整个塑料制品的内部及表层都发生的一类改性。这类改性的特点为性能变化均一。塑料的改性大都为整体改性，如前面提到的添加改性、共混改性、交联改性及形态控制改性等。
2、塑料的表面改性是指其改性只发生在塑料制品的表层而并未深入到内部的一类改性。表面改性的特点为性能变化不均一。与整体改性相比，表面改性具有成本低的优点。塑料的表面改性包括表面机械改性、表面火焰处理、表面氧化处理、表面等离子处理、表面电晕处理、表面层化处理及表面接枝聚合等。这种改性仅适于只要求外观性能而内部性能不重要或不需要的应用场合，常见的有：表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、粘合性、印刷性及热合性等的改进。
（二）聚合物共混理论
一、聚合物共混合金的形态与结构
聚合物共混合金的形态结构是决定其性能的最基本的因素之一，由于聚合物共混合金的多相性，不同的组成有不同的形态结构，即使同一组成的共混体，也因加工条件不同，也会导致出现不同的形态结构。而不同的形态结构使聚合物共混合金的性能发生很大的变化。在研究聚合物合金过程中，通过对其形态结构分析，可以看出聚合物之间的相容程度，从而找出体系组成 相容性 微观结构 力学性能的关系。
二、塑料改性的分类
（一）按是否发生化学反应分类
按此分类方法可将塑料的改性分为物理改性和化学改性两大类。
1、塑料的物理改性是指在整个改性过程中不发生化学反应或只发生极小程度化学反应的一类改性方法，也叫共混改性。共混改性主要靠不同组分之间物理作用，如吸附、络合或氢键等作用以及整个组分本身的力形变及形态变化而实现改性目的。共混改性是一种简单、快捷、经济的改性方法，可以在塑料加工企业中自行实现，因而被广泛采用，是最常用的一种改性方法。它包括聚合物中添加小分子物质的添加改性、聚合物之间的共混改性、聚合物之间的复合改性、聚合物之间的交联改性以及聚合物的形态控制和表面改性等。
2、塑料的化学改性是指在改性过程中聚合物大分子链的主链、支链、侧链及大分子链之间发生化学反应的一种改性方法。塑料化学改性包括不同单体之间的共聚反应、大分子链的接枝反应、大分子链之间的交联反应以及大分子链上的官能团反应等，反应过程比较复杂。如石化厂的树脂合成，各种接枝相容剂生产，橡胶交联，热塑性弹性体动态硫化等方面。
（二）按整体或局部改性分类
按此方法可将塑料的改性分为整体改性和表面改性两大类。
1、塑料的整体改性是指改性在整个塑料制品的内部及表层都发生的一类改性。这类改性的特点为性能变化均一。塑料的改性大都为整体改性，如前面提到的添加改性、共混改性、交联改性及形态控制改性等。
2、塑料的表面改性是指其改性只发生在塑料制品的表层而并未深入到内部的一类改性。表面改性的特点为性能变化不均一。与整体改性相比，表面改性具有成本低的优点。塑料的表面改性包括表面机械改性、表面火焰处理、表面氧化处理、表面等离子处理、表面电晕处理、表面层化处理及表面接枝聚合等。这种改性仅适于只要求外观性能而内部性能不重要或不需要的应用场合，常见的有：表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、粘合性、印刷性及热合性等的改进。
（二）聚合物共混理论
一、聚合物共混合金的形态与结构
聚合物共混合金的形态结构是决定其性能的最基本的因素之一，由于聚合物共混合金的多相性，不同的组成有不同的形态结构，即使同一组成的共混体，也因加工条件不同，也会导致出现不同的形态结构。而不同的形态结构使聚合物共混合金的性能发生很大的变化。在研究聚合物合金过程中，通过对其形态结构分析，可以看出聚合物之间的相容程度，从而找出体系组成 相容性 微观结构 力学性能的关系。
（一）非结晶聚合物共混体系的形态特征
非结晶聚合物共混体系的形态结构可分为三种基本类型：单相连续结构；两相互锁（又称交错结构）结构和相互贯穿的两相连续结构。
（二）结晶聚合物合金的形态特征
结晶性聚合物合金有两种情况，一种是共混体系中有一组分是结晶性聚合物，其他组分为非结晶聚合物；第二种共聚体系中的聚合物均为结晶性聚合物。
（三）聚合物共混合金的界面层
两种聚合物共混时，共混体系存在三个区域结构，即两聚合物各自独立的区域以及两聚合物之间形成的过渡区，这个过渡区称为界面层。界面层的结构与性质，反映了共混聚合物之间的相容程度与相间的黏合强度，对共混物的性能起着很大的作用。
1、界面层的形成：聚合物在共混过程中，经历两个过程，第一步是两相互接触，第二步是两聚合物大分子链段相互扩散。这种大分子链相互扩散的过程也就是两相界面层形成的过程。
聚合物大分子链段的相互扩散有两种情况：若两种聚合物大分
子具有相近的活动性，则两大分子链段以相近的速度相互扩散；若两
大分子的活动性相差很大，则两相之间扩散速度差别很大，甚至发生
单向扩散。两聚合物大分子链段相互扩散的结果是两相均会产生明显的浓
度梯度。
2、界面层厚度：界面的厚度主要取决于两聚合物的相容性。相容性差的两聚合物共混时，两相间有非常明显和确定的相界面；两种聚合物相容性好则共混体中两相的大分子链段的相互扩散程度大，两相界面层厚度大，相界面较模糊；若两种聚合物完全互溶，则共混体最终形成均相体系，相界面完全消失。
3、界面的黏合：两聚合物面的黏合的好坏，一方面取决于两聚合物大分子间的化学结合，另一方面，也取决于两相间的次价力。对于大多数聚合物共混来说，次价力的大小主要决定于界面张力。两相的界面张力越小，黏合强度越高。从聚合物链段相互扩散程度看，与聚合物之间的相容性有关，相容性越好，界面的黏合强度就越高，共混物的力学性能就越优异。
