塑料改性技術(shù)的發(fā)展不僅使材料的性能大幅度提高，或者被賦予新性能，進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域，而且明顯提高了塑料的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，在生產(chǎn)實(shí)踐中具有非常重要的地位。目前常用的塑料改性方法有共混改性技術(shù)、填充改性與纖維增強(qiáng)技術(shù)、化學(xué)改性技術(shù)和表面改性技術(shù)等四種，文中分別對(duì)這些塑料改性技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)潔的介紹。
1、前言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工合成材料得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)深入到人類生產(chǎn)、生活中的各個(gè)領(lǐng)域，與鋼鐵、水泥、木材等一起成為現(xiàn)代工業(yè)的四大基礎(chǔ)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)占據(jù)重要地位。塑料工業(yè)的迅速發(fā)展帶來(lái)兩個(gè)現(xiàn)實(shí)而重要的課題：廢棄塑料的回收與塑料的改性。
至2000年全世界塑料總產(chǎn)量已超過(guò)11,000萬(wàn)噸，并且每年還已8%左右的增長(zhǎng)速度繼續(xù)增加，改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)塑料的消費(fèi)一直保持兩位數(shù)的增長(zhǎng)速度，到2005年我國(guó)塑料制品達(dá)到2,198.55萬(wàn)噸[1]。塑料制品的廣泛應(yīng)用方便了人們的生產(chǎn)與生活，也帶來(lái)了引起全社會(huì)高度關(guān)注的“白色污染”問(wèn)題。
塑料的廣泛應(yīng)用對(duì)材料性能提出更高的要求，單一高分子材料已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)和生活的需求，必須對(duì)材料進(jìn)行改性。所謂塑料改性，是指通過(guò)物理、化學(xué)或物理/化學(xué)的方法使塑料的性能滿足生產(chǎn)、生活的需要，或使生產(chǎn)成本降低、或使材料的性能得到改善，或被賦予全新的功能[2]。
2、塑料改性的研究概況
塑料的改性方法很多，總體上可以劃分為共混改性、填充與纖維增強(qiáng)改性、化學(xué)改性和表面改性等方法[3]。
2.1 共混改性
共混改性是塑料改性最為簡(jiǎn)單而直接的方法，主要是指在基體聚合物中添加一種或一種以上的其它聚合物或改性劑制備成宏觀均勻的材料的過(guò)程，通常包括物理共混、化學(xué)共混和物理/化學(xué)共混三種情況。在某種意義上講，聚合物大分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生劇烈的變化，主要是體系組成與微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
將不同性能的塑料共混，可以大幅度提高聚合物的性能，塑料的增韌改性在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用，是共混改性中非常成功的范例之一。吳馳飛等[4-6]以回收PET瓶片為主要原料，同時(shí)借鑒了低溫固相加工與反應(yīng)擠出的優(yōu)點(diǎn)，利用同向雙螺桿擠出機(jī)對(duì)PET/PC/SEBS體系進(jìn)行共混擠出，采用4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）為擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈和增容，制備出了簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度>65kJ/m2，同時(shí)具有較好強(qiáng)度與韌性的新型高分子合金。Guimariäes等[7]研究了HDPE/POE共混體系的力學(xué)性能和熱性能，結(jié)果顯示HDPE和POE有一定的相互作用，共混物的拉伸性能得到明顯的改善，當(dāng)POE用量達(dá)到5wt%時(shí)，可得到室溫超韌材料。馮衛(wèi)星等[8]研究了PP/POE共混體系的相結(jié)構(gòu)和增韌機(jī)理，結(jié)果表明POE在PP中形成均勻的Salami結(jié)構(gòu)，可有效提高PP的常溫、低溫沖擊強(qiáng)度。
采用共混技術(shù)不僅可以利用不同塑料的性能的互補(bǔ)性制備性能優(yōu)良的新型聚合物材料，而且可以實(shí)現(xiàn)將價(jià)格昂貴的塑料與價(jià)格相對(duì)低廉的塑料共混，在不降低或略微降低前者性能的前提下降低生產(chǎn)成本。
2.2 填充與纖維增強(qiáng)改性
在聚合物加工成型過(guò)程中，為了達(dá)到提高塑料某一性能或降低生產(chǎn)成本的目的，多數(shù)情況下會(huì)在塑料中添加不同比例的填充劑，這些填充劑大多數(shù)是無(wú)機(jī)粉體或纖維等材料。在填充改性體系中，比較成功的例子是納米碳酸鈣和蒙脫土在塑料中的應(yīng)用。
胡圣飛等[9]人對(duì)PVC/CaCO3體系和PVC/ACR/CaCO3體系的研究表明，當(dāng)納米CaCO3的用量為10wt%時(shí)，材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大，比相應(yīng)的PVC和PVC/ACR共混物的拉伸強(qiáng)度高；同時(shí)，材料的抗沖強(qiáng)度也得到明顯的改善。任顯誠(chéng)[10]等對(duì)納米CaCO3增韌增強(qiáng)PP體系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入CaCO3少量時(shí)，它主要起到補(bǔ)強(qiáng)的作用，隨著CaCO3用量的增加，復(fù)合材料內(nèi)部的柔性界面層體積分率上升，柔性界面層在外力作用下先于基體發(fā)生屈服，導(dǎo)致材料的拉伸強(qiáng)度降低。
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有“輕質(zhì)高強(qiáng)”的特點(diǎn)，是一類性能突出的材料，在國(guó)民生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。常用的纖維品種有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等，熱塑性塑料基體有PP、PA、PBT、PC、ABS、POM、PPS和P
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