什么是填充改性

1.填充改性：通过在塑料中添加一定量的填料可有效降低塑料生产成本，另外加入有特殊功能的纳米粉体可以制成相应功能母料。

2.共混改性：性质相近的两种或两种以上的高分子化合物按一定比例混合制成高分子共混物。

3.共聚改性：两种或两种以上的单体发生聚合反应得到一种共聚物，如乙烯+丙烯=乙丙橡胶；丙烯腈+丁二烯+苯乙烯=ABS树脂。 降低塑料的密度是指通过适当的办法，使塑料原有的相对密度下降，以适应不同应用场合的需要。降低塑料的密度方法有发泡改性、添加轻质填料及共混轻质树脂三种。

1、发泡降低塑料的密度。塑料制品的发泡成型是降低其密度的最有效方法。而添加轻质添料和共混轻质树脂两种改性方法，只能小幅度地降低密度，其降幅一般只有50%左右，最低相对密度只能达到0.5左右。塑料发泡制品的密度变化范围很广范，相对密度最低可达到10-3。

2、添加轻质填料降低塑料的密度。这种方法使密度降低幅度比较小，一般最低可下降到相对密度0.4—0.5左右。填料的相对密度大都比塑料大，比塑料相对密度小的填料品种只有如下几种：

（1）微珠类 　a、 玻璃中空微球（漂珠）　相对密度为0.4—0.7，主要用于热固性树脂；

b、 酚醛微珠　相对密度为0.1。

（2）有机填料类

a、 软木粉　相对密度0.5，表观密度0.05—0.06；

b、纤维粉屑、棉屑　相对密度0.2—0.3；

c、果壳农作物　如稻草粉、花生粉及椰壳粉等。轻质填料的加入量一般在50%以下，以不严重影响其原有性能为原则。

3、共混轻质树脂降低塑料的密度。这种方法的降低幅度更小，一般只适合于相对密度较大的塑料选用，如氟塑料、POM、PPS、HPVC、PA66、PI及热固性塑料等。可选用的轻质塑料指相对密度为1以下的几种树脂，如聚4-甲基戊烯-1、EPR（乙丙共聚物）、 PE类、PP类、EVA等。加入量以不影响塑料的其它性能为主中，一般为20%—40%左右。 提高塑料的密度是使原树脂相对密度升高的一种方法，主要为添加重质填料和共混重质树脂。

1、添加重质填料提高塑料的密度

(1) 金属粉

(2) 重质矿物填料

2、共混重质树脂提高塑料的密度 。此种方法提高幅度比较小，一般最高只能达到50%左右。主要适于一些轻质树脂如PE、PP、PS、EVA、PA1010及PPO等。常加入的重质树脂有：PTFE、FEP、PPS及POM等。 塑料的透明性是衡量一种材料的透明性好坏，有许多性能指标都需要考虑。常用的指标有：透光率、雾度、折光指数、双折射及色散等。在上述指标中，透光率和雾度二个指标主要表征材料的透光性，而折光指数、双折射及色散三个指标主要用于表征材料的透光质量。一种好的透明性材料，要求上述性能指标优异且均衡。 透明性的分类 ：按材料的透光率大小，可将其分为如下三类：

透明材料——波长400nm—800nm可见光的透光率在80%以上；

半透明材料——波长400nm—800nm可见光的透光率在50%—80%之间；

不透明材料——波长400nm—800nm可见光的透光率在50%以下。

按上述的分类方法，可将树脂分成如下几类：

（1）透明性树脂 　主要包括：PMMA、PC、PS、PET、PES、J.D系列、CR-39、SAN（又称AS）、TPX、HEMA及BS（又称K树脂）等。 　其中PES为聚醚砜，J.D系列光学树脂为PES的共聚衍生物，SAN为苯乙烯/丙烯腈共聚物，TPX为聚甲基戊烯-1，BS为25%丁二烯/75%苯乙烯共聚物，CR-39为双烯丙基二甘醇碳酸酯聚合物，HEMA为聚甲基丙烯酸羟乙酯。

（2）半透明树脂 　主要包括PP和PA两种。

（3）不透明树脂 　主要包括ABS、POM、PTFE及PF等。

结晶性树脂的成型品内部混杂有结晶部分和非晶部分，由于结晶时随机性分子链会有规则地排列，因此树脂体积会缩小。这种现象称为“收缩”。

树脂一旦固化，其分子链就会固定下来，且固体成型品中的结晶部分/非晶部分的比例也似乎不再变化。然而实际情况则是，成型品遇到某种程度的高温时，非晶部分的分子链有时会重新排列，从而出现结晶现象。其结果，成型品体积缩小。这种现象称为“后收缩”。后收缩容易导致尺寸变化、凹痕、翘曲等故障。

成型品的使用环境温度偏高时容易导致后收缩。成型时的急冷固化有时会导致结晶不充分，从而容易引起后收缩。

要防止后收缩，应在实际使用成型品前使之充分结晶。具体来说，要在比使用成型品时的环境温度高20℃左右的温度环境下静置2～3小时。这称为“退火处理”。如果在退火处理后已处于尺寸公差内，则通常不大会发生问题。

2、结晶性树脂

树脂材料多种多样，“结晶性树脂”便是其中之一。下面介绍其基本情况：

树脂大致分为热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂是一种热熔冷固性树脂。热固性树脂则是一种树脂其原材料在被加热后会发生化学反应，并在固化后不再熔化的树脂。热塑性树脂可进一步分为结晶性树脂和非结晶性树脂。

熔融时，树脂的分子链随机混杂并运动。树脂冷却后，分子链开始整齐排列，最终结晶部分与非结晶部分混杂在一起并固化。即便是结晶性树脂有时也不会100%结晶，其中必然混杂有非结晶部分。另一方面，非结晶性树脂则在(A)图那样的随机状态下固化。

根据其物理结构上的差异，结晶性树脂和非结晶性树脂的特点如下： 结晶性树脂 非结晶性树脂 · 存在分子链排列整齐的“结晶”

· 有玻璃转化温度和熔点 · 分子链是随机的

· 仅有玻璃转化温度 [优点]

· 良好的刚性和弹性、良好的耐疲劳性、

· 机械强度高 、良好的耐药品性

[缺点]

· 难以透明、成型收缩率大 [优点]

· 易于透明、良好的耐冲击性、成型收缩率小 、吸水性小

[缺点]

· 耐药品性差、耐疲劳性差、滑动性差 3、ISO和ASTM物理性质的测定方法

随着国际标准化的推进，国内也大多用ISO规定的测量方法来作为标准。这和以前的ASTM的标准方法有多大区别呢？ 背景：世界各先进国家都有独自的工业统一规格。比如说，日本有JIS（日本工业规格） ，美国有ANSI（美国规格协会），德国有DIN（德国规格）等等。除此之外，象美国的ASTM（美国材料实验协会规格）的独立团体的规格也广泛地受到认可。这些各式各样的规格，即使同样的实验项目也有很多不同的地方，随着国际市场化的进程 的加快，它的不利点就越来越突出。为了消除这些不利点，大家都急需一个国际标准化。1995年1月WTO（世界贸易组织）就发行了TBT（关于贸易上的技术性障碍的协定），所有的都要按照ISO国际规定进行。日本的JIS（日本工业规格）也渐渐被ISO规格所取代，工程塑料也不例外。 ASTM和ISO的区别：以拉伸实验为例来说明ASTM和ISO的区别

填充改性聚四氟乙烯:是在聚四氟乙烯填充增强剂，提高聚四氟乙烯的机械强度，但是耐腐蚀性会降低。常用的填充剂有碳纤维，石墨，聚酰亚胺，青铜粉，二硫化钼等等，能提高聚四氟乙烯的导热性能，耐磨性能，耐蠕变性能等等。不同的填充剂拥有不同的性质适合不同工况下使用。用于高强度机械工况下。

塑料改性就是将石油化工企业生产出的大批量通用树脂通过物理的、化学的、机械的方法，改善或增加其功能，在电、磁、光、热、耐老化、阻燃、机械性能等方面达到特殊环境条件下使用的功能。改性塑料是涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域。而塑料改性技术——填充、共混和增强改性更是深入几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程。从原料树脂的生产到从多种规格及品种的改性塑料母料，为了降低塑料制品的成本，提高其功能性，离不开塑料改性技术。

改性塑料的材料性能在某些方面得到改善、提高，或者其加工性能得到改善，很重要的一点就是正确选用改性剂和加工助剂。例如自上个世纪八十年代以来，钛酸酯、铝酸酯偶联剂的使用，对改善无机矿物粉体材料与高分子材料之间亲合性起到了决定性的作用。近年来，全球卫生、安全、环保等方面的法规日益严格，对塑料助剂的功能、效能、卫生安全和环保性等都提出了更新更高的要求，高效、多功能、无毒、无公害是塑料助剂发展的总趋势。

目前在市场上已出现了系列新型有机硅纯硅酮塑料改性添加剂，使塑料制品功能得到增强，帮助塑料制品功能完美化，使制品具有抑烟、不产生可见烟尘、发烟量减少；有阻燃效果可达V-0级的良好阻燃功能；增加色母粒滑动性，润滑作用强，使制品表面光滑；可提高挤出性能，使挤出机任何部件在任何操作过程均不产生粘滞，不粘钻头；能助进色料分散、混合，使制品内部结构致密、均匀；提高制成品的的强度，耐冲击，好成型；能改进塑料薄膜的润滑性、防止粉连；耐高温、耐磨、导电等功能。此类功能性助剂无毒、高效、多功能，性价比优于国内外同类传统产品。它的新发现备受国内外同行关注，表现出极其广阔的市场应用空间和发展前景。

应用

我们对目前市场上纯硅酮塑料改性添加剂做了大量实验，结果表明在如下六大方面有明显的改善：

Ø 阻燃性的改善

聚苯乙烯燃烧时发生解聚，产生苯乙烯单体，其引火性非常大，所以PS的阻燃性能提高很困难，在STYRON 650D中添加各种有机粉末，用日本国仪器加普通用阻燃剂后，测定结果列于表1。添加纯硅酮塑料改性添加剂后发热速度、CO、发烟的各种效果都有提高。添加量3%~5%变化的评价效果各不同（见图1-3）。添加3%热放射速度减少37%，添加5%CO减少83%，烟改善74%。

Ø PC、PP、EVA的改性

PC、PP、EVA各种树脂中添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂的结果列于表2-4。添加量少于5%时机械特性无大的影响，可以改善阻燃性。

Ø 提高塑料制品的加工性能和注塑加工性

Ø 改进塑料薄膜的润滑性，防止粉连

市场上有些塑料薄膜制品会出现不能开口或极难开口的状况（即粉连），如果在制造过程中添加适量有机硅纯硅酮塑料改性添加剂，能改进塑料薄膜的润滑性，使塑料薄膜制品不产生粉连现象。

Ø 提高塑胶表面的光滑感、增强补韧、杜绝起泡现象

利用有机硅独特性能，使其得到充分的活化改性，破坏并阻止无机物团聚，从而更加均匀分散到高分子网络中，依赖较强的界面键合作用，达到增强补韧和消除塑胶制品的起泡现象、使制品表面更具光滑感的效果。

Ø 耐冲击、延长制品使用寿命

利用有机硅的特出优点-耐老化的特性，添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂后，能有效改善体系的相容性，提高稳定性，促进塑化、耐冲击，增加产品的耐候抗老化性能，从而达到延长制品使用寿命的效果。

同类产品对比效果

我们将纯硅酮塑料改性添加剂与其它传统塑料改性剂做了一些比较，发现在高添加阻燃剂比例的材料中添加纯硅酮塑料改性添加剂时，阻燃性（发热速度、CO、发烟速度）不仅可以改善，而且还可以使由于传统阻燃剂的添加而造成耐冲击性、加工性的损失得到恢复。

² HIPS中纯硅酮塑料改性添加剂与卤系阻燃剂的相比效果

STYRON438中添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂 与DECLORANE PLUS（OXYCHEM：环状的65%氯化烃）并用效果列于表5，在HIPS中卤系列阻燃剂的添加使燃烧速度减低，但CO及烟的发生速度增加。在共阻燃配方中添加纯硅酮塑料改性添加剂时，热放射速度进一步降低，同时CO及烟得到改善。卤类阻燃剂，如添加时，由于不完全燃烧使CO及烟的发生量增加，但添加纯硅酮塑料改性添加剂 1%时，效果明显改善。

² PP中纯硅酮塑料改性添加剂与Mg(OH)2的对比效果

ESCORENE 1012中添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂与VERSAMAG（Mortonlntermationa）并用的结果列于表6。Mg（OH）2的添加使冲击强度下降，但添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂则可以阻止，并且加工性改善，使放热性及机械性能提高，试验结果列于表7与图4。非改性的PPE进行各种机械特性与阻燃性试验结果列于表8。添加纯硅酮塑料改性添加剂 15%的改性PPE，比731树脂的UL94结果改善，添加量15%，UL94与氧指数两项改善。图6是纯硅酮塑料改性添加剂 添加至40%时耐冲击性的程度。纯硅酮塑料改性添加剂的粒径小于1um，添加量15%强度呈最大值。图7为添加1%与4%时弯曲度与温度的关系。纯硅酮塑料改性添加剂添加的改性PPE比一般的用PS改性PPE有非常高使用温度范围。作为改性剂的PS用少量纯硅酮塑料改性添加剂代替，愈来愈使PPE的Tg提高。

PS改性PPE内添加纯硅酮塑料改性添加剂会产生从未有过的性能提高。提高工程塑料、超级工程塑料的高温成型、耐热性、加工性、耐冲击性，在添加纯硅酮塑料改性添加剂之后均可实现。

一、改善塑料的耐热性。一般塑料的耐热性较低，如ABS，其长期使用温度只有60℃左右；而大部分填料属于无机物质，耐热性较高。因此这些填料添加到塑料中后可以明显地提高塑料的耐热性。如PP，未填充时，其热变形温度在110℃左右，而填充30%滑石粉后其热变形温度可提高到130℃以上。

二、改善塑料的刚性。一般塑料的刚性较差，如纯PP的弯曲模量在1000MPa左右，远不能满足一些部件的使用要求；添加30%滑石粉后，其弯曲模量可达2000MPa以上，可见滑石粉对PP的增刚作用明显。

三、降低成本。一般填料均比树脂便宜，因此添加填料可大幅度地降低塑料的成本，具有明显的经济效益，这也是塑料填充改性大行其道的主要原因。

四、赋予塑料某些功能，提高塑料的附加值。有些填料可以赋予塑料一些功能，如PP添加滑石粉、碳酸钙后，可以改善PP的抗静电性能和印刷性能；中空玻璃微珠添加到塑料中后，可以提高塑料的保温性能；金属粒子添加到塑料中后可以提高塑料的导热性能和导电性能等。

聚丙烯，英文名称PP，是塑料行业通用的一种原材料，其具有高耐热性、高挠曲性等特点，但实际应用中，其耐老化性能较差，阻燃性低，低温环境下容易发脆，因此其使用范围受到多种限制，而对PP产品进行化学或者物理改性，能够有效增强其性能优势，拓展其应用范围。首先我们简单的了解一下PP改性有哪些方法。目前PP改性的方法主要有填充、共聚、共混、交联这四种。 填充改性是最简便的改性方法，就是在PP树脂中加入碳酸钙、滑石、云母粉等材料，可以增强PP材料的耐热性，耐高温蠕变性，刚度等等，在填充改性工艺中，要注意填料在PP基体中的分布均匀，而填料硅灰石其在PP材料分布最为理想。 共聚改性主要是在催化剂的作用下，运用丙烯与其它烯烃单体共聚合而得到的产物，其可以大大提高PP材料的低温韧性，冲击性、加工流动性，例如用丙烯和乙烯共聚后，其结晶度大幅降低，可耐零-30℃的低温。 共混改性是将PP材料与其它塑料、橡胶、热塑性弹提共混，从而提高低温冲击性、透明度、韧性等性能，常用的PP共混材料有PE、EPR、EPDM等，将PP材料与EPDM等类单体共混，弹体颗粒可以有吸收冲击力量，使PP材料的脆性断裂变为延性断裂，大大提升PP材料的抗冲击性能。 交联改性又分为辐射交联改性和化学交联改性，辐射交联改性就是基于高能射线下发生的交联反应，化学交联改性是以过氧化物作为引发剂，再加入一定的助胶剂发生的交联反应，这两种交联反应都可以大幅提升PP材料的力学性能。 在经过改性的PP，可以应用于多个领域 其一：家电领域，经过共聚、共混改性后，PP抗冲击性能大幅提升，可以用于洗衣机、冰箱、空调等多数家电中，目前洗衣机、电冰箱中大部分部件都是都是PP材料。 其二：汽车领域，经过共混改性后，PP的透明度、冲击性、韧性都会提高，因此在汽车中的应用也会更加广泛，例如汽车的保险杠和仪表盘等等。

塑料改性是利用物理、化学和机械方法改进或增加石化公司生产的大量通用树脂的功能。用于电、磁、光、热、耐老化、阻燃、机械性能等方面。一方面，在特殊环境条件下使用的功能性改性塑料是一个技术含量高、用途广泛的塑料工业领域，塑料改性技术，共混和增强改性几乎是所有塑料制品的原材料。为了降低塑料制品的成本，提高其功能性，塑料改性技术离不开生产各种规格和品种的原树脂改性塑料母粒。根据不同的需要，塑料通常需要进行改性以适应各种实际要求。常用的方法主要有：1填充改性在塑料中加入一定量的填料是降低塑料价格、提高性能的重要方法。例如，酚醛树脂填充木屑。将其用纸制成实用的胶木材料，克服了脆性的弱点。2以一定比例混合两种或两种以上具有类似改性性质的聚合物化合物，以制备聚合物混合物3。共聚改性将两个一个或多个单体聚合得到共聚物，如乙烯和丙烯共聚得到弹性好的乙丙橡胶；丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚得到ABS树脂

① 填充改性

用超细碳酸钙填充ABS，提高硬度、降低材料成本。有时添加填料是为了消光。

② 增强改性

用玻璃纤维进行增强，玻璃纤维含量为10%或20%，增强后的ABS,其拉伸强度、弯曲强度、挠曲强度能增加2~3倍，热变形温度能提高10〜15℃，性能接近金属，故可在其表面涂覆各种金属。

③ 共混改性

如与PVC共混，可提高阻燃性，同时降低材料成本；与聚对苯二甲酸丁二醇酯。(PBT)共混，是利用PBT的结晶性和ABS的非结晶性，可提高尺寸稳定性、耐药品性、成型加工性等；与尼龙共混，也是一种结晶和非结晶的共混物，其冲击强度提高显著；与聚碳酸酯共混，各项性能指标改善不少，用途广泛；与热塑性聚氨酯共混，可提高其耐磨性、韧性和低温柔顺性；与有机玻璃共混，可提高其透明性和表面硬度；与聚砜共混，可提高流动性、冲击强度，并有自熄性；与特定交联结构的某些共聚物共混，可制成消光级ABS；还有与EVA共混；与EVA/PP三元共混等。

改性塑料,是指通用塑料经过填充,共混,增强等方法加工,从而使它们具有 阻燃,高抗冲等性能

料改性可以分为化学改性与物理改性.化学改性是指在聚合物分子链上通过化学方法进行嵌段共聚,接枝共聚,交联与降解等反应,或者引入新的官能团而形成功能高分子.物理改性原则上不发生化学反应,主要是物理混合过程.有时在物理改性过程中也伴随有化学反应的发生.物理改性可分为:填充改性和共混改性.在塑料加工行业中应用最多的是填充改性与共混改性.近些年来,随着改性技术的进步与发展,化学改性也越来越受到人们的重视

改性塑料,是指在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工,提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。

通过改性的塑料部件不仅能够达到一些钢材的强度性能，还具有质轻、色彩丰富、易成型等一系列优点，因此目前“以塑代钢”的趋势在很多行业都显现出来，而现阶段要找出一种大规模替代塑料制品的材料几乎是不可能的。

改性塑料是涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域。而塑料改性技术—填充、共混和增强改性更是深入几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程。从原料树脂的生产到从多种规格及品种的改性塑料母料，为了降低塑料制品的成本，提高其功能性，离不开塑料改性技术。

普通的塑料往往会有它自身的特性和缺陷，改性塑料就是给塑料改变一下性质，基本的技术包括：

1、增强：用玻纤给塑料的强度改变一下。

2、填充：给普通塑料填充一些矿物质，使塑料的性质得到改变。

3、增韧：给普通塑料加入一些增韧剂使得这些塑料可以韧性很强，改性后的产品：铁轨垫片。

4.阻燃：　给普通塑料树脂里面加阻燃剂,即可使塑料具有阻燃特性.一般阻燃剂有溴+锑系,P系,N系,还有无机阻燃体系.

5.耐寒：　一般指塑料在低温下的耐寒能力,由于塑料固有的低温脆性,使塑料在低温下变脆,所以像汽车里面的塑料件,一般要求耐寒.