塑料改性技術(shù)的發(fā)展及其在汽車(chē)上的應(yīng)用

　　改性塑料廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、家電、農(nóng)業(yè)、建筑、電子電器、輕工及軍工等行業(yè)領(lǐng)域。尤其汽車(chē)行業(yè)是改性工程塑料應(yīng)用的新興領(lǐng)域，我國(guó)汽車(chē)消費(fèi)潛力巨大，它很有發(fā)展前景。因此，改性塑料的技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用，是目前塑料行業(yè)一個(gè)很熱門(mén)的話(huà)題，改性塑料行業(yè)是我國(guó)飛速發(fā)展的塑料工業(yè)領(lǐng)域重要的方面軍，也是在高分子材料加工與應(yīng)用領(lǐng)域，學(xué)術(shù)上、技術(shù)上、產(chǎn)業(yè)上最為活躍，發(fā)展前景最為廣闊的領(lǐng)域之一。

　　1、塑料改性技術(shù)正成為塑料行業(yè)持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力

　　塑料改性是指通過(guò)物理的、化學(xué)的或者物理、化學(xué)相結(jié)合的方法使塑料材料的性能發(fā)生人們預(yù)期的變化、或使生產(chǎn)成本降低、或使其某些性能得以改善、或是被賦予全新功能的過(guò)程。改性的過(guò)程大多數(shù)情況下是在塑料加工企業(yè)中的混合、混煉設(shè)備中進(jìn)行的。以物理方法改性為主的改性手段有填充、共混和增強(qiáng)，在這些改性過(guò)程中，往往伴隨著多種化學(xué)反應(yīng)，但由于這些化學(xué)反應(yīng)是在聚合物已經(jīng)形成后進(jìn)行的，因此可以在產(chǎn)量可控的混合、混煉機(jī)組上通過(guò)機(jī)械加工來(lái)加以控制，從而可以在生產(chǎn)合成樹(shù)脂的大型石油化工企業(yè)和生產(chǎn)具體塑料制品的塑料加工企業(yè)之間形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的行業(yè)，即以生產(chǎn)具有多種用途和特性的中間粒子料為主要產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)化隊(duì)伍。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已初步形成以填充母料和各種功能母料、改性塑料專(zhuān)用料為主要產(chǎn)品的新興行業(yè)，為我國(guó)塑料工業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。

　　改性塑料廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、家電、農(nóng)業(yè)、建筑、電子電器等行業(yè)領(lǐng)域。中國(guó)正在成為全球改性塑料的最大潛在市場(chǎng)和主要需求增長(zhǎng)動(dòng)力。預(yù)計(jì)在未來(lái)的5～10年內(nèi)，在下游汽車(chē)、建筑、家電等行業(yè)快速增長(zhǎng)的拉動(dòng)下，國(guó)內(nèi)改性塑料市場(chǎng)需求量將保持10%以上的年增長(zhǎng)率。目前在世界范圍內(nèi)“汽車(chē)塑料化”進(jìn)程加快，塑料以其重量輕、設(shè)計(jì)空間大、制造成本低、性能優(yōu)異、功能廣泛而獲得青睞，最終能使汽車(chē)在輕量化、安全性和制造成本等方面，獲得更多的突破，今后汽車(chē)用的材料將更多地采用塑料材料代替金屬材料，汽車(chē)行業(yè)是改性工程塑料應(yīng)用的新興領(lǐng)域。汽車(chē)工業(yè)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，2013年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量高達(dá)2211.7萬(wàn)輛，在全球一枝獨(dú)秀；汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為汽車(chē)用改性塑料提供了極大的市場(chǎng)空間。專(zhuān)家預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年汽車(chē)產(chǎn)量仍將保持10%左右的增長(zhǎng)速度；隨著汽車(chē)行業(yè)廠(chǎng)商利潤(rùn)壓力的增大，汽車(chē)用塑料國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口的進(jìn)程將進(jìn)一步加快，而且進(jìn)口替代空間巨大；改性工程塑料占汽車(chē)自重的比例也將不斷提高。預(yù)計(jì)汽車(chē)用改性塑料需求量增速將達(dá)年均20%左右。

　　塑料改性是獲得具有獨(dú)特功能新型高分子化合物最便捷的途徑。為了滿(mǎn)足某種用途的要求，如耐老化、阻燃、抗靜電等，開(kāi)發(fā)一種全新結(jié)構(gòu)的高分子化合物有時(shí)是不可能的，有時(shí)則可能耗資巨大，而采用塑料改性技術(shù)則可輕而易舉的解決。塑料改性能夠在保證使用性能要求的前提下降低塑料制品的成本。我國(guó)塑料材料或制品的總成本中，原材料的費(fèi)用占總成本的70%以上，因此通過(guò)塑料改性技術(shù)，盡可能降低原材料費(fèi)用，將會(huì)使總成本顯著下降，從而給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益。塑料改性能夠提高產(chǎn)品技術(shù)含量，增加其附加值。例如剛性粒子增韌理論為同時(shí)實(shí)現(xiàn)材料的高韌性和高剛性開(kāi)辟了成功的途徑。將經(jīng)過(guò)特殊表面處理的無(wú)機(jī)礦物顆粒在填充到塑料中后，能夠使填充材料獲得與加入橡膠或熱塑性彈性體相同水平的增韌效果，但材料的剛性與模量并未受到較大影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于橡膠或熱塑性彈性體改性的材料，具有極為重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　隨著國(guó)際市場(chǎng)油價(jià)的不斷攀升，塑料原料價(jià)格正在飛漲。在驟然加大的經(jīng)營(yíng)壓力面前，塑料行業(yè)采取措施有效化解成本壓力，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用塑料改性技術(shù)，不失為降低塑料制品成本，同時(shí)提高其性能和附加值的有效途徑。改性塑料是國(guó)家“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展的新材料行業(yè)。隨著改性技術(shù)的不斷進(jìn)步，下游行業(yè)對(duì)塑料性能的要求也不斷提高，但目前國(guó)內(nèi)高性能改性塑料取代普通塑料的技術(shù)仍然比較落后。在塑料行業(yè)當(dāng)前面臨的高成本壓力下，推廣改性塑料技術(shù)很有必要。塑料改性是在大批量通用樹(shù)脂中添加相關(guān)的改性劑，經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)或機(jī)械的方法，改善或增加其功能，在電、磁、光、熱、耐老化、阻燃、機(jī)械性能等方面滿(mǎn)足特殊條件下的使用要求。改性塑料是涉及面廣、科技含量高、能創(chuàng)造顯著經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)塑料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，無(wú)疑有著廣闊的前景。

　　近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)、電子電器、通訊和機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，改性工程塑料的市場(chǎng)需求量將大幅度上升，各種高強(qiáng)度、多功能、耐熱型特種工程塑料將得到廣泛應(yīng)用。像聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚砜和液晶聚合物等高性能工程塑料，由于其具有良好的導(dǎo)電性能、耐高溫和尺寸穩(wěn)定等特性，有的還具有很好的阻燃性、耐放射性、耐氣蝕性、耐化學(xué)性和機(jī)械性能，因此，在電子電器、汽車(chē)、儀器儀表、家用電器、航空、涂料、石油化工行業(yè)以及火箭、宇航等尖端高科技行業(yè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。盡管改性工程塑料的新品種不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域在不斷開(kāi)拓，生產(chǎn)裝置不斷增加，成本逐漸降低，但是，在塑料改性設(shè)備、改性技術(shù)不斷發(fā)展成熟的今天，通用熱塑性樹(shù)脂通過(guò)改性不斷具有工程化應(yīng)用特點(diǎn)，已經(jīng)搶占了部分傳統(tǒng)工程塑料的應(yīng)用市場(chǎng)，成為塑料工業(yè)持續(xù)發(fā)展的新增動(dòng)力。

　　2、汽車(chē)應(yīng)用中常見(jiàn)的塑料改性技術(shù)

　　改性塑料是涉及面廣、科技含量高、能創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)塑料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，而塑料改性技術(shù)更是幾乎深入到所有塑料制品的原材料與成型加工過(guò)程。

　　改性塑料是通過(guò)在塑料中加入一定成分，從而改變塑料的性質(zhì)，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需要。幾乎所有塑料的性能都可通過(guò)改性方法得到改善，如塑料的外觀(guān)、透明性、密度、精度、加工性、機(jī)械性能、化學(xué)性能、電磁性能、耐腐蝕性能、耐老化性、耐磨性、硬度、熱性能、阻燃性、阻隔性及成本性等方面。汽車(chē)常見(jiàn)的塑料改性技術(shù)主要有：增強(qiáng)技術(shù)，包括纖維增強(qiáng)、自增強(qiáng)、分子增強(qiáng)；增韌技術(shù)；填充改性；共混與塑料合金技術(shù)；阻燃技術(shù)；納米復(fù)合技術(shù)；反應(yīng)接枝改性；耐老化；功能化改性，包括導(dǎo)電、抗靜電、導(dǎo)熱和發(fā)光；以及熱塑性彈性體技術(shù)等等。

　　長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(UCRT)是新型輕質(zhì)高強(qiáng)度工程結(jié)構(gòu)材料，因其重量輕、價(jià)廉、易于回收重復(fù)利用，在汽車(chē)上的應(yīng)用發(fā)展很快。用天然纖維如亞麻、劍麻增強(qiáng)塑料制造車(chē)身零件，在汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)得到認(rèn)可。一方面是由于天然纖維是環(huán)保材料，另一方面植物纖維比玻纖輕40%，減輕車(chē)重可降低油耗。用亞麻增強(qiáng)PP制作車(chē)身底板，材料的拉伸強(qiáng)度比鋼要高，剛度不低于玻纖增強(qiáng)材料，制件更易于回收。英國(guó)GKN技術(shù)公司用纖維增強(qiáng)塑料制造的傳動(dòng)軸，重量減輕50%～60%，抗扭性比鋼大1.0倍，彎曲剛度大1.5倍。塑料彈簧可明顯減輕重量，用碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)制造的板簧為14kg，減輕重量76%。在美國(guó)、日本、歐洲都已使用板簧、圓柱形螺旋彈簧實(shí)現(xiàn)了纖維增強(qiáng)塑料化，除具有明顯的防振和降噪效果外，還達(dá)到輕量化的目的。

　　高分子結(jié)構(gòu)材料的剛度(包括強(qiáng)度)和韌性是相互制約的兩項(xiàng)最重要的性能指標(biāo)。因此，增強(qiáng)剛度的同時(shí)增強(qiáng)增韌的研究一直是高分子材料科學(xué)的難題。中科院化學(xué)研究所高分子共混填充增強(qiáng)增韌新途徑，該成果在解決高分子材料同時(shí)增強(qiáng)增韌的科學(xué)難題方面獲得重要突破，在國(guó)內(nèi)首次成功地制備出超高韌性聚烯烴工程塑料，為大品種通用塑料升級(jí)，為工程塑料以及工程塑料進(jìn)一步高性能化提供了新途徑。

　　塑料填充改性自投入市場(chǎng)以來(lái)，由于其價(jià)格低廉、產(chǎn)品性能優(yōu)異，并改善塑料制品的某些物理特性，可替代合成樹(shù)脂，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、投資較小、具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。星期填充改性的無(wú)機(jī)粉體材料表面改性劑從硬脂酸到偶聯(lián)劑，收到了一定的效果，而偶聯(lián)劑有硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、硼酸酯、磷酸酯等品種紛紛涌現(xiàn)?；劬哂斜∑瑯?gòu)型的片狀結(jié)構(gòu)特征，因此粒度較細(xì)的滑石粉可用作聚丙烯的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。在聚丙烯的改性體系中，加入超細(xì)滑石粉母料不但能夠顯著的提高聚丙烯制品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性，還可以提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用，提高聚丙烯的結(jié)晶性，從而使聚丙烯各項(xiàng)機(jī)械性能得以提高，由于提高了聚丙烯的結(jié)晶性，細(xì)化晶粒，也就提高了聚丙烯的透明性。填充20%和40%超細(xì)滑石粉的聚丙烯復(fù)合材料，不論是在室溫和高溫下，都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。對(duì)于聚乙烯吹塑薄膜來(lái)說(shuō)，填充超細(xì)滑石粉母料比其他填料好，易成型、工藝性好。

　　塑料共混改性是指在一種樹(shù)脂中摻入一種或多種其它樹(shù)脂(含塑料和橡膠)，從而達(dá)到改變?cè)袠?shù)脂性能的一種改性方法。塑料共混改性是一種與添加改性并駕齊驅(qū)的常用塑料改性方法。它與塑料添加改性的區(qū)別在于，添加改性是在樹(shù)脂中混入小分子物質(zhì)，而塑料共混改性是在樹(shù)脂中混入高分子物質(zhì)。由于共混改性的復(fù)合體系中都為高分子物質(zhì)，因而其相容性好于添加體系，且改性的同時(shí)，對(duì)原有樹(shù)脂的其它性能影響比較小。塑料的共混物也稱(chēng)為聚合物合金，是一種開(kāi)發(fā)新型高分子材料最有效的辦法，也是對(duì)現(xiàn)有塑料品種實(shí)現(xiàn)高性能化、精細(xì)化的主要途徑。幾乎所有塑料需要的性能都可通過(guò)共混改性而取得。

　　一般來(lái)講，高聚物阻燃技術(shù)主要分為添加型與反應(yīng)型兩種方式，主要是以添加型為主。即在普通粒料中添加與之匹配的阻燃劑，在攪拌機(jī)內(nèi)充分混合，然后進(jìn)入以雙螺桿擠出機(jī)為主的混煉裝置重新造粒，制備出阻燃改性的阻燃塑料。PN系阻燃劑具有高效、熱和光穩(wěn)定性高、低毒、低煙、低腐蝕，對(duì)加工和機(jī)械性能影響小，不會(huì)引起環(huán)境污染。添加型阻燃劑常用的有十溴二苯醚、六溴環(huán)十二烷等，其中尤以十溴二苯醚使用量為最大。溴系阻燃劑的分解溫度大多在200℃～300℃左右，與各種高聚物的分解溫度相匹配，因此能在最佳時(shí)刻與氣相及凝聚相同時(shí)起到阻燃作用，且添加量小、阻燃效果好。

　　目前接枝改性塑料作為大分子偶聯(lián)劑、相容劑、增韌劑等，應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)前最常見(jiàn)的接枝單體是GMA和丙烯酸、GMA和丙烯酸等，均存在聚傾向大、接枝率和接枝效率低等缺點(diǎn)，而且丙烯酸的腐蝕性很強(qiáng)。聚丙烯接枝改性的目的是為了提高聚丙烯與金屬、極性塑料、無(wú)機(jī)填料的粘結(jié)性或增溶性。所用的接枝單體一般是丙烯酸及其酯類(lèi)及其酯類(lèi)、馬來(lái)酰亞胺類(lèi)等。接枝改性的高分子材料的性能與接枝物的物化性能有關(guān)，也與接枝物的含量、接枝鏈的長(zhǎng)度等有關(guān)，其基本性能與聚丙烯相似，但與極性高分子材料、無(wú)機(jī)材料、橡膠等的相容性可大大提高。接枝PP的結(jié)晶度和熔點(diǎn)隨接枝物含量的提高而下降，透明性和低溫?zé)岱庑詤s隨之提高。

　　多年以來(lái)，有關(guān)復(fù)合型導(dǎo)電高分子的研究不勝枚舉，但仍有許多問(wèn)題沒(méi)有得到很好的解決。如在添加導(dǎo)電介質(zhì)提高導(dǎo)電性的同時(shí)，力學(xué)性能會(huì)有所下降，因此復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的發(fā)展主要集中在降低電阻率與提高材料的綜合性能兩個(gè)方面。POE是使用茂金屬催化劑乙烯-辛烯或乙烯-丁烯的共聚物，其具有分子量分布窄、共聚單體分布窄和支鏈較長(zhǎng)等特點(diǎn)，既有優(yōu)異的韌性，又有良好的加工性，用POE對(duì)聚烯烴進(jìn)行共混改性，顯示出比傳統(tǒng)彈性體更好的增韌效果。

　　熱塑性彈性體兼具熱塑性塑料的重復(fù)加工性和橡膠的高彈性等物理機(jī)械性能，同時(shí)又具有優(yōu)異的回收再生性，作為一種全新的高分子材料市場(chǎng)迅速發(fā)展。熱塑性彈性體具有非常廣泛的產(chǎn)品適應(yīng)性。由于熱塑性彈性體特殊的分子結(jié)構(gòu)的可調(diào)整性和可控制性，表現(xiàn)出多種優(yōu)異性能。隨著新型改性技術(shù)的不斷出現(xiàn)與材料性能的不斷提高，熱塑性彈性體必將擁有更加廣闊的市場(chǎng)空間。目前熱塑性彈性體已發(fā)展到十幾個(gè)品種，已取代部分天然橡膠、合成橡膠和塑料。其中汽車(chē)用熱塑性彈性體是最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，占到三分之一，其次是建筑業(yè)、醫(yī)用和日用生活制品。

　　3、目前塑料改性技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)

　　五大通用塑料中，聚丙烯（PP）發(fā)展歷史雖短，卻是發(fā)展最快的一種。與其他通用塑料相比，PP具有較好的綜合性能，例如：相對(duì)密度小，有較好的耐熱性，維卡軟化點(diǎn)高于HDPE和ABS，加工性能優(yōu)良；機(jī)械性能如屈服強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度及彈性模量均較高，剛性和耐磨都較優(yōu)異；具有較小的介電率，電絕緣性良好，耐應(yīng)力龜裂及耐化學(xué)藥品性能較佳等。但由于PP成型收縮率大，脆性高，缺口沖擊強(qiáng)度低，特別是在低溫時(shí)尤為嚴(yán)重，這大大限制了PP的推廣和應(yīng)用。為此，從上世紀(jì)70年代中期，國(guó)內(nèi)外就對(duì)PP改性進(jìn)行了大量的研究，特別是在提高PP的缺口沖擊強(qiáng)度和低溫韌性方面，目前已成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

　　橡膠或熱塑性彈性體以彈性微粒狀分散結(jié)構(gòu)增韌塑料，已被證實(shí)是增韌效果較為明顯的一種方法。由于PP具有較大的晶粒，故在加工時(shí)球晶界面容易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致其脆性。通過(guò)摻入各種含有柔性高分子鏈的橡膠或彈性體，可大幅度提高PP的沖擊強(qiáng)度，改善低溫韌性。傳統(tǒng)的PP增韌劑有三元乙丙橡膠(EPDM)，二元乙丙橡膠(EPR)，苯乙烯與丁二烯類(lèi)熱塑性彈性體(SBS)，順丁橡膠(BR)，丁苯橡膠(SBR)等，其中以EPDM或EPR取效果最好。

　　PP與乙丙橡膠都含有丙基，溶度參數(shù)相近，根據(jù)相似相容原理，它們之間應(yīng)具有較好的相容性。由于乙丙橡膠具有高彈性和良好的低溫性能，因此與PP共混可改善PP的沖擊性能和低溫脆性。在相同橡膠含量下，增韌共聚PP的效果遠(yuǎn)優(yōu)于增韌均聚PP，且增韌效果與橡膠的種類(lèi)有關(guān)。通常情況下EPR的增韌效果優(yōu)于EPDM。當(dāng)橡膠含量為30%時(shí)增韌效果最好；不同結(jié)晶度的EPR對(duì)PP的增韌效果也不一樣，結(jié)晶度越低其增韌效果越好。隨著體系中EPDM加入量的增多，材料的沖擊強(qiáng)度明顯上升，當(dāng)EPDM含量為30%左右時(shí)，沖擊強(qiáng)度出現(xiàn)極值；沖擊強(qiáng)度的提高和變化與EPDM在PP中的形態(tài)和分布有關(guān)；EPDM的加入對(duì)共混晶體結(jié)構(gòu)有影響，但晶體結(jié)構(gòu)上的差異對(duì)力學(xué)性能不起作用。若在PP與橡膠的體系中加入過(guò)氧化物和助劑，可使其形成動(dòng)態(tài)硫化共混。達(dá)到理想共混效果，一是采用反應(yīng)擠出技術(shù)，二是選擇合適的過(guò)氧化物和助劑體系。由于動(dòng)態(tài)硫化過(guò)程既有橡膠組分的交聯(lián)，又有少量的橡膠被接枝到PP主鏈上，使其在PP基體中有較好的分散性，兩聚合物界面也能達(dá)到較大的粘接強(qiáng)度。

　　采用硫化粉末橡膠對(duì)PP進(jìn)行共混增韌改性，不但提高了PP共混材料的沖擊性能，而且降低了成本。硫化膠粉/PP共混物采用的工藝路線(xiàn)是：膠粉處理－原料配合－雙輥混煉－粉碎－注射試樣－性能測(cè)試。硫化膠粉能改善PP材料的抗沖擊性能，且膠粉粒徑越小改善效果越好，但會(huì)使共混體系的拉伸強(qiáng)度略有下降。膠粉含量為5%～15%時(shí)，共混體系的綜合性能較好；在硫化膠粉/PP體系中添加偶聯(lián)劑，有利于提高共混物的力學(xué)性能和熱變形溫度；硫化膠粉含量增加會(huì)使共混體系的流動(dòng)性能下降，但膠粉粒徑越小越有利于減少共混物的流動(dòng)阻力。如果硫化膠粉/PP共混材料能得到推廣應(yīng)用，可為我國(guó)廢舊輪胎和橡膠制品的回收利用和環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

　　SBS是由丁二烯、苯乙烯組成的具有三維層狀結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物，該彈性體兼具硫化橡膠和熱塑性塑料的性能。SBS與PP共混能顯著提高PP高低溫沖擊強(qiáng)度。新型的可用于增韌的POE、POP是茂金屬催化的乙烯-辛烯或乙烯-丁烯共聚物，這些彈性體的特點(diǎn)是相對(duì)分子質(zhì)量分布窄，密度低，各項(xiàng)性能均衡，易于加工，可賦予制品韌性，高透明性和高流動(dòng)性。與應(yīng)用較廣泛的EPDM相比，POE的內(nèi)聚能低，無(wú)不飽和雙鍵，耐候性更好，其表觀(guān)切變粘度對(duì)溫度的依賴(lài)性更接近PP，故相容性較好，加工溫度范圍較寬。由于POE既具有橡膠的彈性又具有塑料的剛性，與PP共混時(shí)更易得到較小的彈性體粒徑和較窄的粒徑分布，增韌PP的同時(shí)能保持較高的模量，拉伸強(qiáng)度及良好的加工流動(dòng)性，因而增韌效果更好。

　　近年來(lái)，茂金屬催化的聚烯烴彈性體已逐步商業(yè)化，其中典型代表是乙烯-辛烯共聚物。它作為PP的抗沖擊改性劑，具有傳統(tǒng)彈性體無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。EOC的加入使PP的拉伸，彎曲強(qiáng)度和模量均有所下降，材料的沖擊性能顯著提高。茂金屬催化劑在聚烯烴工業(yè)的應(yīng)用導(dǎo)致了大量新的聚烯烴材料的問(wèn)世，這些材料的性能是用傳統(tǒng)的聚合方法無(wú)法得到的。PP的Tg高于室溫，具有較高的剛性和拉伸強(qiáng)度，但伸長(zhǎng)率很小，故低溫沖擊性能和斷裂韌性差。而mPE彈性體具有非常低的Tg，且伸長(zhǎng)率很大，可改善PP的低溫沖擊性能和斷裂韌性。在PP中加入mPE彈性體后，PP的伸長(zhǎng)率得到不同程度的提高，低溫沖擊強(qiáng)度得到顯著改善。

　　納米粒子表面缺陷少，非配對(duì)原子多，比表面積大，通過(guò)粒子效應(yīng)可以影響PP的結(jié)晶行為，結(jié)晶結(jié)構(gòu)以及界面區(qū)域聚丙烯的力學(xué)行為，從而達(dá)到既增強(qiáng)又增韌的目的。

　　隨著高分子復(fù)合增強(qiáng)技術(shù)，動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)和納米技術(shù)的不斷發(fā)展，PP的性能增加，應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，但目前國(guó)內(nèi)工業(yè)化的品種不多，在質(zhì)量和數(shù)量方面與國(guó)外存在很大差距，在國(guó)際市場(chǎng)上沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力。我們應(yīng)在現(xiàn)有增強(qiáng)增韌PP研究的基礎(chǔ)上，深入開(kāi)展納米粒子改性研究，完善PP增韌機(jī)理，加快研制開(kāi)發(fā)出新型PP功能材料。

　　4、目前改性塑料行業(yè)面臨的突破課題

　　未來(lái)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)對(duì)塑料制品的依賴(lài)性會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，高性能、多功能的塑料制品將成為汽車(chē)行業(yè)領(lǐng)域重要的材料支撐。為適應(yīng)市場(chǎng)需求，我國(guó)改性塑料行業(yè)仍將保持快速持續(xù)發(fā)展的勢(shì)頭。未來(lái)幾年，我國(guó)塑料改性技術(shù)將面臨幾方面重大突破：一是無(wú)機(jī)粉體材料填充改性輕量化問(wèn)題；二是填充改性塑料成型加工尺寸變化率問(wèn)題；三是納米碳酸鈣在基體塑料中的分散問(wèn)題；四是阻燃塑料無(wú)鹵化問(wèn)題；五是用環(huán)境友好塑料解決塑料產(chǎn)業(yè)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的問(wèn)題。在這些方面，改性塑料的研究進(jìn)展、技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化，將成為高分子材料成型加工行業(yè)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和里程碑。另外，在塑料改性技術(shù)研究方面要突破的是塑料改性觀(guān)念的轉(zhuǎn)變。在塑料改性觀(guān)念上的轉(zhuǎn)變，就是不能夠僅僅以降低成本為目的而進(jìn)行塑料的改性，單單從如何降低成本的角度進(jìn)行塑料的改性研究，一是不利于塑料改性技術(shù)的發(fā)展；二是產(chǎn)品性能差、檔次低、品牌少；三是市場(chǎng)混亂、價(jià)格戰(zhàn)越演越烈。

　　盡管工程塑料新品不斷增加，在不斷開(kāi)拓應(yīng)用領(lǐng)域，并由于生產(chǎn)裝置的擴(kuò)大，成本逐漸降低；但是，在改性設(shè)備、改性技術(shù)不斷發(fā)展成熟的今天，通用熱塑性樹(shù)脂通過(guò)改性不斷具有工程化特點(diǎn)，并已經(jīng)搶占了部分傳統(tǒng)工程塑料的應(yīng)用市場(chǎng)。隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)、電氣、電子、通訊和機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，改性工程塑料的需求將大幅上升，各種高強(qiáng)度耐熱型工程塑料將得到廣泛應(yīng)用。特種工程塑料低成本化：象聚苯硫醚（PPS）、聚酰亞胺（PIM）、聚醚醚酮（PEEK）、聚砜（PSF）和液晶聚合物（LCP）等高性能工程塑料，由于具有電性能好、耐高溫和尺寸穩(wěn)定等特性，有的還具有很好的阻燃性、耐放射性、耐化學(xué)性和機(jī)械性能，因此在電子電器、汽車(chē)、儀機(jī)電表、家電、航空、涂料行業(yè)、石油化工以及火箭、宇航等尖端科技領(lǐng)域具有越來(lái)越重要的應(yīng)用。

　　聚合物納米復(fù)合材料的制造與應(yīng)用是未來(lái)的一個(gè)重要課題。塑料改性要有環(huán)保意識(shí)：重復(fù)使用、保護(hù)環(huán)境的觀(guān)念將融入改性高分子設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中。開(kāi)發(fā)新型高效助劑也是改性塑料的重要發(fā)展方向：改性塑料涉及的助劑除了塑料加工常用的助劑如熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外吸收劑、成核劑、抗靜電劑、分散劑和阻燃劑等外，增韌劑、阻燃增效劑、合金相容劑（界面相容劑）等對(duì)改性塑料也是非常關(guān)鍵的。目前在塑料改性技術(shù)研究方面要解放思想，轉(zhuǎn)變觀(guān)念，應(yīng)從一味追求降低成本的束縛中解放出來(lái)，確立塑料改性的高性能化、多功能化、品牌化、高檔次化的發(fā)展模式，不斷提高塑料改性的技術(shù)研究水平，進(jìn)一步擴(kuò)大改性塑料的應(yīng)用范圍，促進(jìn)塑料改性行業(yè)領(lǐng)域的更大發(fā)展，樹(shù)立在提高改性塑料的物理機(jī)械和綜合應(yīng)用性能以及擴(kuò)大工程化應(yīng)用的前提下，降低制造成本的塑料改性新觀(guān)念。雖然我國(guó)的塑料改性技術(shù)在學(xué)術(shù)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化上都取得了一定的成就，但仍然存在著一些難題，制約著塑料改性技術(shù)的普及、阻礙著更大社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的取得。

　　無(wú)機(jī)粉體材料作為塑料的填料使用，在多數(shù)情況下應(yīng)當(dāng)首先使其顆粒表面有機(jī)化，即從親水性轉(zhuǎn)為親油性，現(xiàn)在通常稱(chēng)之為“活化”。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，硬脂酸、鈦酸酯、鋁酸酯、磷酸酯等偶聯(lián)劑以及硅烷偶聯(lián)劑都已被廣泛地用作無(wú)機(jī)粉體材料的表面處理劑，也取得了明顯的效果。但是隨著一些專(zhuān)家學(xué)者研究工作的深入，提出新的學(xué)說(shuō)或途徑，人們才意識(shí)到填料顆粒表面處理技術(shù)及處理的效果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有研究清楚。ABS注塑制品的成型收縮率僅為0.5%，而普通聚丙烯注塑成型制品的成型收縮率達(dá)1.5%～2.0%。加入橡膠彈性體和無(wú)機(jī)礦物粉體材料(如滑石粉、碳酸鈣等)都會(huì)使填充聚丙烯材料的成型收縮率有所下降。無(wú)論是共混其它高分子材料，還是填充無(wú)機(jī)礦物，都可以達(dá)到使聚丙烯成型收縮率減小的目的，但只有玻璃纖維在填充30%時(shí)可使改性聚丙烯材料的成型收縮率減至0.54%，接近ABS的成型收縮率。在使用改性聚丙烯代替ABS時(shí)，最大的優(yōu)點(diǎn)在于能降低注塑制品的原材料成本，但如果因?yàn)槎叱尚褪湛s率相差較大，影響注塑加工，就必須修改模具或重新設(shè)計(jì)制造模具，這對(duì)改性聚丙烯塑料代替ABS的推廣起到了限制的副作用。

　　塑料制品使用后被丟棄在市井街頭、江河湖海造成視覺(jué)污染，引起社會(huì)各方面的廣泛關(guān)注。特別是像塑料袋、餐盒等一次性塑料制品究竟如何對(duì)待，關(guān)系著行業(yè)的發(fā)展、人民的生活與健康和生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣等眾多問(wèn)題。對(duì)廢舊塑料的處理，應(yīng)該以建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)、實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)的科學(xué)發(fā)展觀(guān)為出發(fā)點(diǎn)，堅(jiān)持以回收再利用為主，以填埋或焚燒等辦法為輔的方針。無(wú)論是回收再生利用，還是填埋焚燒都需要有相應(yīng)的塑料改性技術(shù)與之匹配，改變塑料袋的生產(chǎn)工藝，使其成為可降解的產(chǎn)品，使之具有“可環(huán)境消納性”，這是近年來(lái)最具實(shí)際效果和發(fā)展前景的主張和辦法，現(xiàn)在的問(wèn)題是如何讓政府和社會(huì)承認(rèn)，如何讓使用者接受，同時(shí)如何讓生產(chǎn)企業(yè)贏利，也就是在“可環(huán)境消納”的效果上需要新的突破。