什么是改性塑料？

在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上，通過物理、化學(xué)、機械等方式，經(jīng)過填充、共混、增強等加工方法，改善塑料的性能或增加功能，對塑料的阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等機械性能得到改善和提高，使得塑料能適用在特殊的電、磁、光、熱等環(huán)境條件下。

塑料改性技術(shù)的應(yīng)用范圍

從原料樹脂的生產(chǎn)到多種規(guī)格及品種的改性塑料母料的生產(chǎn);應(yīng)用于幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程中。

塑料改性的應(yīng)用范圍很廣泛，幾乎所有塑料的性能都可通過改性方法得到改善。如塑料的外觀、透明性、密度、精度、加工性、機械性能、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、阻隔性等方面。為了降低塑料制品的成本、改善性能、提高功能，都離不開塑料改性技術(shù)。

塑料改性方法

物理改性：原則上不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要是物理混合過程。在物理改性過程中往往也伴隨有化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。

化學(xué)改性：在聚合物分子鏈上通過化學(xué)方法進(jìn)行嵌段共聚、接枝共聚、交聯(lián)與降解等反應(yīng)，或者引入新的官能團(tuán)而形成特定功能的高分子材料。

塑料主要改性技術(shù)手段

1、填充

通過給普通塑料加入無機礦物(有機)粉末，改善塑料材料的剛性、硬度、耐熱性等性能。填充劑種類繁多，其特性也極復(fù)雜。

塑料填充劑(filler for plastics)的作用：提高塑料加工性能、改進(jìn)物化性質(zhì)、增加容積、降低成本。

塑料增量填充劑應(yīng)具備的特性：

(1)化學(xué)性質(zhì)不活潑，呈惰性，不與樹脂及其他助劑發(fā)生不良反應(yīng);

(2)不影響塑料的耐水性、耐化學(xué)藥品性、耐候性、耐熱性等;

(3)不降低塑料的物理性能;

(4)可以大量填充;

(5)相對密度小，對制品的密度影響不大;

(6)價格相對低廉。

2、增強

1)措施：通過在加入玻璃纖維、碳纖維等纖維狀物質(zhì)。

2)效果：可以明顯改善材料的剛性、強度、硬度、耐熱性，

3)不良影響：但很多材料會導(dǎo)致表面不良和韌性明顯降低。

4)增強原理：

增強材料具有較高的強度和模量；

樹脂具有許多固有的優(yōu)良物理、化學(xué)(耐腐蝕、絕緣、耐輻照、耐瞬時高溫?zé)g等)和加工性能；

樹脂與增強材料復(fù)合后，增強材料可以起到增進(jìn)樹脂的力學(xué)或其他性能，而樹脂對增強材料可以起到粘合和傳遞載荷的作用，使增強塑料具有優(yōu)良性能。

3、增韌

有較多的材料韌性不夠、太脆，可以通過加入韌性較好的材料或者超細(xì)無機材料，增加材料韌性和低溫使用性能。

增韌劑：為了降低塑料硬化后的脆性，提高其沖擊強度和延伸率而加入樹脂中的一種添加劑。

常用增韌劑：

多為馬來酸酐接枝相容劑)——乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯化聚乙烯(CPE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性(SBS)、三元乙丙橡膠(EPDM)......

都是用于塑料特別是工程塑料上效果顯著的增韌劑。

4、阻燃

在較多的場合，要求材料有阻燃性，比較常用的場合是電子電器，汽車行業(yè)也有阻燃要求，但一般較低。阻燃可以通過加入阻燃劑實現(xiàn)。

大多數(shù)塑料具可燃性。隨著塑料在建筑、家具、交通、航空、航天、電器等方面的廣泛應(yīng)用，提高塑料的阻燃性已成為十分迫切的課題。

阻燃劑：又稱難燃劑，耐火劑或防火劑，賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑;它們大多是元素周期表中第ⅤA(磷)、ⅦA(溴、氯)和ⅢA(銻、鋁)族元素的化合物。

具有抑煙作用的鉬化合物、錫化合物和鐵化合物等亦屬阻燃劑的范疇，主要適用于有阻燃需求的塑料，延遲或防止塑料尤其是高分子類塑料的燃燒。

使其點燃時間增長，點燃自熄，難以點燃。

阻燃原理

1)吸熱作用

任何燃燒在較短的時間所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時間吸收火源所放出的一部分熱量，那么火焰溫度就會降低，輻射到燃燒表面和作用于將已經(jīng)氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少，燃燒反應(yīng)就會得到一定程度的抑制。

在高溫條件下，阻燃劑發(fā)生了強烈的吸熱反應(yīng)，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。Al(OH)3阻燃劑的阻燃機理就是通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。

2)覆蓋作用

在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用，從而達(dá)到阻燃目的。

如有機阻磷類阻燃劑受熱時能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。

3)抑制鏈反應(yīng)

根據(jù)燃燒的鏈反應(yīng)理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū)，捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。

如含鹵阻燃劑，它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當(dāng)聚合物受熱分解時，阻燃劑也同時揮發(fā)出來。此時含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時處于氣相燃燒區(qū)，鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。

4)不燃?xì)怏w窒息作用

阻燃劑受熱時分解出不燃?xì)怏w，將可燃物分解出來的可燃?xì)怏w的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時也對燃燒區(qū)內(nèi)的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續(xù)進(jìn)行，達(dá)到阻燃的作用。

塑料阻燃等級

可燃性UL94等級——是應(yīng)用最廣泛的塑料材料可燃性能標(biāo)準(zhǔn)。它用來評價材料在被點燃后熄滅的能力。根據(jù)燃燒速度、燃燒時間、抗滴能力以及滴珠是否燃燒可有多種評判方法。

塑料阻燃等級：由HB，V-2，V-1，V-0，5VB 向5VA逐級遞增。

HB：UL94標(biāo)準(zhǔn)中最低的阻燃等級。

V-2，V-1，V-0，5VB ，5VA阻燃標(biāo)準(zhǔn)