塑料改性新方法：液晶原位复合改性、回收塑料改性

发布日期：2021-11-25 11:45来源：新材料研习社

塑料改性就是在塑料材料中添加合适的改性剂，采用一定的加工工艺技术制成新颖的结构特性，能够满足应用性能要求的新型塑料材料与制备的方法。塑料通过技术的改性、不仅可以降低塑料制品生产成本、增加产品的功能，而且为开发新型塑料以及减轻塑料环保压力都具有现实意义。

塑料改性方法目前已由传统的共混与填充改性，向采用新材料、新工艺和新技术的方向发展，为实现通用塑料工程化，工程塑料高性能化和特种塑料低成本化提供更多可能。在世界面临塑料材料与环境友好问题的今天，采用塑料改性的新方法可以提高塑料产品使用寿命，最大限度减少使用量，并且对回收利用废旧塑料以减轻环境压力发挥积极作用。

01液晶原位复合改性

液晶聚合物（LCP）是一种介于固体结晶与液体之间的新型高分子材料，它具有晶态的各向异性、又有液态的可流动性的新型高分子材料。主要有溶致液晶与热致液晶两种状态。溶致液晶是溶液中呈液体液晶态和温度变化而呈液晶态。

热致液晶聚合物具有较好的流动性和易加工成型。其成型产品具有液晶聚合物特有的皮芯结构，其本身具有纤维性质，在熔融态下有高度的取向，故可起到纤维的增强效果、从而作为塑料改性的增强剂。

原位复合改性是指塑料增强不是在塑料的加工以前就有的，如常用的玻璃纤维、碳纤维、而是在加工过程中就地形成的。原位复合改性技术改变了原有塑料共混改性与填充增强改性的传统观念，是塑料改性技术的创新技术。

原位改性是在塑料加工过程中添加一定量的液晶聚合物，在其与塑料熔融加工过程中，其刚性或半刚性的棒状分子容易沿受力方向取向排列，能形成是够长径比的微纤均匀分散在共混材料中，类似于混凝土中的钢筋、像宏观纤维（如玻璃纤维）一样起到了承受应力与分散应力作用而增强基体，解决了宏观纤维与基体相容性差，难以混合均匀，易于分层和存在界面缺陷的问题，其增强效果大大优于玻璃纤维等宏观纤维的增强效果。

如采用聚酯型液晶聚合物与 PET 进行共混，除了液晶聚合物的原位成纤增强外，在它们相间还发生酯交换仅应增强了两相间的相互作用与粉合，大大提高了改性 PET 的性能、其弯曲弹性模量是纯 PET 的 4 倍。为改善传统玻璃纤维增强 PP 存在的不足。

采用不同用量 LCP 增强 PP，可使共混材料的韧性与强度同时提高。当 LCP 含量达到 50% 时，PP/LCP 共混物的弯曲弹性模量提高了 86%，拉伸弹性模量提高达130%。又如用 10% 的 LCP 与 90% 的 PC 混合改性，所得的改性材料强度和弹性模量都是 PC 的两倍。

此外，LCP 还可与 PTFE、PAPOM、UHMPE、PBT 等工程塑料进行原位复合改性，制备各种高性能改性合金材料，尤其采用 LCP 与 UHMPE 的原位复合改性技术在提高材料性能的同时还解决了 UHMPE 不能采用通常塑料直接加工成型（挤出与注射）的加工成型问题。

02回收塑料改性

回收塑料改性是指通过一定的技术手段采用物理和化学方法对回收塑料改性使改性回收料的性能接近、达到或者超过纯塑料，以利于再利用生产各种塑料制品。如木塑复合材料是以废弃木料与回收塑料为主材，通过添加相容剂和加工助剂共混改性后制备的回收塑料改性新型环保材料，其可通过挤出注塑的塑料成型方法生产代木和代塑材料，现在已经广泛应用于城市园林景观和地面铺装等市政建设工程中。

由于回收塑料的混杂不均匀性且具有材料性能较差的特性，可以通过采用共混增强剂（如玻璃纤维）和增韧（弹性体）来提高其综性能，或者进一步添加相容剂和扩链剂，以改善混杂塑料的相容性和提高回收塑料的分子量以改善强度性能。回收塑料改性可以实现废旧塑料的再资源化利用，有利于环境保护与塑料的污染治理。