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《塑料改性技术》从塑料改性的生产与应用的角度，介绍了工业实用的塑料改性工艺原理、常用材料及其作用机理、各类改性方法与改性添加剂的改性效果、实施方法与工艺控制等实用知识与技术。全书共分五章，分别介绍了塑料改性概论、共混改性技术、填充改性技术、功能改性技术和晶型改性技术。

本书为高职高专业高分子工程技术类专业教学用书，也可供从事塑料行业的技术人员、研究开发人员参考。

章　概论………………………………………………………………………………………001

节　塑料改性基本概念…………………………………………………………………001

一、塑料改性技术的定义………………………………………………………………001

二、塑料改性技术的分类………………………………………………………………002

第二节　塑料改性设备………………………………………………………………………003

一、初混设备……………………………………………………………………………003

二、熔融共混合设备……………………………………………………………………004

三、切粒设备……………………………………………………………………………007

四、干燥设备……………………………………………………………………………009

第三节　塑料改性技术的进展…………………………………………………………010

一、塑料改性在塑料工业中的地位……………………………………………………010

二、改性塑料的发展方向………………………………………………………………011

第二章　共混改性…………………………………………………………………………………013

节　概述…………………………………………………………………………………013

第二节　聚合物的相容性……………………………………………………………………015

一、聚合物相容性原理…………………………………………………………………015

二、相容性的表征方法…………………………………………………………………015

三、聚合物相容性与性能的关系………………………………………………………018

四、聚合物相容性对结晶的影响………………………………………………………018

五、聚合物共混物的相容性原则………………………………………………………019

六、提高共混物相容性的方法…………………………………………………………019

第三节　聚合物共混物的形态结构…………………………………………………………021

一、非结晶聚合物共混物的形态结构…………………………………………………021

二、含结晶聚合物的共混物形态特征 …………………………………………………023

三、聚合物共混物的界面………………………………………………………………025

四、形态结构的测定方法 ………………………………………………………………027

ii 塑料改性技术

第四节　共混物增容剂… ……………………………………………………………………029

一、非反应型增容剂的增容… …………………………………………………………030

二、反应型增容剂的增容… ……………………………………………………………032

第五节　橡胶增韧塑料原理… ………………………………………………………………034

一、橡胶增韧机理… ……………………………………………………………………035

二、准韧性聚合物增韧的脆—韧转变理论… …………………………………………041

三、影响抗冲强度的主要因素… ………………………………………………………044

第六节　常见塑料共混物… …………………………………………………………………046

一、通用塑料共混物… …………………………………………………………………046

二、工程塑料共混物… …………………………………………………………………049

第三章　填充改性…………………………………………………………………………………057

节　填充改性基本原理… ………………………………………………………………057

一、填料的作用… ………………………………………………………………………057

二、填料的性质… ………………………………………………………………………058

三、常用填料介绍… ……………………………………………………………………062

第二节　填料表面处理… ……………………………………………………………………064

一、填料表面处理的作用机理… ………………………………………………………065

二、填料表面处理方法… ………………………………………………………………065

三、偶联剂与表面处理剂… ……………………………………………………………069

第三节　聚合物基体中填料的分散… ………………………………………………………073

一、聚合物基体中填料的分散状态… …………………………………………………073

二、填料—聚合物界面… ………………………………………………………………074

第四节　填充塑料的性能… …………………………………………………………………076

一、填充改性的经济性… ………………………………………………………………076

二、填充塑料的力学性能… ……………………………………………………………077

三、填充塑料的加工… …………………………………………………………………081

第五节 刚性粒子增韧… ……………………………………………………………………083

一、增韧聚合物的机理… ………………………………………………………………083

二、影响刚性粒子增韧的因素… ………………………………………………………086

三、聚合物/弹性体/无机刚性粒子三元体系……………………………………………087

iii

目录

第六节　增强塑料改性………………………………………………………………………090

一、增强材料的作用机理及性质………………………………………………………090

二、增强改性塑料的特点………………………………………………………………092

三、常用增强材料………………………………………………………………………094

四、增强纤维塑料改性工艺……………………………………………………………099

第七节 纳米复合材料………………………………………………………………………102

一、纳米粒子的结构和特性……………………………………………………………102

二、纳米技术在聚合物改性中的应用…………………………………………………103

三、高聚物/纳米复合材料………………………………………………………………105

第四章 功能改性…………………………………………………………………………………109

节 阻燃改性……………………………………………………………………………109

一、燃烧的基本知识……………………………………………………………………109

二、阻燃剂的阻燃效应…………………………………………………………………112

三、阻燃剂的介绍………………………………………………………………………114

四、塑料的抑烟技术……………………………………………………………………120

第二节 导电改性……………………………………………………………………………122

一、导电高分子材料的分类……………………………………………………………122

二、导电机理……………………………………………………………………………122

三、金属填充型导电高分子材料………………………………………………………124

四、碳系导电复合材料…………………………………………………………………126

第三节 塑料导热改性………………………………………………………………………128

一、导热机理……………………………………………………………………………128

二、导热的影响因素……………………………………………………………………129

三、导热复合材料………………………………………………………………………130

四、导热塑料存在的问题………………………………………………………………133

第五章 晶型改性…………………………………………………………………………………135

节 晶型改性原理………………………………………………………………………135

一、高聚物的结晶………………………………………………………………………136

二、结晶对高聚物性能的影响…………………………………………………………139

iv 塑料改性技术

三、成核剂对部分结晶聚合物性质的影响… …………………………………………140

四、聚合物用成核剂的特点、分类及表征… …………………………………………141

第二节 成核剂对结晶聚合物透明性的影响… ……………………………………………143

一、增透原理… …………………………………………………………………………143

二、聚丙烯用透明成核剂… ……………………………………………………………144

第三节 聚丙烯β晶型改性……………………………………………………………………151

一、聚丙烯的结晶形态调控依据… ……………………………………………………151

二、聚丙烯β晶型成核剂的作用机理……………………………………………………153

三、聚丙烯β晶型成核剂…………………………………………………………………155

参考文献……………………………………………………………………………………………158

宋波（1969.6—），男，高分子材料加工工程专业博士，高级工程师，江门职业技术学院材料技术系主任。先后主持或参与完成国家、省、市、区各级科研项目20余项，参与8项塑料制品国家标准的起草，获发明专利一项，发论文30余篇。 

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前言

  随着科学技术的迅速发展，对塑料产品性能提出了更高的要求。如汽车、飞机配件，电子、电气零件，机械、建筑结构部件等，都要求具有高强度、高硬度、高精度、高密度特性；有的部件要求具有不燃、强韧、导电、导热、抗老化等优越性能。为了满足不同领域的使用要求，需要利用化学方法或物理方法改进塑料的一些性能，以达到预期的目的，称为塑料改性。由于高分子材料改性要比合成一种新的聚合物并使之工业化要容易得多，并且这些改性工作在一般的塑料工厂就能进行，且易见效，常能解决工业生产中不少具体问题。因此，塑料改性技术越来越受到工业界普遍的重视，也已经成为高职高专高分子材料专业学生必须掌握的技术。

  塑料改性主要围绕通用塑料的高性能化、工程塑料的低成本化、特种塑料的实用化，通过单组分材料向多组分复合材料转变（即合金、共混、复合）、赋予材料功能化、优化性能与价格等方面进行。其中常用的就是共混改性和填充改性。再进行细分还包括通过加入功能性填料使塑料实现阻燃、导电、导热等的功能性改性，以及通过成核剂控制结晶性聚合物加工性能、结晶度、晶粒大小或晶型等的晶型改性等。

   全书共分为五章，从改性塑料生产与应用的角度，介绍各类改性方法的基本原理、基本工艺过程、技术要点及改性材料的物理性质变化等。同时，各章都涉及了一些较新的改性技术，以满足对新技术的推广与应用需求。

  塑料改性涉及面广，包括了大量的工业实用技术，由于编者水平有限，书中定会有不妥之处，敬请读者批评指正。

                                                  编著者                                                 

                                              2016年2月