塑料的改性与回收问题分析

塑料改性技术的发展不仅使材料的性能大幅度提高，或者被赋予新性能，进一步拓展了其应用领域，而且明显提高了塑料的工业应用价值，在生产实践中具有非常重要的地位。目前常用的塑料改性方法有共混改性技术、填充改性与纤维增强技术、化学改性技术和表面改性技术等四种，文中分别对这些塑料改性技术的发展现状进行了简洁的介绍。

1、前言

随着科学技术的发展，人工合成材料得到广泛应用，已经深入到人类生产、生活中的各个领域，与钢铁、水泥、木材等一起成为现代工业的四大基础材料，在国民经济占据重要地位。塑料工业的迅速发展带来两个现实而重要的课题：废弃塑料的回收与塑料的改性。

至2000年全世界塑料总产量已超过11,000万吨，并且每年还已8%左右的增长速度继续增加，改革开放以来，中国塑料的消费一直保持两位数的增长速度，到2005年我国塑料制品达到2,198.55万吨[1]。塑料制品的广泛应用方便了人们的生产与生活，也带来了引起全社会高度关注的“白色污染”问题。

塑料的广泛应用对材料性能提出更高的要求，单一高分子材料已经不能满足生产和生活的需求，必须对材料进行改性。所谓塑料改性，是指通过物理、化学或物理/化学的方法使塑料的性能满足生产、生活的需要，或使生产成本降低、或使材料的性能得到改善，或被赋予全新的功能[2]。

2、塑料改性的研究概况

塑料的改性方法很多，总体上可以划分为共混改性、填充与纤维增强改性、化学改性和表面改性等方法[3]。

2.1 共混改性

共混改性是塑料改性最为简单而直接的方法，主要是指在基体聚合物中添加一种或一种以上的其它聚合物或改性剂制备成宏观均匀的材料的过程，通常包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三种情况。在某种意义上讲，聚合物大分子链的化学结构没有发生剧烈的变化，主要是体系组成与微观结构发生变化。

将不同性能的塑料共混，可以大幅度提高聚合物的性能，塑料的增韧改性在生产实践中得到广泛应用，是共混改性中非常成功的范例之一。吴驰飞等[4-6]以回收pet瓶片为主要原料，同时借鉴了低温固相加工与反应挤出的优点，利用同向双螺杆挤出机对pet/pc/sebs体系进行共混挤出，采用4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）为扩链剂进行扩链和增容，制备出了简支梁缺口冲击强度>65kj/m2，同时具有较好强度与韧性的新型高分子合金。guimariäes等[7]研究了hdpe/poe共混体系的力学性能和热性能，结果显示hdpe和poe有一定的相互作用，共混物的拉伸性能得到明显的改善，当poe用量达到5wt%时，可得到室温超韧材料。冯卫星等[8]研究了pp/poe共混体系的相结构和增韧机理，结果表明poe在pp中形成均匀的salami结构，可有效提高pp的常温、低温冲击强度。

采用共混技术不仅可以利用不同塑料的性能的互补性制备性能优良的新型聚合物材料，而且可以实现将价格昂贵的塑料与价格相对低廉的塑料共混，在不降低或略微降低前者性能的前提下降低生产成本。

2.2 填充与纤维增强改性

在聚合物加工成型过程中，为了达到提高塑料某一性能或降低生产成本的目的，多数情况下会在塑料中添加不同比例的填充剂，这些填充剂大多数是无机粉体或纤维等材料。在填充改性体系中，比较成功的例子是纳米碳酸钙和蒙脱土在塑料中的应用。

胡圣飞等[9]人对pvc/caco3体系和pvc/acr/caco3体系的研究表明，当纳米caco3的用量为10wt%时，材料的拉伸强度达到最大，比相应的pvc和pvc/acr共混物的拉伸强度高；同时，材料的抗冲强度也得到明显的改善。任显诚[10]等对纳米caco3增韧增强pp体系进行研究发现，当加入caco3少量时，它主要起到补强的作用，随着caco3用量的增加，复合材料内部的柔性界面层体积分率上升，柔性界面层在外力作用下先于基体发生屈服，导致材料的拉伸强度降低。

纤维增强复合材料具有“轻质高强”的特点，是一类性能突出的材料，在国民生产中得到广泛的应用。常用的纤维品种有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，热塑性塑料基体有pp、pa、pbt、pc、abs、pom、pps和p