我国工程塑料的应用与发展_工程塑料及其应用

我国工程塑料的应用与发展

摘要：本文介绍了国内外工程塑料产业领域的发展概况，以及我国工程塑料、专用料和改性工程塑料的市场需求现状及其生产和应用情况，分析了今后工程塑料的研发方向及其应用发展趋势，着重阐述了工程塑料、专用料和改性工程塑料的几大应用领域及其研究发展方向熏以及纳米高分子材料的表面处理及其应用前景。

关键词：塑料产业工程塑料专用料纳米材料现状发展

一、概述

在当今国民经济迅速发展的社会中，塑料新材料工业作为战略性的基础工业，它的专业技术水平和产业规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和综合国力的重要标志。

随着世界制造业和高新科学技术产业的飞速发展，对新材料需求日益增长，新材料产业发展前景十分广阔。

２０００年全世界新材料市场规模为４０００亿美元，与新材料技术相关的产业部门年营业额突破了２万亿美元。而美国、日本、欧盟是世界新材料生产的主要国家和地区，在加强对量大面广的传统材料改造的同时，高度重视新材料产业的发展。政府部门制定了相关产业和科技发展计划，如美国的２１世纪国家纳米纲要、光电子计划、太阳能电池（光伏）发电计划、下一代照明光源计划、先进汽车材料计划，日本的纳米材料计划、２１世纪之光计划，德国的２１世纪新材料计划，欧盟的纳米计划等。新材料工业中的塑料产业是当今各国重点发展的高新技术产业之一。塑料行业领域的技术对其他行业领域的发展起着引导、支撑和相互依存的关键性作用，是最具推动力的共性基础技术。具有优异性能或特定功能、应用前景广阔的塑料新材料已成为发展信息、航天、能源、生物等高新技术的重要基础。在２０世纪，国防工业发展、核能的利用和航空航天技术的发展一直是世界高新技术发展的重要驱动力。进入２１世纪以来，生命科学技术、信息科学技术的发展和经济持续增长成为高新科学技术发展的最根本动力，工业和商业的全球化更加注重材料的经济性、知识产权价值，塑料新材料在发展绿色工业方面也发挥着重要作用。未来塑料新材料的发展，将在很大程度上围绕如何提高人类的生活质量而展开。

我国是世界上最大的发展中国家，许多基础材料（如煤炭、钢铁、水泥等）的需求和消耗均居世界第一，但材料的质量、品种、规格等在很多方面均落后于发达国家，这已成为制约我国工业和国防发展的关键因素。这个基本国情为包括塑料在内的所有材料提供了一个极其广阔的市场。在过去的“十五”期间，中国塑料产业实现了具有历史性的跨越式发展，塑料加工机械、塑料制品、塑料材料产量已分别位居世界第一、第二、第三位。而“十一五”期间，我国将致力于资源节约、环境友好型和谐社会的建设。塑料产业将在我国经济发展中担当重要角色。我国政府一直关注和支持塑料领域的发展，２００４年４月３０日，国家发展和改革委员会、科技部、商务部联合发布的２００４年度《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，进一步明确当前高新技术产业化的重点领域和发展方向，新型材料为１０大重点领域之一，并且要重点发展塑料产业。所以说，塑料是电子信息、交通运输、航空航天、机械制造业的上游产业，在国民经济中占据着重要的地位。从２０００年到２００５年，我国塑料制品的产量从１０３５．８万吨增加到２１９８．６万吨，年均增长１６．２４％。塑料行业发达地区重点分布在东南沿海省市，产业的集群效应十分明显。到２００５年，我国塑料合成树

脂消费量达４３３０．４万吨，工程塑料在汽车、电子电器领域的应用进一步拓展，年均增长量在３０％以上。

同时，在国家和地方政府的支持下，我国出现了众多的新材料产业基地，如江阴新材料产业带、宁波塑料产业化基地等，集群化基地的发展不仅提高了自身产业的创新能力，而且辐射和带动了周边区域与相关产业的发展，也将有利于促进我国塑料产业的合理布局。塑料工业在浙江省已形成了以销售、制造为主体，塑料改性、模具制作和塑料机械生产为配套的完整的产业生产体系，全省塑料工业已基本实现了在规模、效益、科技、品牌、产品和出口创汇等六个方面全国领先的地位，塑料工业已成为特色区域经济。近年来，浙江省在各类塑料制品领域培植起一批规模大、技术水平高的骨干企业和优势产品。

２００３年，全省塑料加工行业有乡及乡以上塑料制品加工企业６０００余家，其中膜类加工企业１６３０家；板、管、型材加工企业３３０家；丝编织制品加工企业６００余家；包装箱及中空容器生产企业３５０余家；人造革、日用制品、鞋类等生产企业７００家；汽车及工业品零部件配套生产企业５８０家；个体和家庭式加工厂数万家。从业员工约２０万人。产值５００万元及以上单位塑料制品产量达３２０万吨，全省塑料制品的产量已经达到了５６５万吨以上，在国内排名第二位，仅次于广东省。目前全行业５００万元及以上产值的企业，拥有各种加工设备１．６５万台穴套雪，全省穴包括产值在５００万元以下企业雪达到３万余台（套）以上。其中，宁波是国内塑料加工企业最密集的区域之一，主要分布在鄞州、余姚、慈溪和宁海等县（市）、区。而余姚是一个新兴的工业城市，工业门类齐全，基础扎实，也是塑料行业中的领头雁。以“接轨大上海、融入长三角”为目标的战略全面实施，塑料工业在经济中的主导地位更加凸现，工业经济对全市ＧＤＰ增长的贡献率高达６３．２％，拉动经济增长９．３％。从余姚市的统计数字来看，塑料加工企业有６０４８家，从业人员６．５万人，塑料制品年产值超２７０亿元，塑料产业在全市经济发展中具有举足轻重的地位，素有“塑料王国”、“模具之乡”的美誉。余姚市拥有国内最大的塑料专业市场———中国塑料城。据不完全统计，２００５年底已进场商户１０６８家，年销售塑料１７０万吨，成交额２１０亿元，总累计成交额已达１１００多亿元。通过几十年的发展，余姚市的塑料产业已经具备了一定的市场竞争能力，主要表现在：企业众多，产品较为齐全，具有一定的规模效应；产品定位逐步明确，装备水平明显改善，产品科技含量和配套能力逐步增强；产业集群基本定型，分工协作体系初步形成；品牌企业和名牌产品已经显现，涌现出浙江大丰实业公司、浙江舜宇集团公司、宁波富达电器有限公司和浙江帅康集团公司等一批知名企业和“大丰”、“帅康”、“富达”等一批著名品牌。目前，宁波市是全国最大的塑料集散地、塑料制品制造中心、塑料机械制造中心和塑料模具制造中心。

目前，我国已步入世界塑料大国的行列，年塑料制品产量居世界第二位，已形成门类完整的产业体系。但从塑料制品的消费量来看，年人均消费量仅１２千克左右，而发达国家是３０—１００千克，世界平均消费量也达１８千克，因此，我国塑料行业仍有广阔发展前景。据权威机构资料显示，目前，我国塑料消费量的增长与ＧＤＰ增长的弹性系数为１．１—１．５：１，年均增长率为１０％，预计到２０１０年我国通用塑料需求量将达到６７００多万吨。

二、工程塑料应用及其发展方向

２．１汽车工业领域的应用与发展在提倡节能与环保的大背景下，轻量化、舒适化、节能化是汽车工业领域发展的最新趋势，这一趋势将进一步加速汽车塑

料化发展的进程。据相关技术资料报道，汽车自重每减少１０％，燃油的消耗量可降低６％—８％。从某种程度上讲，汽车塑料的用量是衡量一个国家汽车生产技术水平的标志之一。近年来，国际上汽车塑料的用量在不断增加，平均每辆汽车的塑料用量从２０世纪７０年代初的５０—６０千克已发展到目前的１５０千克，而且增长还在继续。在日本、美国和欧洲等发达国家中，每辆轿车平均使用塑料已超过１５０千克，占汽车总重量的１０％以上。目前，我国每辆轿车的塑料用量平均为１００千克，占总重量的８％左右，达到国外２０世纪８０年代中期的水平。我国政府已制定了相关的政策，加速汽车零部件的国产化进程，同时也限定了汽车的燃油消耗标准，这无疑给汽车工业零配件生产厂商和塑料供应商提供了一个绝好的发展机遇。今后工程塑料在汽车工业领域发展中将发挥更加重要的作用。

２．２电子电器行业领域的应用与发展电子电器消费量占工程塑料总消费量的２９％以上。随着我国电子电器产品国产化率的逐步提高和出口量逐年增加，工程塑料的消费量呈急速上升趋势。尽管国内产品的技术含量和附加值都还很低，但这并不影响电子电器制造业对工程塑料的巨大需求。通讯办公设备、中小型家用电器等行业领域对塑料需求量的不断增加，也为工程塑料提供了广阔的应用前景。

２．３建材行业领域的应用与发展近年来，建材行业领域用塑料发展很快，以工程塑料为原料的各种塑料薄膜、片材、板材、管材、框架、异型材等制品将具有更大的市场需求。按照建设部提出的“十一五”规划，５年内建筑节能量要达到１．０１亿吨标准煤，节能建筑总面积要超过２１．６亿平方米，其中新建筑１６亿平方米，改造现有建筑５．６亿平方米。中国有４００亿平方米既有建筑，目前约有三分之一需进行节能改造，按照每平方米２００元的改造标准，这部分建筑节能材料和技术在未来的市场容量可达２．６万亿元。对于具有节能、节材、节水、节地等特点的塑料管道，到２０１０年建筑给水和排水管道８０％要采用塑料管，建筑雨水排水管道７０％要采用塑料管。这其中，将有不少市场份额属于工程塑料。

就工程塑料而言，开发一种新的聚合物投资大、见效慢，所以在短期内，新的聚合物品种开发方面将不会有重大突破，一般采用现有聚合物经过改性等手段来满足客户不断提出的新需求。今后几年，工程塑料将在合金技术、纳米技术和功能材料等方面有较大的发展，并将被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等高新技术领域。另一方面，由于石油资源的短缺，今后二氧化碳聚合物、玉米、植物纤维及植物蛋白聚合物会被进一步开发利用，像ＰＬＡ穴聚乳酸雪、ＰＢＳ穴醇酸聚酯类雪等等。三聚氰胺泡沫材料和纤维织物有可能替代聚氨酯泡沫和化纤织物，原因在于其耐热和阻燃性能远远高于聚氨酯和化纤材料。

２．４导电高分子材料的应用与发展导电高分子材料一般分为结构型和复合型两大类。其中结构型导电高分子材料的主要用途是导电材料、蓄电池电极材料、光功能元件、半导体材料，其研究开发主要集中在具有与金属相同的电导率；在空气中的稳定性；具有高功能；具有良好的加工成型性等四个方面。

复合型导电高分子材料，是由导电物质与高分子材料复合而成，是目前已被广泛应用的功能性高分子材料。其主要应用领域是：穴１雪在电子、电器领域中集成电路、晶片、传感器护套等精密电子元件生产过程中使用的防静电周转箱、晶片载体、薄膜袋等。

（２）防爆产品的外壳及结构件，如：煤矿、油船、油田、粉尘及可燃气体

等场合中使用的电器产品外壳及结构件。

（３）中、高压电缆中使用的半导电屏蔽材料。

（４）电讯、电脑、自动化系统、工业用电子产品、消费用电子产品、汽车用电子产品等领域中的电器产品ＥＭＩ屏蔽外壳。

结构型导电聚合物要想进一步实用化，目前必须解决好以下主要问题：（１）稳定性欠缺：导电高分子中的氧原子对水是极不稳定的，这是妨碍其实用化的最大问题。

（２）掺杂剂多是有毒的：如ＡｓＦ５、Ｉ２、Ｂｒ２等。

（３）成型困难：导电聚合物主链中的共轭结构使分子链僵硬，不溶不融，从而给自由地成型加工带来困难。

（４）经济性差：其价格比金属及普通塑料高，难以实用化。

对于复合型导电塑料的应用与发展，当前需要着重研究的是金属纤维填充的电磁波屏蔽材料，需要解决的主要课题是：①减小比重；②使导电性均一；③降低成本；④改善外观。

导电聚合物的未来发展展望，最主要的是开发以下几种材料：①高导电性高分子；②有机太阳能电池；③有机超导材料。更为长远的课题研究是分子性薄膜和分子电子装置。

三、专用塑料的生产现状及发展

３．１专用塑料的现状专用塑料泛指为满足某种工业产品、家用电器产品或其他产品的性能要求，而单独生产的特殊牌号的工程塑料材料。

其特点是产量相对较小，但附加值高。其生产工艺可分为两种技术路线，一是高分子材料合成工艺技术，二是应用双螺杆设备共混改性工艺技术。

据不完全统计，目前中石化集团公司聚烯烃专用料共有７０—８０个牌号，生产量约为７０余万吨。其中有扬子石化公司的双向拉伸薄膜（ＢＯＰＰ）专用料ＰＰＦ６８０Ｂ、共聚ＰＰＪ４４０、烟用丝束料Ｓ－７００及洗衣机内桶专用料等；北京燕山石化公司的共聚级ＰＰ管材专用料、蓄电池专用料；与日本三菱化学株式会社、丰田通商株式会社合资成立的北京聚菱燕塑有限公司专门生产的聚丙烯汽车专用料；上海石化股份公司的包装膜料、电缆料、乙烯－乙酸乙烯共聚物（ＥＶＡ）、流涎膜（ＣＰＰ），及与华东理工大学、上海延峰公司合作开发的轿车用聚丙烯保险杠、侧护板专用料等；茂名石油化工公司的ＰＥ电缆专用料、洗衣机内桶专用料等；齐鲁石化公司的高强度薄膜、管材、ＢＯＰＰ专用料等。

此外，应用共混改性技术生产的改性专用料有：北京化工研究院的汽车专用料、电视机偏转线圈专用料及电表箱体专用料等；辽阳康达工程塑料厂的汽车专用料；石家庄塑料工业总公司的改性聚丙烯蓄电池外壳专用料；洛阳石化的汽车方向盘专用料；济南联谊的洗衣机和器皿聚丙烯专用料等。

总之，我国生产的专用料牌号和产量与以前相比虽然有了一定的增加，但是与市场的需求都还相差甚远。

３．２专用塑料的市场开发与发展３．２．１农膜专用料农膜料的主要基础树脂是聚氯乙烯（ＰＶＣ）和聚乙烯（ＰＥ）。

全国农膜年总消耗量将超过１００余万吨。而且，环保型、耐候保温防雾滴的功能膜的比例将大大提高。目前，我国农膜存在的主要问题是使用寿命短、老化快、耐候性差。其主要原因之一是我国石化企业很少生产农膜专用树脂，进口农膜树脂货源不稳定，从而影响农膜质量。环保农膜专用料，今后还有待于石化

企业的开发和生产。

３．２．２汽车专用料汽车制造业是我国国民经济发展的支柱产业。汽车制造业的发展可以促进冶金、石油、橡胶、塑料、电器、玻璃、机器制造、交通、运输等相关行业的发展。塑料在汽车工业领域中的应用是几年来备受关注的热点之一。主要应用的是改性ＰＰ、改性ＰＥ、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ＡＢＳ）、ＰＶＣ、尼龙（ＰＡ）等，生产保险杠、仪表台板、门内板、护风圈、蓄电池壳体、油箱、散热器隔栅、方向盘等。塑料由于具有质轻、性能优良、耐腐蚀、易成型加工等特点大量应用于汽车工业。塑料部件减轻了汽车的自重，降低了油耗，减少了环境污染，同时还提高了汽车的空气动力性能，降低了生产综合成本。汽车塑料化已是一个国家汽车工业技术水平的重要标志之一。在我国，汽车专用料的发展具有十分广阔的前景。现在国内石化企业只能生产部分专用料，相当一部分专用料还需要进口。

３．２．３家用电器专用料我国已是世界上最大的家用电器生产国之一，其中彩色电视机、ＶＣＤ视盘机、电冰箱、电子计算机、洗衣机等的产量都名列世界前茅。据不完全统计，每年为家电行业及工业配套的塑料零件已达到１８０万吨以上。其中ＡＢＳ、阻燃ＡＢＳ、普通高强度聚苯乙烯（ＨＩＰＳ）、阻燃ＨＩＰＳ１００余万吨；改性聚丙烯塑料３０余万吨，其他通用塑料２０余万吨。我国目前只能部分满足国内需要，还需大量进口，如每年都要从韩国进口大量的聚烯烃材料；从台湾地区进口大量ＡＢＳ等。

３．２．４建筑专用料随着我国建筑业的蓬勃发展，建筑和装饰用塑料制品的市场需求将越来越大。目前，塑料门窗的普及率将达到１５％以上；半纯化橡胶（ＰＰＲ）及ＰＶＣ材料的塑料排水管、上水管及其配套的管件将占市场的３０％以上。各种装饰装修材料，约需１００余万吨塑料。

３．２．５其他随着我国国民经济迅速发展，工程塑料的用量以每年２５％的增长率递增。其主要工程塑料材料为聚酰胺（ＰＡ）、聚碳酸酯（ＰＣ）、聚甲醛（ＰＯＭ）、聚苯并噻唑（ＰＢＴ）、聚苯硫醚（ＰＰＳ）等，我国目前只能提供部分工程塑料材料，大部分仍依靠进口。特别是医用塑料应用范围小、品种少，主要依靠进口。而主要功能塑料是通过高科技手段，使塑料材料具有导电性、电磁屏蔽性、磁性、发光性、导热性、感光性等，使塑料材料更具有特殊功能的应用价值，这也是今后扩大塑料应用领域尚需研究的方向。

四、改性塑料将成为塑料工业持续发展的动力

改性塑料广泛应用于汽车、家电、农业、建筑、电子电器、轻工及军工等行业领域。中国正在成为全球改性塑料的最大潜在市场和主要需求增长动力。预计在未来的５—１０年内，在下游汽车、建筑、家电等行业快速增长的拉动下，国内改性塑料市场需求量将保持１０％以上的年增长率。

家用电器行业是改性工程塑料应用的传统领域。我国已经成为全球家电制造中心，彩电、空调、小型家用电器等国内消费量和出口量仍将保持持续增长的趋势；未来随着国家３Ｃ认证的发展，对家用电器产品安全性和环保性的要求将进一步提高，对改性塑料的需求量将有大幅度的增长；随着人们消费水平的不断提高，彩电将向平板化、高端化发展，而高端彩电中均需使用阻燃树脂。因此，家用电器用改性塑料需求增速依然十分可观。

汽车行业是改性工程塑料应用的新兴领域，我国汽车消费潜力巨大，在未来几年其产量将保持１０％—１５％的增长速度，且有爆发式增长的可能；随着汽车行业厂商利润压力的增大，汽车用塑料国产替代进口的进程将进一步加快，而

且进口替代空间巨大；改性工程塑料占汽车自重的比例也将不断提高。预计汽车用改性塑料需求量增速将达年均２０％左右。

近年来，随着国内汽车、电子电器、通讯和机械工业的蓬勃发展，改性工程塑料的市场需求量将大幅度上升，各种高强度、多功能、耐热型特种工程塑料将得到广泛应用。像聚苯硫醚（ＰＰＳ）、聚酰亚胺（ＰＩＭ）、聚醚醚酮（ＰＥＥＫ）、聚砜（ＰＳＦ）和液晶聚合物（ＬＣＰ）等高性能工程塑料，由于其具有良好的导电性能、耐高温和尺寸稳定等特性，有的还具有很好的阻燃性、耐放射性、耐气蚀性、耐化学性和机械性能，因此，在电子电器、汽车、仪器仪表、家用电器、航空、涂料、石油化工行业以及火箭、宇航等尖端高科技行业领域得到越来越广泛的应用。尽管改性工程塑料的新品种不断增加，应用领域在不断开拓，生产装置不断增加，成本逐渐降低，但是，在塑料改性设备、改性技术不断发展成熟的今天，通用热塑性树脂通过改性不断具有工程化应用特点，已经抢占了部分传统工程塑料的应用市场，成为塑料工业持续发展的新增动力。

五、纳米高分子材料改性研发呈新发展趋势

５．１纳米粉末粒子的表面处理进入２１世纪，纳米技术的发展日新月异，纳米高分子材料作为其中的重要分支，研发呈现出新的趋势。过去５年来纳米技术已在全球呈现出爆炸式的发展，几乎所有的工业化国家都制订了纳米技术研究计划，政府为此投入了大量的资金。纳米技术的潜在利益驱使着许多国家的科学家们不断地探索和研究，并且引发了一场全球性的国际竞争。

对于纳米高分子材料来说，由于纳米粉末粒子的粒径小、表面积大、易于团聚，因此，在制备纳米粉末改性的聚合物复合材料时，用通常的共混方法难以得到纳米结构的复合材料。为了增加纳米添加物与聚合物的界面结合力，提高纳米微粒的均匀分散能力，需要对纳米粉末进行表面改性。主要是降低粒子的表面能态、消除粒子的表面电荷、提高纳米粒子与有机相的亲和力、减弱纳米粒子的表面极性等。对于纳米粒子进行表面改性一般可采用以下六种方法：一是表面覆盖改性：利用表面活性剂覆盖于纳米粒子表面，赋予粒子表面新的性质。常用的表面改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、硬脂酸、有机硅等；二是机械化学改性：运用粉碎、摩擦等方法，利用机械应力作用对纳米粒子表面进行激活，以改变表面晶体结构和物理化学结构，这种方法是使分子晶格发生位移、内能增大，在外力的作用下活性的粉末表面与其他物质发生反应、附着，达到表面改性目的；三是外膜层改性：在纳米粒子表面均匀地包覆一层其他物质的膜，使粒子表面性质发生变化；四是局部活性改性：利用化学反应在纳米粒子表面接枝带有不同官能基团的聚合物，使之具有新的功能；五是高能量表面改性：利用高能电晕放电、紫外线、等离子射线等对纳米粒子进行表面改性；六是利用沉淀反应进行表面改性，利用有机或无机物在纳米粒子表面沉淀一层包覆物，以改变其表面性质。 上述六种纳米粒子表面改性方法中最简单和最常用的方法是添加界面改性剂，即分散剂、偶联剂等。分散剂能降低纳米粒子的表面能、改善填料的分散状况，但不能改善填料纳米粒子与基体的界面结合，偶联剂则有助于界面的粘接，与基材有较强的相互作用。

５．２纳米技术在高分子材料中的作用与应用塑料的增韧增强改性方法较多，传统的方法有共混、共聚、使用增韧和增强剂等。无机填料填充基体，通常可以降低制品成本、提高刚性、耐热性和尺寸稳定性，然而，往往会带来耐冲击强度和断裂延伸率的下降。而纳米技术的出现为塑料的增韧增强改性提供了一种全新的方法和途径。纳米粒子表面活性原子多，可与基体紧密结合，相容性比较

好。当受外力作用时，粒子不易与基体脱离，而且因为应力场的相互作用，在基体内产生很多的微变形区，吸收大量的能量。这就使得复合材料能较好地传递所承受的外应力，又能引发基体屈服，消耗大量的冲击能，从而达到同时具备增韧和增强的效果。例如，聚丙烯穴ＰＰ雪增韧增强改性以往多采用橡胶类弹性体共混合纤维、填料的填充共混方式，近年来开始用纳米级无机填料填充聚合物。 ２０世纪９０年代初日本丰田汽车公司与三菱化学公司共同开发成功ＰＰ／ＥＰＲ穴乙丙橡胶雪／滑石粉纳米复合材料，克服了以往ＰＰ改性材料韧性增加而断裂延伸率下降的缺点，并兼具高流动性、高刚性和耐冲击性能，用于制造汽车的前、后保险杠，并实现商品化生产，被称为“丰田超级烯烃聚合物”。面对今后汽车的设计、制造向全球化发展的趋势，丰田公司计划使这种ＰＰ纳米复合材料成为汽车上统一使用的标准材料，计划将目前汽车上用的７种外装饰树脂材料和１３种内装饰树脂材料研究开发成纳米复合材料。目前日本已将纳米聚合物复合材料广泛应用于汽车工业、食品包装等，其他潜在的应用还包括飞机内部材料、电工和电子元件、防护罩结构部件、制动器和轮胎等。目前国际上几乎所有的塑料行业领域都涉足纳米改性技术的研究与开发，研究内容也扩展到各种聚合物体系。

目前，国内扬子石化研究院研制成功的纳米聚丙烯复合材料，是在聚丙烯基体材料中加入纳米粉末，使其聚集态及结晶形态发生改变，从而具有了新的性能，即保持了原有刚性，而韧性大幅度提高，属国内首创。用这种材料制成箱包，既坚硬，又不易碎裂。用它制造汽车零部件，可代替高品质的塑料和钢材。国内其他科研单位和产业部门也有相关研究的报道，但大多局限于个别体系，而且尚无规模化产品问世。随着中国加入ＷＴＯ，汽车制造商提出汽车零部件兼具高刚性和高韧性的要求，而目前国内汽车保险杠专用料等多是高韧性但刚性降低的ＰＰ改性材料。

国内有丰富的ＰＰ资源，为了适应新的形势要求，我们应尽快开发纳米粒子改性ＰＰ材料。

国内小鸭集团运用纳米技术将无机Ａｇ／聚合物复合材料制成洗衣机外桶，不但增强了韧性，具有耐摩擦和耐冲击的能力，而且还具有很好的光洁度和很强的防垢能力，保持洗衣机的自身清洁。通用塑料具有产量大、应用广、价格低等优点。在通用塑料中加人纳米粒子能使其达到工程塑料的性能。如采用纳米技术对聚丙烯进行改性，其性能可达到尼龙６的性能指标，而成本却降低１／３，这样的产品如果实现工业化生产，将取得很好的经济效益。

在塑料的抗老化性能方面，太阳光的紫外线能使高分子材料分子链断裂，从而使材料老化，采用纳米ＳｉＯ２与ＴｉＯ２适当混配，可吸收大量的紫外线，从而使塑料抗老化能力提高。例如在ＰＰ中加入０．３％的纳米ＴｉＯ２，经过７００小时热光照射后，其拉伸强度仅损失１０％。在塑料中添加具有抗菌性的纳米粒子，可使塑料具有持久抗菌性。应用此技术现已生产出抗菌冰箱等产品。将纳米ＺｎＯ或纳米金属粒子添加到塑料中，可以得到具有抗静电性能的塑料。选用适当的纳米粒子添加到塑料中，还可以制成吸波材料，用于生产“隐身涂料”。 另外，北京橡胶设计研究所研制的彩色防水卷材，其性能指标达到或优于三元乙丙橡胶防水卷材。为了制成彩色橡胶，可将白色纳米ＳｉＯ２粒子作补强剂或使用纳米粒子着色剂，用纳米技术改性轮胎侧面胶生产彩色轮胎，轮胎侧面胶的抗折性能将由１０万次提高到５０万次。以生产“波司登”羽绒服而出名的江苏康博集团，将从天然奇冰石中提取的纳米级超细粉末加入到保暖内衣层中，能有

效地杀菌抑菌、消除异味。将少量纳米ＴｉＯ２加入到合成纤维中，制成抗老化的合成纤维，制成的服装和用品具有防紫外线的功效，如防紫外线的遮阳伞等。 总之，纳米技术作为一项高新技术在高分子材料改性中有着非常广阔的应用前景，对开发具有特殊性能的高分子材料有着重要的实际意义。尤其是纳米粉末填充塑料体系表现出同时增强增韧的特性，为开拓聚合物复合材料的应用领域开辟了广阔的前景。我国在纳米改性高分子材料的应用研究方面才刚刚起步，相信在不远的将来，纳米材料工业化会进一步扩大，并广泛应用于高分子材料领域。

六、塑料改性技术面临新突破

未来我国工农业各行业领域对塑料制品的依赖性会进一步增强，高性能、多功能的塑料制品将成为相关行业领域重要的材料支撑。为适应市场需求，我国改性塑料行业仍将保持快速持续发展的势头。

“十一五”期间，我国塑料改性技术将面临几方面重大突破：一是无机粉体材料填充改性轻量化问题；二是填充改性塑料成型加工尺寸变化率问题；三是纳米碳酸钙在基体塑料中的分散问题；四是阻燃塑料无卤化问题；五是用环境友好塑料解决塑料产业与环境保护协调发展的问题。

在这些方面，改性塑料的研究进展、技术突破和产业化，将成为高分子材料成型加工行业领域的转折点和里程碑。

另外，在塑料改性技术研究方面要突破的是塑料改性观念的转变。在塑料改性观念上的转变，就是不能够仅仅以降低成本为目的而进行塑料的改性，单单从如何降低成本的角度进行塑料的改性研究，一是不利于塑料改性技术的发展；二是产品性能差、档次低、品牌少；三是市场混乱、价格战越演越烈。

因此，目前在塑料改性技术研究方面要解放思想，转变观念，从一味追求降低成本的束缚中解放出来，确立塑料改性的高性能化、多功能化、品牌化、高档次化的发展模式，不断提高塑料改性的技术研究水平，进一步扩大改性塑料的应用范围，促进塑料改性行业领域的更大发展，树立在提高改性塑料的物理机械和综合应用性能以及扩大工程化应用的前提下，降低制造成本的塑料改性新观念。