針對(duì)聚丙烯在低溫下的抗沖擊性能差、耐候性不佳、表面裝飾性差以及在電、磁、光、熱、燃燒等方面的功能性與實(shí)際需要的差距，對(duì)聚丙烯加以改性，成為當(dāng)前塑料加工發(fā)展最為活躍的，取得成果最為豐盛的領(lǐng)域。 [10]
PP化學(xué)改性
通過(guò)共聚改性、交聯(lián)改性、接技改性、添加成核劑等使PP（聚丙烯）高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)或晶體構(gòu)型發(fā)生改變而提高其機(jī)械性能、耐熱性、耐老化性等性能，提升其綜合性能、擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。 [11]
（1）共聚改性
共聚改性是采用茂金屬等催化劑在丙烯單體合成階段進(jìn)行的改性。當(dāng)單體聚合時(shí)，加入的烯烴類(lèi)單體與之進(jìn)行共聚，聚合得到無(wú)規(guī)共聚物、嵌段共聚物和交替共聚物等，均聚PP的機(jī)械性能、透明性和加工流動(dòng)性都得以提升。茂金屬催化劑形成的絡(luò)合物是以不規(guī)則形狀受到一定限制的過(guò)渡狀態(tài)作為單一活性中心，達(dá)到精確控制相對(duì)分子質(zhì)量及其分布、共聚單體含量、主鏈上的分布和高聚物晶型結(jié)構(gòu)。 [11]
（2）接枝改性
PP（聚丙烯）樹(shù)脂分子呈非極性結(jié)晶型線型結(jié)構(gòu)，表面活性低，無(wú)極性。存在表面印刷性不良；涂布粘接不良；與極性高聚物難以共混；與極性增強(qiáng)纖維、填料難以相容的缺點(diǎn)。接技改性是向其大分子鏈上引入極性基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)改善PP的共混性、相容性和粘結(jié)性，達(dá)到克服難共混、難相容與難粘接的缺點(diǎn)。在引發(fā)劑作用下，熔融混煉時(shí)接技單體進(jìn)行接技反應(yīng)，引發(fā)劑在加熱熔融受熱時(shí)分解產(chǎn)生活性游離基，當(dāng)活性游離基遇到不飽和羧酸單體時(shí)，促使不飽和羧酸單體不穩(wěn)定鍵打開(kāi)后與PP活性游離基反應(yīng)形成接技游離基，隨后通過(guò)分子鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)而終止。PP常見(jiàn)的接枝改性方法有：熔融法、溶液法、固相法、懸浮法等。接枝改性后的PP分子鏈中氫原子被取代而呈現(xiàn)較強(qiáng)極性，這些極性基團(tuán)使得PP相容性增強(qiáng)，耐熱性、機(jī)械性能大幅提升。
（3）交聯(lián)改性
交聯(lián)改性主要是把線型或者是枝狀的聚合物通過(guò)交聯(lián)的方法改性成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。PP（聚丙烯）交聯(lián)改性可以使其力學(xué)性能、耐熱性以及形態(tài)穩(wěn)定性得到改善，成型周期縮短。聚丙烯交聯(lián)改性主要方法有化學(xué)交聯(lián)改性、輻射交聯(lián)改性，它們主要區(qū)別在于交聯(lián)機(jī)理不同、活性源不同；化學(xué)交聯(lián)改性是通過(guò)添加交聯(lián)助劑來(lái)實(shí)現(xiàn)聚丙烯改性，輻射交聯(lián)改性主要是通過(guò)強(qiáng)輻射或強(qiáng)光來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于輻射交聯(lián)改性對(duì)PP厚度要求使得該法普及困難。目前硅烷接枝交聯(lián)法由于其能夠制備出性能優(yōu)良的材料而發(fā)展迅速，硅烷接枝交聯(lián)法生產(chǎn)的PP強(qiáng)度高、耐熱性好、熔體強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐腐蝕性能好。
PP物理改性
在混合、混煉過(guò)程中向PP（聚丙烯）基體中添加有機(jī)或無(wú)機(jī)助劑等得到性能優(yōu)異的PP復(fù)合材料，主要包括：填充改性、共混改性等。
（1）填充改性
在PP成型過(guò)程中，將硅酸鹽、碳酸鈣、二氧化硅、纖維素、玻璃纖維等填料填充于聚合物中，達(dá)到PP耐熱性提高、成本降低、剛性提高、成型收縮率降低等，但PP沖擊強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率也會(huì)隨之降低。玻璃纖維作為一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬晶須，價(jià)格低、絕緣好、耐熱強(qiáng)、抗腐好，機(jī)械強(qiáng)度高，應(yīng)用比較普遍，經(jīng)玻璃纖維填充改性的PP性能得到明顯的改善，但是玻纖添加量達(dá)到30%左右時(shí)，材料的機(jī)械性能才能有明顯的提高；添加量過(guò)大時(shí)會(huì)導(dǎo)致部分玻璃纖維得不到充分浸漬，使聚合物基體與玻璃纖維界面的結(jié)合性能變差，導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度下降，并且隨著玻璃纖維添加量的增加復(fù)合材料的流動(dòng)性能降低，導(dǎo)致PP成型加工工藝性能困難。
（2）共混改性
將PP（聚丙烯）與聚乙烯、工程塑料、熱塑性彈性體或橡膠等共混，達(dá)到提升PP性能的改性方法。共混改性是在密煉機(jī)、開(kāi)煉機(jī)、擠出機(jī)等加工設(shè)備中完成，工藝過(guò)程易調(diào)控，生產(chǎn)周期短、耗資少，可改進(jìn)PP的著色性、加工性、抗靜電性、耐沖擊性等多種性能。聚合物共混可以綜合各組分的突出性能，彌補(bǔ)各組分性能上的不足，共混物綜合性能明顯提升，但共混改性PP的耐低溫性、耐老化性仍然不甚理想。共混改性時(shí)，剪切力可能導(dǎo)致一部分大分子鏈被切斷形成自由基并形成接枝或嵌段共聚物，這些新的共聚物也可以有效的對(duì)PP起到增容作用。 [
PP改性技術(shù)使得復(fù)合材料機(jī)械性能得到成倍的提升，極大的拓展了PP應(yīng)用領(lǐng)域，提高了制品的性?xún)r(jià)比，推動(dòng)了PP的工程化進(jìn)程，也使得PP從通用塑料拓展應(yīng)用于工程塑料領(lǐng)域，大大拓寬了它的應(yīng)用范圍。近年，PP改性技術(shù)的研究發(fā)展迅速，越來(lái)越多新型技術(shù)應(yīng)用于PP改性，PP綜合性能提升明顯、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，發(fā)展前景十分廣闊。
（3）增強(qiáng)改性
纖維狀材料加入到塑料中，可以顯著提高塑料材料的強(qiáng)度，故稱(chēng)之為增強(qiáng)改性。大徑厚比的材料可以顯著提高塑料材料的
彎曲模量（剛性），也可以將其稱(chēng)之為增強(qiáng)改性。
PP（聚丙烯）的增強(qiáng)改性中應(yīng)用的增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維及其制品，此外還有碳纖維、有機(jī)纖維、硼纖維、晶須等。玻璃纖維增強(qiáng)PP中，用得較多的玻璃纖維為無(wú)堿玻璃纖維和中堿玻璃纖維，其中無(wú)堿玻璃纖維的用量最大。玻纖的直徑控制在6～15μm范圍內(nèi)，玻纖的長(zhǎng)度必須保證在0.25～0.76mm，這樣既能夠保證制品性能，又能使玻纖分散良好。一般認(rèn)為制品中的玻纖長(zhǎng)度大于0.2 mm時(shí)才有改性效果。玻纖含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在10%～30%為佳，超過(guò)40%時(shí)性能下降。另外，添加有機(jī)硅烷類(lèi)
偶聯(lián)劑能使玻纖和PP兩者形成良好界面，提高復(fù)合體系的彎曲模量、硬度、負(fù)荷變形溫度，特別是尺寸穩(wěn)定性。
由于玻纖增強(qiáng)PP可以提高機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性，且玻纖增強(qiáng)PP的耐水蒸汽性、耐化學(xué)腐蝕性和耐
蠕變性都很好，在許多場(chǎng)合可以作為工程塑料使用，如風(fēng)扇葉片、暖風(fēng)機(jī)格柵、葉輪泵、燈罩、電爐和加熱器外殼等等。
[10]
聚丙烯在生產(chǎn)數(shù)量迅速發(fā)展的同時(shí)，也在性能上不斷出新，使其應(yīng)用的廣度和深度不斷變化，近年來(lái)或者通過(guò)在聚合反應(yīng)時(shí)加以改進(jìn)，或者在聚合后造粒時(shí)采取措施，有一些更具獨(dú)特性能的聚丙烯新的品種問(wèn)世，如透明聚丙烯、高熔體強(qiáng)度聚丙烯等。
透明改性
PP（聚丙烯）的結(jié)晶是造成不透明的主要原因，利用急冷凍結(jié)PP的結(jié)晶趨向，可以得到透明的薄膜，但有一定壁厚的制品，因熱傳導(dǎo)需要時(shí)間，芯層不可能迅速被冷卻凍結(jié)，因此對(duì)于有一定厚度的制品不能指望用急冷的辦法提高透明度，必須從PP的結(jié)晶規(guī)律和影響因素入手。
經(jīng)一定技術(shù)手段得到的改性PP，可具有優(yōu)良的透明性和表面光澤度，甚至可以和典型的透明塑料（如PET、PVC、PS等）相媲美。透明PP更為優(yōu)越的是熱變形溫度高，一般可高于110℃，有的甚至可達(dá)135℃，而上述三種透明塑料的熱變形溫度都低于90℃。由于透明PP的性能優(yōu)勢(shì)明顯，近年來(lái)在全球都得以迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域從家庭日用品到醫(yī)療器械，從包裝用品到耐熱器皿（微波爐加熱用），都在大量使用。
PP的透明性提高可通過(guò)以下三種途徑：
（1）采用茂金屬催化劑聚合出具有透明性的PP；
（2）通過(guò)無(wú)規(guī)共聚得到透明性PP；
（3）在普通聚丙烯中加入透明改性劑（主要是成核劑）提高其透明性。 [
高熔體強(qiáng)度聚丙烯
聚丙烯的缺點(diǎn)之一是熔體強(qiáng)度低，耐熔垂性差。通常非晶態(tài)聚合物（如ABS、PS）在較寬的溫度范圍內(nèi)存在類(lèi)似橡膠一樣的彈性行為，而處于半結(jié)晶的聚丙烯則沒(méi)有。這一缺點(diǎn)造成了聚丙烯不能在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱成型，它的軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)非常接近，一旦到達(dá)熔點(diǎn)，熔體粘度急劇下降，隨之熔體強(qiáng)度也大幅下降，導(dǎo)致在熱成型時(shí)制品壁厚不均，擠出發(fā)泡泡孔塌陷等問(wèn)題，大大限制了聚丙烯在某些方面的應(yīng)用。高熔體強(qiáng)度聚丙烯（HMSPP）就是指熔體強(qiáng)度對(duì)溫度和熔體流動(dòng)速率不太敏感的聚丙烯，極具開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。
HMSPP是一種樹(shù)脂含有長(zhǎng)支鏈的聚丙烯，長(zhǎng)支鏈?zhǔn)窃诤缶酆现幸l(fā)接枝的，這種均聚物的熔體強(qiáng)度是具有相似流動(dòng)特性普通聚丙烯均聚物的9倍，在密度和熔體流動(dòng)速率相近的情況下，HMSPP的
屈服強(qiáng)度、彎曲模量以及熱變形溫度和熔點(diǎn)均高于普通聚丙烯，但缺口沖擊強(qiáng)度比普通聚丙烯低。
HMSPP的另外一個(gè)特點(diǎn)是具有較高的結(jié)晶溫度和較短的結(jié)晶時(shí)間，從而允許熱成型制件可以在較高溫度下脫模，以縮短成型周期，可以在普通熱成型設(shè)備上制成較大拉伸比、薄壁的容器。
HMSPP在恒定應(yīng)變速率下，熔體流動(dòng)的應(yīng)力開(kāi)始呈現(xiàn)逐漸增加，然后成指數(shù)級(jí)增加，表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變硬化行為。發(fā)生應(yīng)變時(shí)，普通聚丙烯的拉伸粘度隨即下降，而HMSPP則保持穩(wěn)定。HMSPP的應(yīng)變硬化能力可以保證其在成型拉伸時(shí)，保持均勻變形，而普通PP在受到拉伸時(shí)總是從結(jié)構(gòu)中最薄弱的或最熱的地方開(kāi)始變形，導(dǎo)致制品種種缺陷，甚至不能成型。
目前，HMSPP的制備方法主要有兩種：一種是將聚丙烯與其他化合物進(jìn)行反應(yīng)性改性，另一類(lèi)是聚丙烯與其他聚合物進(jìn)行共混改性，具體的實(shí)施方法主要有射線輻射法、反應(yīng)擠出法、聚合過(guò)程中引發(fā)接枝法等。在制備HMSPP的過(guò)程中，面臨著兩大難題：聚丙烯的降解和凝膠問(wèn)題，同時(shí)存在著聚合物接枝與單體均聚的競(jìng)爭(zhēng)、聚合物主鏈β斷鍵和交聯(lián)與支化的競(jìng)爭(zhēng)。影響高聚物熔體強(qiáng)度的主要因素是其分子結(jié)構(gòu)。就聚丙烯而言，相對(duì)分子質(zhì)量及其分布和是否具有支鏈結(jié)構(gòu)決定其熔體強(qiáng)度。一般相對(duì)分子質(zhì)量越大，相對(duì)分子質(zhì)量分布越寬，其熔體強(qiáng)度越大，長(zhǎng)支鏈可明顯提高接枝聚丙烯的熔體強(qiáng)度。 [
HMSPP專(zhuān)用樹(shù)脂解決了普通聚丙烯熱成型困難的問(wèn)題，可在普通熱成型設(shè)備上成型較大拉伸比的薄壁容器，加工溫度范圍較寬，工藝容易掌握，容器壁厚均勻?？梢杂糜谥谱魑⒉ㄊ称啡萜骱透邷卣糁髿⒕萜鳌；煊蠬MSPP的普通聚丙烯比純普通聚丙烯具有較高的加工溫度和加工速度，制成的薄膜透明性也好于普通聚丙烯。這主要是由于HMSPP具有拉伸應(yīng)變硬化的特點(diǎn)，它的長(zhǎng)支鏈具有細(xì)化晶核的作用。
HMSPP的應(yīng)變硬化行為是取得高拉伸比和涂覆速度快的關(guān)鍵因素。使用HMSPP可獲得較高的涂覆速度和較薄的涂層厚度。HMSPP具有較高的熔體強(qiáng)度和拉伸粘度，其拉伸粘度隨剪切應(yīng)力和時(shí)間的增加而增加，應(yīng)變硬化行為促使泡孔穩(wěn)定增長(zhǎng)，抑制了微孔壁的破壞，開(kāi)辟了聚丙烯擠出發(fā)泡的可能性。
高熔體強(qiáng)度聚丙烯的研究雖然起自20世紀(jì)80年代末，但它的各種優(yōu)異性能、合理的價(jià)格優(yōu)勢(shì)以及廣泛的應(yīng)用范圍已經(jīng)獲得世界范圍的認(rèn)同，并有逐步取代傳統(tǒng)的PS、ABS，向工程塑料發(fā)展的趨勢(shì)，其開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。
聚丙烯是重要的通用塑料之一，無(wú)論是從絕對(duì)數(shù)量上，還是從應(yīng)用的廣度與深度上都屬發(fā)展最快的品種。作為改性塑料行業(yè)，聚丙烯的高性?xún)r(jià)比、多功能化和工程化始終是擺在面前的重要任務(wù)。
