第四章 塑料力学性能改性配方设计
第一节 塑料增强改性配方设计
一、塑料增强的一般概况
1.塑料强度相关性能
可用以衡量塑料强度相关性能的指标主要有拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度及其弯曲模量等。
（1）拉伸强度
拉伸强度是塑料力学性能中最重要的指标，是划分通用塑料和工程塑料的主要依据。拉伸强度的定义为：在拉伸试验中，直到试样断裂为止，单位截面积上所承受的最大拉伸应力，单位为MPa。
（2）断裂伸长率
在拉力作用下，试样发生断裂时，标线间距离的增加量与初始标距的比值即为断裂伸长率，单位为%。材料的断裂伸长率越大，说明其柔软性越好；反之，说明其刚性越高。
（3）弯曲强度
材料在达到规定挠度值时或之前，负荷达到最大值时单位面积上所承受的弯曲应力，单位为MPa。
不同塑料的强度相关性能见表4-1所示。
表4-1 不同塑料的强度相关性能
表4-2为金属材料和玻璃纤维增强塑料的强度相关性能。从表4-1和表4-2中可以看出，纯塑料的强度值很低，玻璃纤维增强后可大幅度提高，但远远仍低于金属材料。
表4-2 金属材料和玻璃纤维增强塑料的强度相关性能
（4）弯曲模量
又称挠曲模量，是弯曲应力比上弯曲产生的形变。材料在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力。表征材料的刚性，刚度越大，材料就越难变形，那弯曲强度和弯曲模量都相应越大。
2.塑料的增强机理
关于塑料增强的机理，目前还未取得共识，这里只介绍几种常见的理论。
（1）能量转移理论
能量转移理论认为，塑料的增强主要依赖纤维材料与树脂的牢固黏接使塑料承受的负荷或能量转移到支承的强力纤维上，并将负荷由局部传递到较大的范围，甚至于整个复合材料。树脂与纤维的结合强度越高，复合材料的强度越高，所以偶联可提高增强效果。
（2）交联理论
交联理论认为，增强材料的活性表面与树脂大分子链相结合，形成交联结构。当复合材料的某一分子链受到应力作用时，可通过交联点将应力分散到其他大分子链上；如果其中某一条分子链断裂，与其相连的其他分子链可起到加固的作用，使整个体系的强度提高。
3.塑料增强的作用
对于不同结晶类型的树脂，对玻璃纤维增强的作用敏感程度不同，具体如下：
结晶性树脂如PP、POM、PA、PET、PBT、PPS等对玻璃纤维很敏感，玻璃纤维增强后拉伸、弯曲、刚性、冲击（POM下降）、耐热、密度、耐腐蚀性能等指标都明显提高，断裂伸长率、流动性、表面光泽度、收缩率、吸水性等指标明显下降。如30%GF增强PET，冲击、拉伸、弯曲三个强度分别提高245%、113%和84%。又如以玻璃纤维增强PA66为例，不同玻璃纤维含量PA66性能的影响如表4-3所示。
表4-3 不同玻璃纤维含量PA66性能
非结晶树脂具体如PS、ABS、PVC、PC等对玻璃纤维的敏感性比较差，玻璃纤维增强后拉伸、弯曲、刚性、耐热、密度等都小幅度提高，冲击、断裂伸长率、流动性、表面光泽度、收缩率、吸水性等指标下降。其中冲击强度大幅度下降，例如在PC加入10%和30%玻璃纤维后，冲击强度由854J/m分别下降到110J/m和60J/m。
总体而言，塑料增强改性后各类性能变化如下：
（1）力学性能
拉伸强度和弯曲强度大幅度提高，模量、耐疲劳、耐磨等性能提高，结晶性塑料冲击强度提高，具体见表4-4所示。
表4-4 各类树脂玻璃纤维增强的拉伸强度
（2）热学性能
热变形温度提高，特别是结晶性塑料提高幅度大。玻璃纤维对树脂阻燃性的影响很复杂，与树脂是否结晶和玻璃纤维添加量大小有关。
①结晶的影响：结晶性树脂因增强提高结晶程度，增加产品密实度，并抵消了玻璃纤维的灯芯作用，最后结果提高阻燃效果；非结晶性树脂因玻璃纤维的灯芯作用，降低阻燃效果。
②玻璃纤维含量：含量小于15%降低阻燃效果，含量大于15%提高阻燃效果；转变添加量随玻璃纤维残留长度而异，玻璃纤维残留长度越长，这个转变添加量越低，因此看出长玻璃纤维增强塑料的阻燃效果要好。
（3）电学性能
绝缘强度和介电常数提高。
（4）光学性能
制品透明性和光滑性下降。
（5）尺寸稳定性
耐蠕变提高，线膨胀系数降低，尺寸稳定性提高。
（6）耐腐蚀
有不同程度提高。
（7）加工性能
加工流动性下降，加工温度提高20～50℃，磨损设备严重。
4.塑料增强方法
①纤维材料增强：包括长玻璃纤维和短玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、晶须、超分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、LCP纤维及树脂基体纤维等。
②纳米材料增强：包括蒙脱土、二氧化硅、石墨烯、碳纳米管、纳米碳酸钙、纳米氧化钛、纳米氧化锌等，是近年来新兴起的塑料增强方法。
③自身增强技术：采用形态控制的方法，控制塑料制品的结晶和取向质量与程度，从而达到增强的效果，典型的实例为双向拉伸技术。
④叠层增强技术：采用同一种或者不同种塑料，通过特殊的叠层工艺复合方式，实现材料的多级叠层复合，达到增强的效果，目前可以实现超过1万层的复合。
⑤交联增强技术：通过大分子之间形成化学交链键，实现塑料强度的提高。
因为本书为配方设计内容，所以只介绍纤维和纳米材料增强技术。
二、塑料纤维增强配方设计
纤维是一种高强度的材料，其强度是普通聚合物的几十倍到上百倍，几种常用增强纤维的强度值见表4-5所示。纤维是最常用传统的塑料增强材料，其优点为强度增加幅度大，原料来源广且价格低。
表4-5 几种增强纤维的强度值
常用增强纤维包括长和短玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、晶须、UHMWPE纤维、聚酰亚胺纤维、LCP纤维及树脂基体纤维等，具体介绍如下。
①玻璃纤维：熔融的玻璃通过喷丝孔以极高的速率牵拉而得到的连续长纤维，一般直径为5～13μm。玻璃纤维的机械强度很高，其单丝的拉伸强度最高可以达到1512MPa。玻璃纤维有多种型号，其中无碱玻璃纤维（铝硼硅酸盐）耐水性、力学强度和电性能都好，增强效果最好，是塑料常用的增强材料。
②玄武岩纤维：类似于玻璃纤维，其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间。玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。与玻璃纤维比较玄武岩纤维的特点：密度比玻璃纤维大3.6%，拉伸强度大于玻璃纤维17%左右，弹性模量要优于玻纤14%左右，比玻璃纤维更有磨损性，耐温性及阻燃性好于玻璃纤维，玄武岩纤维的稳定性远远超过传统玻璃纤维（尤其是耐酸碱性、耐紫外光和电磁辐射等性能），隔音性好于玻璃纤维。
③碳纤维：为一种高强度纤维，制造原料为沥青或者PAN，以PAN为原料制成的高性能型拉伸强度可达到3432MPa，本身又具有相对密度小、耐高温、防辐射、耐水及耐腐蚀性好等优点，是一种新兴的增强材料，在性能上碳纤维与玻璃纤维比较如表4-6所示。只是由于价格高，加上吸湿性强、易氧化等因素，应用受到限制，但是碳纤维增强效果远远好于玻璃纤维。
表4-6 碳纤维与玻璃纤维性能比较
④晶须纤维：晶须为一类针状或毛状的结晶物质，外观看像短且直径极小的丝，其直径小到0.05～10μm，100根晶须才相当于一根玻璃纤维，1000根晶须才相当于一根硼纤维。晶须的长径比大，其中氧化铝晶须的长径比可达（500～5000）∶1。晶须的力学强度极高，拉伸强度最高可达6894MPa，接近原子间的力，晶须为所有增强材料中强度和模量最高的品种，可用于热塑性和热固性塑料的增强。常用晶须品种有钛酸钾、硼酸铝、硫酸钙、碳酸钙、硼酸镁、氧化锌、二氧化二铝、碳化钛、碳化硅、二氧化硅、莫来石等，晶须增强的效果虽然不如玻璃纤维好，但因没有浮纤而表面光泽度高。
⑤有机纤维：主要包括芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、超高相对分子质量聚乙烯纤维和基体树脂纤维，优点为密度低，缺点为增强效果远远低于碳纤维。
⑥其他纤维：石英纤维、陶瓷纤维、炭芯硼纤维、钨化碳纤维、二硼化钛纤维、不锈钢纤维、钛酸钙纤维及碳硅纤维等，此类纤维因价格高而很少应用。
⑦复合纤维：玻璃纤维/有机纤维复合增强，双方互相促进与树脂的相容性，有机纤维有一定的增强效果，但主要以玻璃纤维为主。与单一玻璃纤维增强比较，复合增强的断裂伸长率高，并提高了复合材料的结晶速率和结晶度。
最后，对各类纤维的级别性能进行比较如表4-7所示。
表4-7 各类纤维性能比较
（一）塑料短纤维增强配方设计
以玻璃纤维为例，在设计短玻璃纤维增强配方时，要解决如下问题。
1.玻璃纤维的选择
选用无碱E玻璃纤维，优点为电绝缘性好、力学强度高、水解度低，用含氨基的硅烷类偶联剂处理过的相容效果好。
2.玻璃纤维的加入量
随玻璃纤维含量增加，拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度（非结晶树脂）、尺寸稳定性、热变形温度、硬度都大幅度提高，断裂伸长率和流动性下降。以ABS不同含量玻璃纤维增强为例，具体性能见表4-8所示。
表4-8 不同玻璃纤维含量增强ABS的性能
注：玻璃纤维为E型无碱短切，天津玻璃纤维厂，用硅烷KH-550处理。
3.玻璃纤维尺寸的选择
玻璃纤维的L/D一般在10～40范围内，玻璃纤维的L/D越大，缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、尺寸稳定性都大幅度提高，而断裂伸长率下降。从玻璃纤维的具体尺寸上看，直径为11～13μm、长度0.2～0.8mm比较合适。直径太粗，与树脂相容性差，力学性能下降；直径太细，易被螺杆剪切成粉末，失去增强作用。具体见表4-9至表4-11所示。
表4-9 不同玻璃纤维直径对30%增强PA6性能的影响
表4-10 不同玻璃纤维直径对30%增强PA66性能的影响
表4-11 不同玻璃纤维直径对30%增强PP性能的影响
4.无机纤维的相容性问题
一般纤维都要用硅烷偶联剂处理，常见的为用1%～1.5%的KH-550或KH-560硅烷类偶联剂处理，具体处理效果见表4-12所示。
表4-12 不同硅烷偶联剂品种对PP/GF复合材料拔出孔隙统计表
经过偶联处理的纤维虽然提高了与聚合物的相容性，但为了进一步提高相容性，最好加入对应树脂的极性基团接枝物或共聚物，如PP用马来酸酐接枝PP，PE用马来酸酐接枝PE，PA用马来酸酐接枝POE，ABS和AS用SAN等。具体增加相容性实例如表4-13所示。
表4-13 含30%短玻璃纤维增强PP/PP-g-MAH复合材料的力学性能
PP用5%的玻璃纤维增强，如果加入7%的PP-g-MAH，与不加相容剂比较拉伸强度增加95.1%、弯曲强度增加90.1%，缺口冲击强度提高50%、无缺口冲击强度提高110.4%。
另外，在增强体系中加入如DCP、BMI等交联剂，可有效促进树脂与纤维的黏接。以PP为例，上述两种方法的增强效果如表4-14所示。
表4-14 纤维的不同相容方法对PP/GF增强体系性能的影响
注：GF含量为27%、KH-550加入量为0.3%～0.5%、DCP加入量为0.5%～1%、BMI加入量为0.7%～1%、PP-g-MAH加入量为10%。
5.浮纤问题
绝大多数无机纤维/聚合物复合材料都存在不同程度的浮纤问题，解决办法为基体树脂选择高流动性低黏树脂、玻璃纤维的直径控制在8～14μm范围内、玻璃纤维/晶须或者玻璃纤维/针状填料硅灰石复合、加入马来酸酐接枝相容剂、增强外润滑效果、充入氮气进行保护、一次成型后增加二次热定型处理等。例如晶须硅是一种纤维状超细白色粉体材料，与玻璃纤维复合加入树脂中可以消除玻璃纤维外露、提高表面光泽度、克服翘曲现象、改善流动性，而且价格是玻璃纤维的1/3～1/2。
6.纤维干燥问题
暴露于空气中的纤维会有不同程度的吸水性，玻纤表面过多的浮水会导致玻纤断裂变短、力学强度变低，还会影响硅烷类偶联剂的表面处理。因此在偶联处理前纤维最好要干燥，一般是在纤维加入过程中通入加热的金属管一段时间即可。
7.玻璃纤维增强树脂的加工
在双螺杆挤出机中，物料在螺杆的加料段还是固体输送，短纤维和塑料粒子摩擦很大，导致短纤过早被磨碎，变成了填料，从而强度会很低。因此，用短玻璃纤维增强必须采用侧喂，因为此时对应的为螺杆的熔融段，内部塑料已经成为熔体，可以有效避免短纤维破碎发生概率。
（二）塑料长纤维增强配方设计
长玻璃纤维增强复合材料是指玻璃纤维长度大于15mm以上（一般在15～25mm）的一类增强塑料，英文简称LFT，这是近年来才开发出来的一类新型增强材料。
1.长纤维增强塑料的优点
玻璃纤维在复合材料中为长15mm左右的线型结构，但加工成制品后成为三维网状结构，类似玻璃毡增强塑料的结构，增强效果远远好于短玻璃纤维增强塑料，具体介绍如下：
表4-15 30%长、短玻璃纤维增强PP性能比较
（1）拉伸强度和弯曲强度比短玻璃纤维增强复合材料大大提高
以PP为例，分别采用长、短玻璃纤维增强材料的性能如表4-15和表4-16所示。
表4-16 不同玻璃纤维含量的长玻璃纤维PP和PA6性能对比
从表4-16中可以看出，40%长玻璃纤维增强PP与30%短玻璃纤维增强PA6的性能相当，且PP的密度比PA6小11%，价格低40%，因此完全可以用长玻璃纤维增强PP代替短玻璃纤维增强PA6。
（2）冲击强度大幅度提高
从表4-17和表4-18中都可以看出，无论是冲击强度还是缺口冲击强度，随着长玻璃纤维含量增加都在增加，增加幅度比短玻璃纤维增强效果要好。
（3）低蠕变性和低收缩率
长玻璃纤维增强复合材料的蠕变性比短玻璃纤维增强复合材料更小，收缩率更低，更适合于精密塑料制品的应用。
（4）耐热温度小幅增加
长玻璃纤维增强复合材料的耐热温度比短玻璃纤维增强复合材料略有增加，但增加幅度不大，这方面的优势不突出。
2.长纤维增强热塑性材料（简称：LFT）的配方设计
（1）基体树脂
以PP为主，PA次之，此外还有PET、PBT及TPU等树脂可以选用。树脂要选择流动性好的牌号，这样可有效降低加工中纤维的损伤概率，提高分散性，并有利于浸润玻璃纤维，不同流动性PP树脂对长玻璃纤维复合PP性能的影响具体如表4-17所示。
表4-17 不同流动性PP对长玻璃纤维增强PP性能的影响
（2）玻璃纤维
选择无碱纤维，国内大部分玻璃纤维都行，如巨石、重庆、泰山、PPG等都不错。长玻璃纤维的加入量如何确定？以长玻璃纤维增强PP为例，拉伸强度随长玻璃纤维的加入量增大而增大，含量达到40%时拉伸强度达到最大值111MPa。弯曲强度随长玻璃纤维的加入量增加而持续增加，含量达到40%时弯曲强度达到181MPa。缺口冲击强度随长玻璃纤维的加入量增大而增大，含量达到36%时缺口冲击强度达到最大值32kJ/m2。因此长玻璃纤维复合材料的最佳加入量为40%左右，不同于短玻璃纤维复合材料的最佳加入量在30%左右。
（3）偶联剂
以KH-570、H-550、A-1100等硅烷偶联剂为主，加入量1%左右。
（4）相容剂
对长玻璃纤维PP复合而言，相容剂以PP-g-MAH为主，加入量5%左右最好。相容剂的加入可以有效增加树脂/玻璃纤维的相容性，提高复合材料的拉伸强度、拉伸模量和冲击强度。提高冲击强度具体原因为PP-g-MAH强化了偶联，GF诱导横晶的缘故，此外极性的PP也更加容易浸润GF。
3.长玻璃纤维增强塑料的制造方法
（1）熔融浸渍法
将偶联剂处理后的玻璃纤维束通过十字机头，用熔融的塑料进行包覆处理。熔融浸渍法的缺点为熔体包覆时间很短，难以进入每一根玻璃纤维束内。
此方法加工的关键在工艺和机头设计，典型的熔融浸润生产工艺为：
目前的长玻璃纤维增强塑料大都采用此方法成型，成型后进行进行退火处理拉伸强度还可以提高。
（2）粉末浸渍法
通过静电作用，将树脂粉末吸附于玻璃纤维束内单丝的表面，然后加热熔融粉末固定在纤维表面。粉末浸渍法的缺点为与玻璃纤维直径相互匹配的粉末难以制备，因此目前实际应用很少。
（3）混合编织法
将塑料纺成细丝与玻璃纤维混合编织后，加入熔融的载体树脂中进行复合。缺点为塑料纺丝难度大，只有PP、PA、PET可以纺丝。
长玻纤复合塑料的最大难度在于如何保证玻璃纤维束充分浸润，保证高的浸润度，以提高与树脂的相容性。为此要选择高流动性的树脂，并且与载体树脂的相容性要好。
长玻纤复合塑料中玻璃纤维的微观排列为类似编织状纵横交错无规则排列，与短玻纤的单一沿流动方向规则排列比较，提高了力学性能、热学性能、耐蠕变、耐疲劳、耐磨性、各向同性和低翘曲性。
（三）塑料其他纤维增强配方设计
1.其他增强纤维的表面处理
同玻璃纤维一样，各类纤维在与树脂复合之前，都要进行表面处理，以提高与树脂的相容性。但各类不同类型纤维的表面处理方法略有不同，具体如下：
（1）金属纤维表面酸洗处理
目的除去金属纤维表面的氧化层，提高与树脂的复合强度。所用酸为弱酸如乙酸及盐酸等。
（2）有机纤维氢氧化钠等碱性物质浸泡
有机纤维可用氧化还原法、表面接枝法、冷等离子处理法进行表面处理，主要目的改变有机纤维表面结构。其中氧化还原法中的氢氧化钠浸泡法最为常用，可以明显改善有机纤维的表面结构，提高与树脂的相容性。碱性物质还有氢氧化钙和过氧化氢等。此外还有氨化处理，具体用尿素和氨水。
（3）各类纤维表面活化处理
①偶联剂处理：不同的纤维选用不同的偶联剂品种，如玻璃纤维用硅烷类、其他纤维选用钛酸酯或铝酸酯类。经验证明，选用单一普通偶联剂处理的效果一般，如用硅烷类KH-550处理玻璃纤维，效果不十分理想，选用特殊偶联剂处理效果较好。
②特殊偶联剂处理：鉴于普通偶联剂使用效果一般，可用特殊偶联剂进行处理。以硅烷类偶联剂为例：含有双键置换基团的过氧化硅烷，如乙烯基三（特丁基过氧化）硅烷（A-1120）处理效果较好；将硅烷与全氯环戊烷、氯化二甲苯、氯桥酸酐等高氯化物并用，可显著改善与PP相容性；特别是氯化二甲苯，还兼有热稳定作用，是PP增强时纤维表面处理材料的首选。
③表面树脂浸渍：将纤维与复合增强体系中的基体树脂或相近的树脂浸渍，可极大提高与树脂的相容性。
2.各类增强纤维的协同作用
不同品种的增强纤维之间混合使用，尤其是性能相差较大的纤维之间混合，具有一定的协同作用，比单一加入增强效果好。
常见的协同实例有：玻璃纤维/碳纤维、玻璃纤维/金属纤维、玻璃纤维/有机纤维、碳纤维/金属纤维、玻璃纤维/云母、玻璃纤维/硅灰石、有机纤维/云母、钢纤维/石棉纤维、钢纤维/碳纤维、钢纤维/芳纶纤维、碳纤维/芳纶纤维、玻璃纤维/石棉纤维及金属纤维/玻璃纤维等。例如，在PP、PS、HDPE及ABS等增强时，可用10%聚酯纤维/30%云母复合加入。
3.晶须增强复合材料配方设计
晶须作为树脂增强材料的历史已经很久，但目前具体应用还是比较少，主要原因是其优缺点都比较突出。
晶须与玻璃纤维增强塑料相比较优点如下：
①外观光滑：不像玻璃纤维增强塑料的外观那样不平，表面光泽度高。
②成本低：晶须的成本仅为玻璃纤维的70%左右。
③具有高耐热性：晶须硅的耐热温度高达1700℃。以硫酸钙晶须为例，用其增强后可以使ABS757树脂的热变形温度从84℃提高到90℃、使PP树脂的热变形温度从82℃提高到120℃，基本与玻璃纤维增强塑料接近。
④提高阻燃性：晶须与阻燃剂有协同作用，可以提高阻燃性，而不是像玻璃纤维那样有时降低阻燃性。
⑤制品尺寸稳定：晶须增强塑料可以降低收缩率，制品不易翘曲。例如经钛酸钾晶须增强以后的塑料复合材料，线膨胀系数及成型收缩率大大减小，使成形部件受热和冷却时都能保持足够的尺寸稳定性。再如，玻璃纤维与硫酸钙晶须增强PP和ABS材料收缩率的比较如表4-18所示，晶须增强塑料的收缩率大大低于玻璃纤维。
表4-18 玻璃纤维与硫酸钙晶须增强PP和ABS材料的收缩率
⑥加工流动性好：例如硫酸钙晶须加入到PP、ABS、PU、PTFE中后，熔体流动指数基本不变，而玻璃纤维增强塑料的熔体流动指数则下降。
⑦加工长径比保持率高：在纤维复合加工过程中，晶须的长径比保存率大大高于玻璃纤维，具体如表4-19和表4-20所示。
表4-19 钛酸钾晶须与玻璃纤维长度保持率比较 单位：%
表4-20 钛酸钾晶须增强PA66循环加工性能保持率
⑧刚性改性效果基本持平：例如用30%玻璃纤维与晶须增强树脂，拉伸强度和冲击强度级别持平，具体见表4-21所示。拉伸强度玻璃纤维略好一点，冲击强度晶须略胜一筹。
其他如产品绝缘性好、产品吸水率低、耐腐蚀性好、表面抗划伤等。
总体上讲，晶须的增强效果不如玻璃纤维好，只是在某些方面突出一些，具体如表4-21所示。
表4-21 晶须和玻璃纤维对PA6增强效果比较
下面举例说明各类晶须的增强效果：
（1）硫酸镁晶须对PP的改性效果
硫酸镁晶须对PP的改性效果见表4-22所示。
表4-22 不同含量硫酸镁晶须含量对PP的改性效果
注：硫酸镁晶须的长度10～40μm，140℃干燥2h；PP为粉末，熔体流动指数2.5g/10min。
从表4-22中可以看出，随着晶须含量的增加，各项性能指标先增加后下降，一般在晶须含量30%左右达到最大值。晶须的增强改性在PA、PBT、PPS等工程塑料中应用非常广泛，添加比例一般为10%～30%之间。以PPS为例，添加20%的比例，拉伸强度增加50MPa，冲击强度增加5kJ/m2，弯曲强度增加40MPa。
（2）硫酸钙晶须增强效果
以30%硫酸钙晶须增强PA66和PBT为例，其具体增强效果见表4-23和表4-24所示。
表4-23 30%含量硫酸钙晶须与硅灰石填充PA66和PBT性能比较
表4-24 硫酸钙晶须增强PA66的性能
（3）钛酸钾晶须增强效果
具体见表4-25所示。
表4-25 30%钛酸钾晶须增强各类树脂的综合性能比较
4.基体树脂纤维自增强
采用与基体树脂相同的纤维对树脂进行增强，是近年来研究较多的一种新型增强方法。优点：增强材料与树脂相同，同样为高分子材料，具有优异的相容性，加入量少，在增强的同时其他性能保持良好，绝大部分还可以保持透明性。
缺点：除了拉伸强度提高明显外、耐热温度、弯曲模量、耐磨、蠕变、尺寸稳定性等性能提高幅度较小。
能够作为基体树脂增强材料的要求为熔融温度高于树脂的温度，且两只差距保持在基体树脂完全熔融、而增强材料刚刚开始熔融，这样两种的相容性最好。
获得基体树脂增强材料：
①同树脂交联材料；
②同树脂高相对分子质量材料。
以PP同基体树脂增强材料增强为例，与玻璃纤维增强比较，不发生塑性断裂而发生脆性能断裂，拉伸强度在纵横两个方向比纯PP提高5倍和6倍之多。
5.其他纤维增强
聚四氟乙烯纤维可以用于PP的增强改性，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度均随纤维用量增加先提高后下降，2%为抛物线最高点，此时复合材料的拉伸强度提高13%、弯曲强度提高16%、缺口冲击强度提高22%，同时提高了耐热性能。
细菌纤维素（BC）为微生物产生的细胞外产物，是一种新型生物合成原料，具体横的纯度、结晶度和弹性模量，极好的可塑性和撕裂强度，具有精细的三维网状结构，可以用于聚合物的辅助增强材料。在PA6中加入10%的GF和0.4%的BC，可以达到在PA6中加入20%GF等同的增强效果，冲击强度提高不明显，但是复合材料密度降低。
三、塑料纳米增强配方设计
纳米材料是指尺寸在100nm以下的材料，用于塑料增强增韧的纳米材料有蒙脱土、二氧化硅、石墨烯、碳纳米管、碳酸钙、氧化钛、氧化锌等，详见塑料填充配方设计相关章节。
由于纳米材料尺寸太小，很容易产生颗粒间聚集，因此需要进行表面处理，常见的有：偶联剂处理和有机层插处理。
各类纳米材料具体增强实例如下：
1.石墨烯
石墨烯为最新开发的增强材料，由于石墨烯本身具有很高的强度，对塑料具有明显的增强功能，具体增强实例如下：
①将0.7%的水溶性石墨烯加入PVA中，拉伸强度提高76%。
②将石墨烯加入TPU中1%时，拉伸强度提高75%、模量提高120%。
③将苯乙烯接枝石墨烯加入PS中0.9%，拉伸强度和杨氏模量各自提高70%和57%。
2.蒙脱土
聚乳酸/蒙脱土复合强韧材料配方如下：
PLA（2002D）：97%；有机改性蒙脱土：3%。
生产工艺：双螺杆挤出机造粒后，压制成测试样条。
相关性能：拉伸强度由53MPa增加到63MPa，冲击强度由18kJ/m2增加到23kJ/m2，结晶度由25%增加到43%。
PA6/层插改性纳米蒙脱土复合材料，不仅具有好的力学性能，而且具有金属光泽、可以消除翘曲。具体配方如下：
PA6（中粘）：100；表面处理剂己内酰胺：适量；有机层插改性蒙脱土（25nm）：2。
注：有基层插剂为：长链有机烷基铵盐。
此配方的相关性能：拉伸强度88MPa，弯曲强度143MPa，断裂伸长率188%，弯曲模量1590MPa，缺口冲击强度17kJ/m2。
3.碳纳米管
表面处理后的MWCNTs在EP中添加0.75%，复合材料的拉伸强度提高70%，冲击强度提高61%。
4.气相二氧化硅
在EP中加入3%的气相二氧化硅，EP复合材料的拉伸强度提高44%、冲击强度提高878%，拉伸模量提高370%。
5.纳米碳酸钙
在PVC中加入5%铝酸酯处理的纳米碳酸钙，拉伸强度提高123%、缺口冲击强度提高313%。
总体而言，纳米填料因其粒径十分小，加入树脂中的拉伸强度呈抛物线变化，即开始随加入量增加拉伸强度增大，达到最高值后，随后加入量增加拉伸强度变小。习惯上，将与拉伸强度最大值对应的加入量称为最佳添加量，纳米材料的最佳添加量比较小一般不超过10%，一般在3%左右。例如，如用纳米级SiC/Si3N4对LDPE进行增强改性，最佳添加量为5%，此时拉伸强度提高112%。再如，用纳米黏土填充PA6，最佳添加量为4.2%，此时的拉伸强度增加55%。
四、塑料原位复合增强配方设计
塑料的原位复合为在树脂中共混刚性棒状液晶聚合物（LCP）。LCP属于典型的棒状结构，它的直径10nm，长度为分子链，因此长径比十分巨大，使之可以作为一种超级纤维对树脂进行增强改性，其改性效果十分显著，而且不会像玻璃纤维那样带来其他副作用。
原位复合增强配方的具体设计如下。
1.基体树脂
可用的基体热塑性树脂有PI、PES、PET、PC、PVC、PPS、PS、PPO、PEEK、PP、PA、LDPE及HDPE等，要求基体树脂的黏度要大于LCP的黏度。
2.液晶聚合物
几种LCP都可用于原位复合改性，TLCP（热致液晶）类有全芳香均聚聚酯、共聚聚酯和聚酯酰胺，SLCP（溶致液晶）类有PPTA（聚对苯二甲酰对苯二胺）和PPBT（聚对苯二甲基苯异噻唑），要求LCP的黏度要小于基体树脂的黏度。
3.相容剂选择
为树脂的马来酸酐接枝共聚物，如PP/LCP可用PP-g-MAH做相容剂。
4.LCP的加入量
在原位复合材料中，LCP的加入量存在一个临界值，此时LCP可容易形成微纤。而在临界值前后，LCP只能以海岛状分部，形成不了微纤结构。对不同的LCP共混体系，形成微纤的临界值不同。对PA6/LCP体系，LCP的临界值为50%。对PBT/LCP体系，LCP的临界值为80%。对PEEK/LCP体系，LCP的临界值为90%。
几种TLCP原位复合材料的性能见表4-26所示。
表4-26 几种TLCP原位复合材料的性能
5.具体配方实例
（1）PPY（聚吡咯）/PPTA
分子复合薄膜的拉伸强度由纯PPY的23MPa提高到60.1MPa，断裂伸长率由3%提高到72%。
（2）PA11/PPBT（聚对苯二甲基苯异噻唑）原位复合材料配方
PA11：75%； PPBT：25%。
此配方的拉伸强度为0.4GPa。
其他原位复合增强的实例有：PA6/PPTA（聚对苯二甲酰对苯二胺）（95/5）、PVC/PPTA（95/5）及ABS/PTTA等。
五、塑料增强配方设计实例
（一） PP增强配方实例
1.PP短玻璃纤维增强配方
PP树脂最好选用乙烯含量为3%～15%乙丙共聚物，主要考虑保持较好的韧性。
具体配方如下：
PP：100；PP-g-MAH：3；GF（硅烷处理）：30；抗氧剂1010：0.2；抗氧剂DLTP：0.2。
此配方的拉伸强度为90MPa。
2.PP长玻璃纤维增强配方
用添加0.8%马来酸酐和0.08%DCP的PP料作为玻璃纤维熔体浸渍材料，对玻璃纤维进行包覆挤出，复合材料的拉伸强度为134MPa、缺口冲击强度为26.5kJ/m2、弯曲强度为195MPa、弯曲模量为4.2GPa。
长玻璃纤维增强PP塑料与短玻璃纤维增强PP塑料比较，长玻璃纤维增强PP塑料的优点主要表现在力学性能好。
长玻璃纤维增强PP塑料的拉伸强度、冲击强度、弹性模量都比短玻璃纤维增强PP塑料好，耐蠕变、耐疲劳性好，收缩率极低、形变小、尺寸稳定性高。热变形温度高、线膨胀系数小，耐腐蚀好，流动性好。具体对比如表4-27所示。
表4-27 30%长、短玻璃纤维增强PP和PA6的性能对比
长玻璃纤维增强PP的配方设计原则：
①纤维品种：长玻璃纤维选择要好，目前以进口玻璃纤维为主。国内生产主要是以巨石的988A可以用。
②树脂牌号：要选择流动性好的牌号，容易浸润玻璃纤维，增大相容性。
③树脂品种：以PP为例，PP品种影响均聚PP的拉伸强度和模量都大，共聚PP的拉伸强度和模量都小，但冲击强度增大10%。
④加入相容剂：以PP为例，目前相容剂以接枝PP为主，主要为马来酸酐接枝，如选用0.3%接枝率的马来酸酐接枝PP效果很好，也可以用纺丝级的高流动PP。接枝PP加入5%后，拉伸强度提高50%～100%，模量提高20%～70%。
造粒后玻璃纤维的长度以12mm左右为宜，生产工艺采用双螺杆挤出机：
①用十字机头挤出相容剂对玻璃纤维束进行表面浸渍处理。
②用十字机头对表面处理的玻璃纤维束进行树脂包覆复合。
③切成长度12mm左右的颗粒。
长玻璃纤维制造技术的关键：为玻璃纤维浸渍要充分散开，以利于每根都能进行表面处理和树脂包覆。目前部分的PP-LFT制造工艺为浸渍法，即将双螺杆挤出机中熔融的PP熔体挤出到一个浸渍槽中，玻纤被引入到浸渍槽，经过熔体进行浸渍，拉出玻纤经过压辊冷压为扁形玻纤条，切断为10～70mm的粒子。
LGFPP在加工制品时温度要适当提高，以降低断纤维概率，如注塑加工温度为290℃时性能最好，此时的拉伸强度为155MPa、弯曲强度为4.2GPa、缺口冲击强度为32kJ/m2。
3.晶须增强配方
（1）PP/硫酸钡晶须增强配方
PP：69%；硫酸钡晶须：30%；PP-g-MAH：1%。
此配方的拉伸强度54.3MPa。
（2）PP/碳酸钙晶须增强配方
PP：79%；碳酸钙晶须：20%；偶联剂：1%。
此配方的拉伸强度58.2MPa。
（3）PP/钛酸钾晶须增强配方
PP：100；钛酸钾晶须：35；PP-g-MAH或KH-550：0.35。
用PP-g-MAH为相容剂，配方的拉伸强度为42.2MPa，冲击强度为74.1J/m。
用KH-550为偶联剂，配方的拉伸强度为39.5MPa，冲击强度为62.3J/m。
4.其他增强配方
PP/云母/GF补强配方
PP：100；GF：25；云母：15；硅烷偶联剂0.5～1。
拉伸强度为86.8MPa。
（二） PA增强配方
1.短玻璃纤维增强PA配方
（1）表面处理
①偶联剂品种选择：不同熔点的PA选择不同的偶联剂，对于PA6、PA1010、PA1212、PA11、PA12、PA610等低熔点PA选用KH-550偶联剂，而对于PA66、PA46、PA6T、PA9T、PA10T、PPA等高熔点PA则选用KH560或KH-570偶联剂，是否偶联剂处理的增强复合材料改性效果见表4-28所示。
表4-28玻璃纤维是否偶联处理对增强PA6性能的影响
注：最近发现有韩国专利报道，他们采用长径比为50～60的双螺杆挤出机进行增强加工，发现增强PA6玻璃纤维含量在60%时强度最大，甚至可以达到285MPa。
②需要提醒的是：目前产市场上常用玻璃纤维，生产厂商在出厂时已经做了偶联剂处理，所以在实际生产中不需要再作偶联剂处理。
③偶联剂用量：偶联剂的用量不同，玻璃纤维的改性效果也不同，在PA6中加入不同含量偶联剂处理的玻璃纤维复合材料具体见表4-29所示。
表4-29 不同偶联剂用量对30%玻璃纤维增强PA6冲击强度的影响
（2）相容剂
相容剂的品种不同，对增强PA66的性能影响不同，其中选择POE-g-MAH、PE-g-MAH两种相容剂进行对比如下：
①冲击强度：在相容剂含量2.5%以前对增韧效果一样，都有所提高；但超过2.5%以后，POE-g-MAH对增强PA66韧性的提高明显高于PE-g-MAH，添加量越大，差距越明显。
②拉伸强度：在相容剂含量添加2.5%以前，拉伸强度都提高；在添加2.5%添加量以后，拉伸强度都下降；无论提高或下降，都以添加PE-g-MAH的拉伸强度高，添加量越大，差距越明显。
③吸水率：与相容剂品种差并不多，与添加量大小有关，添加量越大，吸水率越小，具体见表4-30所示。
表4-30 不同相容剂POE-g-MAH和PE-g-MAH对增强PA66吸水率的影响
（3）玻璃纤维含量对性能的影响
玻璃纤维含量对性能的影响具体见表4-31和表4-32所示。
表4-31 不同玻璃纤维含量对PA6性能的影响
表4-32 不同玻璃纤维含量对PA66性能的影响
从以上两个表中数据可以看出，对于玻璃纤维增强尼龙而言，玻璃纤维含量在30%时综合性能最好。在更高的玻纤浓度范围内，通常在60%GF时，可以达到285MPa的最高拉伸强度。但是在高浓度玻纤含量下，需要提高双螺杆挤出机的长径比达到50～60，这样可以保证GF的有效分散，有利于提高强度和减轻浮纤。
（4）工艺条件
①挤出温度稍高一些，利用快速融入包覆玻璃纤维，复合材料性能稍高。
②螺杆转速要低一些，以免玻璃纤维断裂变短，影响改性效果。
③螺杆剪切要弱一点，以免玻纤被剪碎，降低增强效果。
下面以PA66玻璃纤维增强增韧配方为例，具体说明其改性效果。
玻璃纤维增强增韧PA66配方：
PA66：63%；SEBS-g-MAH：5%；玻璃纤维：32%。
加工条件：采用双螺杆挤出机，料筒温度为250～280℃。
相关性能：拉伸强度155MPa，弯曲强度216MPa，冲击强度80kJ/m2，流动性下降。
2.长玻璃纤维增强PA配方
以PA66为例，选择低相对分子质量PA6作为相容剂，先涂覆在玻璃纤维表面，因流动性好而容易浸渍完全，再与PA66树脂复合。
长玻纤增强聚酰胺复合材料比起常用的短玻纤增强塑料性能比较：弯曲模量提高了两倍，冲击强度增强了四倍，并可在-30℃的环境下保持不变，具体各类改性效果介绍如下：
①优良的抗冲击性，高模量、高强度、低翘曲；
②各向同性、收缩率低、低抗蠕变、高尺寸稳定性；
③优良的耐磨耐疲劳性能；
④优良的耐化学性；
⑤优良的成型加工性。
以PA66为例，不同玻璃纤维含量的长、短玻璃纤维增强PA66的性能如表4-33所示。
表4-33 不同玻璃纤维含量的长、短玻璃纤维增强PA66的性能对比
从表4-33中可以看出，相同含量长玻璃纤维的增强PA66效果明显好于短玻璃纤维的增强效果。
3.碳纤维增强PA配方
碳纤维增强PA66的具体性能如表4-34所示。从表4-34中可以看出，相同含量的碳纤维和玻璃纤维增强PA66。碳纤维的增强效果明显好于玻璃纤维的增强效果。
表4-34 不同碳纤维含量PA66的性能
举一个PA1010/碳纤维增强配方具体说明：
PA1010：80%；碳纤维：20%。
此配方的拉伸强度为106MPa。
4.芳纶增强PA配方
芳纶纤维增强PA66的具体性能见表4-35所示。
表4-35 20%芳纶纤维增强PA66的性能
5.不同纤维混合增强配方
以玻璃纤维/硅灰石混合填充PA6配方为例，具体性能如下：
中黏PA6：60；无碱玻璃纤维（硅烷偶联剂处理）：30；超细微粉硅灰石（钛酸酯偶联剂处理）：10。
此配方的性能：缺口冲击强度14.1kJ/m2，拉伸强度160.1MPa，弯曲强度256.2MPa，压缩强度222.0MPa，热变形温度208.9℃。
（三） PC增强配方
1.PC玻璃纤维增强
PC经玻璃纤维增强后，可提高PC的耐疲劳强度和硬度，提高耐应力开裂性6～7倍，拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、压缩强度、耐热性、耐磨性、耐蠕变性都有提高，降低吸水性和成型收缩率，缺点为降低冲击性能、透明性和流动性，密度增大、表面粗糙。
PC可采用长、短玻璃纤维进行增强，在选用长玻璃纤维增强时，PC的相对分子质量不宜过高，PC长、短玻璃纤维增强的性能见表4-36所示。
表4-36 PC及其玻璃纤维增强材料性能
2.PC其他纤维增强配方
除了玻璃纤维外，PC还可以采用碳纤维、晶须等纤维进行增强改性，具体举例如下：
（1）PC/碳纤维增强配方
PC：90%；短切碳纤维：10%。
此配方的拉伸强度为134MPa。
（2）PC/二氧化钛纤维增强配方
PC：70%；二氧化钛纤维：30%。
此配方的拉伸强度105MPa。
（四）热塑性聚酯增强配方
纯的热塑性聚酯不能用做工程塑料，必须进行增强以提高其力学性能方可用做工程塑料，同时又保证了纯聚酯的耐化学性和优良加工性的优点。增强PBT、PET的力学性能与增强PA类似，热塑性聚酯的玻璃纤维增强改性效果具体见表4-37和表4-38所示。
表4-37 不同玻璃纤维含量PET的性能
表4-38 不同短切玻璃纤维含量PBT的性能
增强PBT、PET使纵横收缩率各向异性增大，尤其是横向收缩率大，这容易导致制品翘曲，解决办法为添加无机填料、成核剂或制成合金。
（五） POM增强配方
POM做玻璃纤维增强改性加工时不好做，最主要是温度不好控制，都知道POM属于热敏性材料很容易受热降解，且温度范围还窄。做加纤材料需要基料很好熔融才能对纤维有很好的包覆，而且剪切还不能小，这样对温度的要求就更高了。我们可以在生产过程中加些助剂尽量延缓POM的分解，可以加0.1%的双氰胺和0.5%的抗氧剂2246，或者加PA和MA（三聚氰胺）对POM的热稳定性有很好的帮助。
1.POM短玻璃纤维增强配方
（1）偶联处理
用于POM增强改性的玻璃纤维要进行表面处理，采用不同的偶联剂处理的玻璃纤维改性效果不同，具体见表4-39所示。
表4-39 不同偶联剂处理30%玻璃纤维增强POM的性能
从表4-39可以看出，硅烷类偶联剂KH-550处理玻璃纤维的效果最好，用其增强POM的性能明显好于KH-560处理玻璃纤维增强POM，见表4-40。
表4-40 玻璃纤维含量对增强POM熔体流动速率的影响
从表4-40可以看出，增强POM的流动性随着玻璃纤维含量的增大，熔体流动指数缓慢下降，这说明玻璃纤维降低了复合材料的流动性。
（2）相容剂
用于玻璃纤维增强POM的相容剂主要为马来酸酐接枝树脂和二苯基亚甲基二异氰酸酯（MDI），具体相容效果见表4-41所示。
表4-41 不同含量MDI对30%玻璃纤维增强POM的影响
从表4-41中可以看出，随着MDI相容剂含量的增大，增强POM的各项性能指标均有不同程度的增加，在MDI含量0.7%时各项性能最好，这说明在玻璃纤维增强POM配方中0.7%的MDI相容剂添加量为最佳添加量。
下面引用一个发明专利说明增强POM的配方组成：
本发明涉及一种玻璃纤维增强聚甲醛树脂复合材料，其特征是由聚甲醛树脂、经过浸润剂表面处理的玻璃纤维、相容剂、辅助添加剂复合而成，其配方的质量百分比为：聚甲醛树脂48%～95%、玻璃纤维4.8%～49.8%、相容剂0.1%～5%、辅助添加剂0.1%～5%、浸润剂0.01%～5%。其中玻璃纤维经过特制的浸润剂进行表面处理，所述浸润剂由硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、抗静电剂、pH调节剂和去离子水组成，其成分质量百分比分别为：硅烷偶联剂0.1%～10%、成膜剂1%～90%、润滑剂0.1%～5%、抗静电剂0.1%～5%、pH调节剂0～5%，其余为去离子水。本发明的目的在于提供一类玻璃纤维增强聚甲醛树脂的复合材料，其具有优良的机械性能与较高的热稳定性。
2.POM长玻璃纤维增强配方
以云天化POM（M90）树脂为基材，按POM∶TPU∶抗氧剂比例为70∶30∶0.5的配方，加入不同含量的长玻璃纤维，对POM的性能影响见表4-42所示。
表4-42 不同含量长玻璃纤维增强POM的性能
（六） PPS增强配方
PPS属于结晶性树脂，对玻璃纤维和碳纤维都很敏感，增强后的PPS各项物理性能指标飞速增加，可以说用于工程的PPS如果不进行增强改性就不能使用。
PPS树脂具有很高的流动性，容易与玻璃纤维浸润，与玻璃纤维的相容性很好，因此增强改性效果十分突出，不同玻璃纤维和碳纤维含量的增强PPS具体性能见表4-43所示。
表4-43 不同玻璃纤维含量对PPS性能的影响
续表
另外，PPS可以用原位增强材料LCP进行增强改性，PPS/LCP原位复合增强配方具体如下：
PPS：100； LCP：100。
此配方的拉伸强度100MPa。
（七） PLA增强配方
PLA的玻璃纤维增强以聚乙二醇（PEG）为增塑剂、PLA-g-MAH接枝物为相容剂、硅烷类为偶联剂，制备工艺采用双螺杆挤出机。玻璃纤维能明显提高PLA结晶度和力学性能，具体见表4-44和表4-45所示。
表4-44 不同玻璃纤维含量对PLA性能的影响
从表4-44中可以看出，随着玻璃纤维的增加，增强PLA的拉伸、弯曲、冲击性能和结晶性都明显提高。流动性先升后降，玻璃纤维含量超过21.6%时低于纯PLA。
表4-45 不同偶联剂含量对30%玻璃纤维PLA性能的影响
从表中4-45中可以看出随偶联剂的增加，增强PLA的各项性能均增加，制品表面光泽度也在增加。
美国RTP公司开发出30%玻璃纤维增强PLA，拉伸强度114MPa、提高1倍，弯曲模量11239MPa，热变形温度160℃、提高93℃，整体性能超过30%玻璃纤维增强PP。
（八） PPO增强配方
PPO属于非结晶树脂，对玻璃纤维的敏感性不高，因此增强PPO的各项性能指标虽有提高，但增加幅度不大，具体见表4-46所示。同样由于PPO自身黏度高，对于PPO玻璃纤维增强体系，需要添加HIPS与PA复合。
表4-46 不同玻璃纤维含量增强PPO的性能
PPO也可以用长玻璃纤维进行增强改性，改性效果好于短玻璃纤维增强PPO。
（九）其他塑料增强配方
1.PVC增强配方
PVC增强要点为：热稳定性不好，要控制好加工温度，提高PVC的流动性；PVC的流动性不好，要快速降低黏度以利于浸润玻璃纤维；玻璃纤维用KH-560偶联剂表面处理效果好。
玻璃纤维增强PVC的具体性能见表4-47所示。
表4-47 不同玻璃纤维含量对PVC性能的影响
从表4-47中看出30%玻璃纤维增强PVC：拉伸强度、弯曲强度都提高2倍，拉伸模量和弯曲模量都提高3倍，冲击强度提高4倍；但耐热提高幅度很小，进一步认证了非结晶树脂耐热性对玻璃纤维增强不敏感的规律。PVC玻璃纤维增强配方举例如下：
PVC：100；脂肪酸酯：2；玻璃纤维：30；脂肪醇：1；有机锡：3；硬脂酸钙：0.5。
2.聚乙烯增强配方
因玻璃纤维与聚乙烯树脂的相容性不好，因此玻璃纤维必须用KH-550进行表面处理，除此之外还需要加入PE-g-MAH作为相容剂，提高复合材料的性能指标。例如，30%玻纤含量的HDPE的拉伸强度可以达到110MPa，但断裂伸长率仅为2.5%，而纯HDPE对应的拉伸强度和断裂伸长率为17MPa和880%。为了充分发挥玻璃纤维的增强效果，尽量还开发了长玻璃纤维增强HDPE，其改性效果更好。
玻璃纤维增强HDPE的配方举例如下：
HDPE（2908）：70%； E—无碱玻璃纤维（1%KH550处理）：30%。
具体性能：拉伸强度52.5MPa，冲击强度52kJ/m2，洛氏硬度90，维卡软化温度：106℃。
3.ABS增强配方
ABS增强用玻璃纤维为短纤维，但纤维长度不能低于0.915mm，并需要用有机硅偶联剂进行表面处理，用KH-550偶联剂处理效果好。玻璃纤维增强ABS不仅保持了ABS原有的优异性能，而且能有效地提高拉伸强度、弹性模量、热变形温度及尺寸稳定性，具体性能见表4-48所示。
表4-48 不同玻璃纤维含量对ABS性能的影响
ABS典型增强配方举配方实例如下：
ABS：40；SAN：60；玻璃纤维（含1.5%KH-550）：20。
此配方的性能：拉伸强度83.5MPa，冲击强度82J/m，弯曲强度110MPa，弯曲弹性模量4840kPa，热变形温度99.4℃。