隨著高分子科學和技術的迅猛發展，社會對高分子材料的要求也愈來愈高。單一高分子材料往往難以滿足這種要求，需要用合金、共混、複合（簡稱abc）的(de)方(fang)法(fa)對(dui)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)加(jia)以(yi)改(gai)性(xing)，以(yi)求(qiu)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)發(fa)揮(hui)各(ge)自(zi)組(zu)分(fen)的(de)特(te)性(xing)，並(bing)賦(fu)予(yu)單(dan)一(yi)材(cai)料(liao)所(suo)不(bu)具(ju)備(bei)的(de)優(you)良(liang)品(pin)質(zhi)。高(gao)性(xing)能(neng)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)研(yan)究(jiu)和(he)開(kai)發(fa)已(yi)成(cheng)為(wei)當(dang)代(dai)高(gao)技(ji)術(shu)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)，也(ye)是(shi)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)，它(ta)正(zheng)向(xiang)著(zhe)高(gao)比(bi)強(qiang)度(du)、高比模量、高韌性、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等多方向發展。其中既增韌又增強的高分子複合材料已成為工程塑料改性研究的熱點。
但是，從材料科學的觀點來看，強度和韌性是結構材料的兩個特別重要但又相互矛盾的力學性能，材料同時增強、增韌的問題一直是高分子材料科學有待解決的重要難題之一。
一般來說，剛性粒子填充到聚合物基體中可以有效地提高材料的強度、剛度和尺寸穩定性等，但同時又極易導致聚合物脆性的增加。而用彈性體增韌熱塑性塑料，在增韌的同時，卻使材料的剛度、強度、使用溫度等指標發生較大幅度的降低。用機械共混的方式同時添加剛性粒子和橡膠形成的聚合物／彈性體／填料三相複合材料可以在一定範圍內平衡材料剛性與韌性的矛盾，卻不能同時獲得高強度高性能的聚合物材料。因此，80年代以來，提出了用非彈性體（剛性粒子）增韌聚合物的改性新途徑。
在zai國guo家jia自zi然ran科ke學xue基ji金jin委wei重zhong點dian基ji金jin資zi助zhu下xia，本ben實shi驗yan室shi首shou先xian在zai國guo內nei開kai展zhan了le聚ju合he物wu非fei彈dan性xing增zeng韌ren的de基ji礎chu和he應ying用yong基ji礎chu研yan究jiu，經jing過guo多duo年nian努nu力li，我wo們men在zai無wu機ji剛gang性xing粒li子zi替ti代dai橡xiang膠jiao增zeng韌ren聚ju合he物wu複fu合he材cai料liao及ji其qi增zeng韌ren機ji理li方fang麵mian進jin行xing了le係xi統tong深shen入ru的de研yan究jiu，取qu得de了le突tu破po性xing進jin展zhan。在zai理li論lun上shang闡chan明ming了le無wu機ji剛gang性xing粒li子zi增zeng韌ren聚ju合he物wu除chu了le對dui填tian料liao的de粒li徑jing和he粒li徑jing分fen布bu有you所suo要yao求qiu外wai，必bi須xu對dui其qi界jie麵mian相xiang結jie構gou提ti出chu新xin的de結jie構gou形xing式shi，即ji在zai均jun勻yun分fen散san的de剛gang性xing粒li子zi周zhou圍wei嵌qian入ru具ju有you良liang好hao界jie麵mian結jie合he的de和he一yi定ding厚hou度du的de柔rou性xing界jie麵mian相xiang，以yi便bian在zai材cai料liao經jing受shou破po壞huai時shi既ji能neng引yin發fa銀yin紋wen，終zhong止zhi裂lie紋wen擴kuo張zhang，還hai可ke以yi在zai一yi定ding形xing態tai結jie構gou條tiao件jian下xia引yin發fa基ji體ti剪jian切qie屈qu服fu，從cong而er耗hao散san大da量liang的de衝chong擊ji能neng。
然(ran)而(er)，上(shang)述(shu)界(jie)麵(mian)相(xiang)結(jie)構(gou)均(jun)是(shi)在(zai)反(fan)應(ying)性(xing)擠(ji)出(chu)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)形(xing)成(cheng)的(de)，材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)不(bu)穩(wen)定(ding)，操(cao)作(zuo)周(zhou)期(qi)長(chang)，難(nan)於(yu)控(kong)製(zhi)，因(yin)此(ci)很(hen)難(nan)將(jiang)實(shi)驗(yan)室(shi)研(yan)製(zhi)的(de)高(gao)剛(gang)性(xing)高(gao)韌(ren)性(xing)高(gao)分(fen)子(zi)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)步(bu)入(ru)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)階(jie)段(duan)，為(wei)此(ci)，在(zai)國(guo)家(jia)“863”計ji劃hua項xiang目mu的de資zi助zhu下xia，提ti出chu了le增zeng強qiang增zeng韌ren填tian充chong母mu粒li製zhi備bei高gao性xing能neng複fu合he材cai料liao的de設she想xiang，並bing在zai該gai設she想xiang的de指zhi導dao下xia，研yan製zhi成cheng功gong聚ju丙bing烯xi用yong增zeng強qiang增zeng韌ren填tian充chong母mu粒li和he尼ni龍long改gai性xing用yong增zeng韌ren劑ji母mu粒li。
增強增韌填充母粒的研製涉及大量的邊緣學科：界麵分子設計、填料和聚合物表麵物理化學改性、表麵性能表征、界麵相容劑的合成、界麵相互作用、流變行為、填料分散速度和分散程度、聚合物結晶行為、材料力學性能、增強增韌機理，因此是一項十分複雜而又非常有意義的。我們在研究了無機粒子表麵性質、分fen散san相xiang微wei觀guan結jie構gou和he材cai料liao力li學xue性xing能neng的de三san者zhe關guan係xi之zhi後hou，總zong結jie出chu增zeng強qiang增zeng韌ren填tian充chong母mu粒li製zhi備bei高gao性xing能neng聚ju合he物wu複fu合he材cai料liao需xu具ju備bei的de四si條tiao基ji本ben原yuan則ze和he創chuang造zao性xing地di解jie決jue了le無wu機ji粒li子zi均jun勻yun分fen散san和he界jie麵mian結jie合he相xiang互hu矛mao盾dun的de關guan鍵jian技ji術shu問wen題ti，通tong過guo高gao效xiao的de界jie麵mian改gai性xing劑ji的de使shi用yong和he反fan應ying性xing擠ji出chu加jia工gong方fang法fa的de運yun用yong，實shi現xian了le少shao量liang橡xiang膠jiao原yuan位wei浸jin潤run、包覆無機剛性粒子的設想，研製成功了一種以單分散無機粒子為核和少量彈性體為殼的新型聚合物／無機粒子“殼―核”結構的增強增韌型的填充母粒。
增強增韌填充母粒具有以下特點：
1．填充母粒的添加，不但能顯著改善聚合物的加工流變性能，而且能在聚合物基體中重新快速、均勻分散，因此，使填充母粒與聚合物的複合過程由二次加工簡化為一次加工成為可能。
2．填(tian)充(chong)母(mu)粒(li)的(de)添(tian)加(jia)，使(shi)聚(ju)合(he)物(wu)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)模(mo)量(liang)和(he)韌(ren)性(xing)同(tong)時(shi)得(de)到(dao)提(ti)高(gao)，即(ji)材(cai)料(liao)的(de)模(mo)量(liang)和(he)韌(ren)性(xing)均(jun)超(chao)過(guo)聚(ju)合(he)物(wu)本(ben)身(shen)的(de)數(shu)值(zhi)，獲(huo)得(de)一(yi)種(zhong)既(ji)韌(ren)且(qie)剛(gang)的(de)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)。
填充母粒對聚丙烯的增強增韌效果：
填充母粒（含量為40wt%）改性聚丙烯材料力學性能數據
均聚pp母粒填充均聚pp共聚pp母粒填充共聚pp
缺口衝擊強度（j/m）2080-90150300-400
拉伸強度（mpa）3025-302520-25
彎曲強度（mpa）3540-503030-36
彎曲模量（gpa）1.02.0~2.50.81.5-2.0
在國內外現有眾多的填充母粒商品和研究報導中，至今尚未見高分散的、tongshizengqiangzengrengaofenzicailiaodetianchongmulidebaodao。tadechenggongyanzhi，weiwujigangxinglizizengqiangzengrenjuhewujiemianjiegoumoxingdewanshan，fuhecailiaojiemianshejiyukongzhishuipingdetigaozuochulegongxian，bingjiangweiwoguodapinzhongtongyongsuliaoshengjiweigongchengsuliaoyijigongchengsuliaojinyibugaoxingnenghuakaipixintujing，weijuhewucailiaodeyingyongtuokuanxinlingyu，chuangzaoqiyingyoudeshehuixiaoyihejingjixiaoyi。
目前增強增韌填充母粒可用於改性聚丙烯、聚乙烯塑料，同時提高其材料的剛性和韌性，拓寬它們的應用範圍，如改性後的聚烯烴材料可應用於汽車和機動車零部件、家用電器外殼、電動工具箱等。 |