塑料是以單體為原料，通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，其抗形變能力中等，介於纖維和橡膠之間，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。

塑料的主要成分是樹脂。樹脂是指尚未和各種添加劑混合的高分子化合物。樹脂這一名詞最初是由動植物分泌出的脂質而得名，如松香、蟲膠等。樹脂約占塑料總重量的40%～100%。塑料的基本性能主要決定於樹脂的本性，但添加劑也起著重要作用。有些塑料基本上是由合成樹脂所組成，不含或少含添加劑，如有機玻璃等。

1、類型概述

塑膠原料定義為是一種以合成的或天然的高分子聚合物，可任意捏成各種形狀最後能保持形狀不變的材料或可塑材料產品。

2、主要特性

大多數塑料質輕，化學性穩定，不會銹蝕；

耐沖擊性好；

具有較好的透明性和耐磨耗性；

絕緣性好，導熱性低；

一般成型性、著色性好，加工成本低；

大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；

尺寸穩定性差，容易變形；

多數塑料耐低溫性差，低溫下變脆，容易老化；

某些塑料易溶於溶劑。

塑料可區分為熱固性與熱塑性二類，前者無法重新塑造使用，後者可以再重復生產。熱可塑性其物理延伸率較大，一般在50%~500%。在不同延伸率下力不完全成線性變化。

塑料不同性能決定瞭其在生活在工業中的用途，隨著技術的進步，對塑料改性一直沒有停止過研究。希望不遠的將來，塑料通過改性後的可以有更廣泛的應用，甚至可代替鋼鐵等材料並對環境不再污染。

1）分子結構

基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬於線型結構。有些高分子雖然分子間有交聯，但交聯較少，稱為網狀結構，屬於體型結構。

兩種不同的結構，表現出兩種相反的性能。線型結構，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。

2）材料特性

〈1〉 耐化學侵蝕

〈2〉 具光澤，部分透明或半透明

〈3〉 大部分為良好絕緣體

〈4〉 質量輕且堅固

〈5〉 加工容易可大量生產，價格便宜

〈6〉 用途廣泛、效用多、容易著色、部分耐高溫

3）優點

〈1〉 大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應。

〈2〉 塑料制造成本低。

〈3〉 耐用、防水、質輕。

〈4〉 容易被塑制成不同形狀。

〈5〉 是良好的絕緣體。

〈6〉 塑料可以用於制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。

4）缺點

〈1〉 回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經濟上不合算。

〈2〉 塑料容易燃燒，燃燒時產生有毒氣體。例如聚苯乙烯燃燒時產生甲苯，這種物質少量會導致失明，吸入有嘔吐等癥狀，PVC燃燒也會產生氯化氫有毒氣體，除瞭燃燒，就是高溫環境，會導致塑料分解出有毒成分，例如苯等。

〈3〉 塑料是由石油煉制的產品制成的，石油資源是有限的。

〈4〉 塑料埋在地底下幾百年才可以腐爛。

〈5〉 塑料的耐熱性能等較差，易於老化。

〈6〉 由於塑料的無法自然降解性，它已成為人類的第一號敵人，也已經導致許多動物死亡的悲劇。比如動物園的猴子，鵜鶘，海豚等動物，都會誤吞遊客隨手丟的1號塑料瓶，最後由於不消化而痛苦地死去；望去美麗純凈的海面上，走近瞭看，其實飄滿瞭各種各樣的無法為海洋所容納的塑料垃圾，在多隻死去海鳥樣本的腸子裡，發現瞭各種各樣的無法被消化的塑料。

3、成分

1）成分簡介

我們通常所用的塑料並不是一種單一成分，它是由許多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分，此外，為瞭改進塑料的性能，還要在高分子化合物中添加各種輔助材料，如填料、增塑劑、潤滑劑、穩定劑、著色劑、抗靜電劑等，才能成為性能良好的塑料。

塑料助劑又叫塑料添加劑，是聚合物（合成樹脂）進行成型加工時為改善其加工性能或為改善樹脂本身性能所不足而必須添加的一些化合物。例如，為瞭降低聚氯乙烯樹脂的成型溫度，使制品柔軟而添加的增塑劑；又如為瞭制備質量輕、抗振、隔熱、隔音的泡沫塑料而要添加發泡劑；有些塑料的熱分解溫度與成型加工溫度非常接近，不加入熱穩定劑就無法成型。因而，塑料助劑在塑料成型加工中占有特別重要的地位。

2）合成樹脂

合成樹脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40%～100%。由於含量大，而且樹脂的性質常常決定瞭塑料的性質，所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實樹脂與塑料是兩個不同的概念。樹脂是一種未加工的原始高分子化合物，它不僅用於制造塑料，而且還是塗料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除瞭極少一部分含100%的樹脂外，絕大多數的塑料，除瞭主要組分樹脂外，還需要加入其他物質。

3）填料

填料又叫填充劑，它可以提高塑料的強度和耐熱性能，並降低成本。例如酚醛樹脂中加入木粉後可大大降低成本，使酚醛塑料成為最廉價的塑料之一，同時還能顯著提高機械強度。填料可分為有機填料和無機填料兩類，前者如木粉、碎佈、紙張和各種織物纖維等，後者如玻璃纖維、矽藻土、石棉、炭黑等。填充劑在塑料中的含量一般控制在40% 以下。

4）增塑劑

增塑劑，或稱塑化劑可增加塑料的可塑性和柔軟性，降低脆性，使塑料易於加工成型。增塑劑(塑化劑) 一般是能與樹脂混溶，無毒、無臭，對光、熱穩定的高沸點有機化合物，最常用的是鄰苯二甲酸酯類。例如生產聚氯乙烯塑料時，若加入較多的增塑劑便可得到軟質聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑劑

5）穩定劑

穩定劑主要是指保持高聚物塑料、橡膠、合成纖維等穩定,防止其分解、老化的試劑。為瞭防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱的作用分解和破壞，延長使用壽命，要在塑料中加入穩定劑。常用的有硬脂酸鹽、環氧樹脂等。穩定劑的用量一般為塑料的0.3～0.5%。

6）著色劑

著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機染料和無機顏料作為著色劑。合成樹脂的本色大都是白色半透明或無色透明的。在工業生產中常利用著色劑來增加塑料制品的色彩。

7）潤滑劑

潤滑劑的作用是防止塑料在成型時粘在金屬模具上，同時可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。

8）抗氧劑

防止塑料在加熱成型或在高溫使用過程中受熱氧化，而使塑料變黃，發裂等。

除瞭上述助劑外，塑料中還可加入阻燃劑、發泡劑、抗靜電劑、導電劑、導磁劑、相容劑等。以滿足不同的使用要求。

9）抗靜電劑

塑料是電的不良導體，所以很容易帶靜電，而抗靜電劑可以賦予塑料以輕度　 至中等的電導性，從而可防止制品上靜電荷的積聚。

4、聚合物添加劑-磷酸氫鋯

磷酸氫鋯因其特殊性質可添加到樹脂，PP,PE,PVC,ABS,PET,PI,尼龍，塑料，膠黏劑，塗料、油漆、油墨、環氧樹脂、纖維，精細陶瓷等材料中，增強材料的耐高溫，阻燃，防腐蝕，抗刮擦，增加韌性與拉伸強度等。

主要有以下優勢：

〈1〉 增強機械強度，韌性和拉伸強度〈2〉 可在高溫下使用，增強阻燃性〈3〉 具有很好的塑化能力〈4〉 增強耐磨性〈5〉 抗氧化，持久性非常好〈6〉 與合成樹脂相容性好〈7〉 滅菌效果好〈8〉 可以回收利用，環保。

1）磷酸鋯阻燃機理

由阻燃劑中的P-O形成的PO*自由基可以撲捉空氣中較為活潑的O和OH自由基,在一定程度上可以降低限定空間內的氧含量,使燃燒的鏈式反應終止.而磷酸鋯在高溫下會分解出結晶水，帶走一部分的熱量，並催化成炭，改版炭層結構，阻隔氧氣的進入，從而達到阻燃效果。1. ZrP 本身具有層狀化合物的阻隔作用2. 在復合材料燃燒時，ZrP 會釋放出結晶水，降低瞭氣相燃燒區中可燃物的濃度並吸收大量的熱量，延緩聚合物基體熱分解並降低燃燒速度；3. 阻燃劑與ZrP分解的產物能形成保護膜覆蓋在聚合物表面，不僅能阻隔聚合物降解產生的揮發性產物向氣相的傳質過程，而且也阻隔瞭氣相燃燒產生的熱量向凝聚相的反饋。4. 其層間含有 Lewis 酸點和 Bronsted 酸點，具有協同增效作用，促進成炭，同時對炭化層也起到固定和增強作用。同時固體酸對煙氣具有高效吸附和催化轉化作用，可明顯減少煙氣的產生。

由阻燃劑中的P-O形成的PO*自由基可以撲捉空氣中較為活潑的O和OH自由基,在一定程度上可以降低限定空間內的氧含量,使燃燒的鏈式反應終止.而磷酸鋯在高溫下會分解出結晶水，帶走一部分的熱量，並催化成炭，改版炭層結構，阻隔氧氣的進入，從而達到阻燃效果。

〈1〉 ZrP 本身具有層狀化合物的阻隔作用。

〈2〉 在復合材料燃燒時，ZrP 會釋放出結晶水，降低瞭氣相燃燒區中可燃物的濃度並吸收大量的熱量，延緩聚合物基體熱分解並降低燃燒速度。

〈3〉 阻燃劑與ZrP分解的產物能形成保護膜覆蓋在聚合物表面，不僅能阻隔聚合物降解產生的揮發性產物向氣相的傳質過程，而且也阻隔瞭氣相燃燒產生的熱量向凝聚相的反饋。

〈4〉 其層間含有 Lewis 酸點和 Bronsted 酸點，具有協同增效作用，促進成炭，同時對炭化層也起到固定和增強作用。同時固體酸對煙氣具有高效吸附和催化轉化作用，可明顯減少煙氣的產生。

2）阻燃方案

〈1〉 20%IFR+3%ZrP 在 PP 中，1.6mm 和 3.2mm 測試樣條，阻燃都能達 V0，火焰持續 1秒熄滅，效果很好。〈2〉 20%APP/PER(聚磷酸銨/季戊四醇)+3%的 ZrP，直接混合以後添加到 PP 中擠出，阻燃達到 V0。〈3〉 SEBE/PP+1%ZrP+磷系阻燃劑 直接添加，阻燃穩定;〈4〉 TPE:MPP( 三聚氰胺聚磷酸鹽 ，膨脹型)+2% 磷酸鋯 65A TPE 氧指數≥25%。〈5〉 在膨脹性阻燃劑中(添加量占比為整個配方量的10%-20%)，當膨脹性阻燃劑加入量為 15%以上，磷酸鋯加入 3%，3mm 可達到 v0。

〈6〉 在APP中，當APP加入20%時，磷酸鋯加入3%，阻燃2mm可達到V0;在APP中，當 APP 加入 10%時，磷酸鋯加入 3%，阻燃 3mm 可達到 V0。

〈7〉 在高導熱體系下，磷酸鋯的加入量要以除去導熱填料後剩餘的物質為計算基準，不能以整個配方量為計算基準，即如果加入量為除去填料後剩餘物質的 3%，阻燃可達到 V0，按整個配方量加入 3%，阻燃反而達不到 V0。

〈8〉 45%的氫氧化鋁+5%的磷酸鋯，LOI 為 32，低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物(LDPE/EVA)的 UL-94 可達 V-0。