簡介
原位複合材料（in-situ composite）：用短纖維來增強熱塑性樹脂早已成為高分子材料領域中的一個普通和重要的技術。短纖維的加入一般會導致聚合物熔體粘度上升、加工困難和能耗增加、螺桿和機筒磨損增加並且壽命減短，一方面難以得到均勻的纖維分散，一方面常會導致物料污染和性能下降 。
發展簡史
原位複合材料的概念是Celanese公司的G.Kiss於1987年提出的。這種材料一般是指熱致性液晶聚合物（LCP）與熱塑性聚合物（TP）共混而形成的複合材料。它是以LCP作為增強劑，TP作為基體就地形成的微纖結構，從而達到提高基體力學性能的目的。比如國外，CHEN等研究了聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)與納米CaCO3複合材料的流變性PBMA/CaCO3復 合材料是由BMA與MA所沉澱的CaCO3原位共聚合而成，分析比較了BMA/CaCO3混合物和PBMA/CaCO3複合材料的流變性。結果表明:BMA/CaCo3混合物的黏性隨CaCO3含量(質量分數下同)的增加而有明顯的增大。在複合材料原位聚合過程中從BMA/CaCO3混合物到PBMA/CaCO3複合材料反應體系的黏度增加了104。國內，董先明等通過原位聚合法製備了炭黑/聚甲基丙烯酸甲酯(CB/PMMA)、炭黑/聚甲基丙烯酸丁酯(CB/PBMA)和炭黑/聚甲基丙烯酸-2-乙基己酯(CB/PEHMA)3種導電複合材料，研究了這3種聚合物基體對複合材料的導電性影響下降趨勢，多分散性係數PDI變大，而且炭黑粒子表面發生了接枝聚合反應，這有利於炭黑粒子在聚合物基體中的分散。苑會林等研究了納米CaCO3原位本體聚合丙烯的方法及其產品的性能。採用經表面處理的納米CaCO3和加入聚合釜的方法，經在12m3聚合釜的本體聚合生產表明，聚合物產品中納米CaCO3分散均勻，物理性能和熱性能均有所改善，其是機械性能顯著提高。利用毛細管流變儀研究了產品的流變行為結果表明複合材料的表觀黏度對溫度的變化不敏感。鄔潤德等通過有機單體原位聚合包覆納米CaCO3與聚丙烯(PP融熔共混合製備了PP/納米CaCO3複合材料，研究了填料/包覆聚合物比、接枝聚丙烯以及複合填料含量對缺口衝擊強度的影響。結果表明，納米CaCO3隻需填加5%(質量分數)就可以將缺口衝擊強度提高為原樹脂的2倍左右。張廣平等在反應器原位分散共聚中加入成核劑和納米CaCO3製備增強型聚丙烯共聚物，增強型共聚物的衝擊強度、彎曲強度和熱變形溫度大幅提高，拉伸強度也有所增強，同時結晶峰溫度顯著提高，且半結晶時間明顯減少。王平華等對PP/PMMA/CaCO3納米複合材料的製備、結構及力學性能進行了研究。分別將不同表面處理的納米CaCO3粒子與聚合物PP共混，製備PP/CaCO3和PP/PMMA/CaCO3納米複合材料。用TEM觀察表面處理後的納米粒子的粒徑及分散情況，發現複合粒子分散較均勻。研究了複合材料的結晶行為，發現原位聚合製備的PMMA/CaCO3納米複合粒子與PP共混後，PP有異相成核作用，出現了不穩定的β晶型，PP/PMMA/CaCO3納米複合材料力學性能有大幅度的提高 。
原理
根據材料設計的要求選擇適當的反應劑（氣相、液相或固相），在適合的溫度下藉助於基材之間的物理化學反應，原位生成分布均勻的第二相（或稱增強相）。
性質
由於這些原位生成的第二相與基體間的界面無雜質污染，兩者之間有理想的原位匹配，能顯著改善材料中兩相界面的結合狀況，使材料具有優良的熱力學穩定性；其次，原位複合省去了第二相的預合成，簡化了工藝，降低了原材料成本；另外，原位複合還能夠實現材料的特殊顯微結構設計並獲得特殊性能，同時避免因傳統工藝製備材料時可能遇到的第二相分散不均勻，界面結合不牢固以及因物理、化學反應使組成物相喪失預設計性能等不足的問題 。
