纳米粒子的出现为高分子材料的改性提供了崭新的方法和途径，其独特的纳米效应为高分子材料提供了优异的物性。纳米复合材料具有很广泛的可设计性，只要改变纳米粒子的品种、结构形式、活性、含量、分散性、粒度，以及在聚合物中的分散形式、与树脂的相容性等参数，即可配制成不同结构和各种改性功能的复合材料，如可提供同步增强增韧、抗静电、防辐射、光电转换、阻隔阻燃、非线性光学性等各种改性功能。而且加入的纳米粒子量少，一般普通塑料只要加入3%～5%的纳米粒子即可变成高强度、高模量、高韧性、耐热性好的工程化通用塑料。但是，影响纳米材料改性效果的因素也很多，只有在选用的纳米材料与聚合物相匹配，复合的结构形式、复合工艺、两者组分、纳米粒子尺寸规格等各项条件相吻合的情况下，纳米材料才能充分发挥其改性效果。不同的纳米材料改性作用不同，可组成各种不同性能的纳米塑料。纳米材料的改性功能大致可归纳为如下几个方面。
1.提高强度及韧性
纳米塑料与普通填充、增强方法改性的普通塑料相比，它只要加入少量纳米微粒（质量分数不超过10%，一般为5%左右），就可同时提高材料的强度、模量和韧性，可得到三高兼备的塑料，且可不降低原材料的耐热性、冲击强度、尺寸稳定性、热稳定性及加工性，而通常改性方法无法达到同时增强及增韧的效果，且对耐热性等性能也会有不良的影响。如果加入与普通填料相同的体积分数，其强度及韧性可高出1～2倍，加入相同质量分数则可高出10倍以上。如加入5%的纳米微粒配制的粘土纳米塑料的强度、刚性及耐热性与加入30%的玻璃纤维增强塑料的相当。
对插层塑料也有同样的纳米增强增韧效果，可将无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性、聚合物的韧性和加工性完美地结合起来，使塑料具有三高力学性能和高耐热性。同时，由于纳米粒子小于可见光波长，所以塑料还具有高光泽性、良好的透明性及耐老化性。但插层型塑料层间为有序排列结构，材料各向异性明显。而剥离型料层状片材有序结构全被打乱，其性能与插层型料有很大的差别，且具有很强的增强效应，是理想的强韧材料。
由此可见，纳米塑料具有质轻、比强度高、比模量高而又不失抗冲击性和耐热性的改性效果。
2.改善热性能
用纳米粒子可有效地改善塑料的热性能，表现在提高热变形温度及使用温度，提高分解温度，抑制分解物挥发，降低热膨胀系数，提高阻燃性及抑烟性，有良好的耐烧蚀性，OI值高，自熄性好。
这是由于纳米化的阻燃剂或片层状的硅酸盐包围着高聚物，受热时分子链运动受阻，需要更高的热量才能运动，因此提高了热变形温度及分解温度。另外，包围层也有隔热的作用，一方面阻止热量及氧传入树脂，燃烧时可形成炭化层，在燃烧源和聚合物间形成阻燃屏障；另一方面燃烧时材料内部的小分子易从内部迁向外部，热分解速度快，吸热量大，从而可降低材料表面温度，延缓燃烧速度及热释放速度，有较高的抑烟性。这些功能可有效地提供塑料的耐烧蚀性。如用纳米碳粉改性的酚醛塑料，在燃烧时（500℃）表残碳率达87%（一般改性料<60%），完全氧化温度>900℃，表面炭化层耐烧蚀，耐热气流冲刷，热膨胀系数低，具有隔热、吸热、降低燃烧温度的作用，因此可配制成耐烧蚀塑料，比聚苯并咪唑、聚喹恶啉、聚苯并噻咪等高价耐烧蚀材料便宜，加工性好，更有实用价值，可作固体燃料火箭发动机零件。
3.提高阻隔性
对于插层型纳米塑料有良好的尺寸稳定性、对气体、水分子和单体分子的阻隔性好，且阻隔性随含量的增加及片层长度的增加而显著提高。而且可降低热膨胀系数和抑制增塑剂的迁移，故可用作药品、化妆品、生物制品和精密仪器的高级包装材料，也可作接触血液的医用材料。
4.改变电性能
用不同树脂及纳米粒子可配制具有不同电性能特征的塑料，如降低电阻率可制作导电塑料、抗静电塑料；可制成低介电常数塑料用作电致变色塑料，可制作可见光书写材料、大容量充-放电的可充电电池的电极，也可配制高饱和磁化强度的超顺磁性塑料；超导电薄膜和离子导电材料。用SiO2纳米粒子与硅橡胶/炭黑组成电阻率随变形量增大而升高的压阻塑料，此外，还可组成电致发光材料，用TiO2、Cr2O3、Fe2O3、ZnO等半导体纳米粒子可配制有良好静电屏蔽性的塑料。
5.增加各向异性(www.xing528.com)
纳米塑料的性能各向异性很明显，尤其插层型料更显著。如注射件的料流平行方向与垂直方向的线胀系数，电阻率等性能差异很大，如纯尼龙是一种各向同性的料，但用层状硅酸盐片料改性后，料流方向的线胀系数为垂直方向的一半。
6.改善光功能
用具有光功能性的无机纳米材料与有机材料可配制各种光功能的塑料，如非线性光学性能塑料、光致发光塑料、固态激光材料、吸收紫外线材料（波长可达300～400nm），还可配制吸收红色线材料。因此，利用其特殊的光性能可制作许多光学产品，如光电子装置、光照变色玻璃、防晒油、化妆品、防光老化涂层、薄膜、抗紫外线剂和保暖衣等。
7.改善磁性能
用纳米级磁性材料（如Fe2O3、V2O5）配制无机/聚合物纳米塑料，具有磁性、导电性兼备的性能，能吸收和衰减电磁波和声波，减少反射和散射，可作电磁屏蔽、声隐身等隐形材料。
8.其他特性
纳米塑料可配制成多元隐形复合材料，具有兼容吸收电磁波和红外线能力，其频带宽，质轻，反射率低，是一种综合性能良好的隐形材料。
无机纳米塑料还具有良好的催化特性，利用其高度的催化活性，可更好地吸收Pt、Cu和V等金属离子，可用于回收贵金属。此外，纳米塑料还可配制抗菌塑料、人造骨、抗紫外线、耐消毒、除臭等功能的纤维。
9.改善加工性
纳米塑料加工性良好，与通用塑料加工方法相似，可用注射、挤出、吹塑、模压等成型工艺加工热固性和热塑性模塑制品、薄膜、纤维，还可作成浓缩纳米母粒料，不仅能降低聚合物配制及加工的成本，改善工作环境，降低原料仓储成本，还能便于将母粒以添加剂的形式来推广使用纳米塑料。另外，用纳米塑料还可进一步配制增强、填充复合材料。
综上所述，由于纳米塑料有许多特性，故其应用场合很广，在电子、通信、汽车、火箭、机械、运输、纺织、食品、医疗、办公设备、运动休闲用品、渔业、绳索、管道、汽车轮胎、光/电军工等领域中可用作高强度、高韧性、高模量、耐热、耐磨、阻燃、阻隔等高性能制品及功能性制品。
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