纤维具有极高的抗张强度和模量。在高聚物基体中有效地使用高强度纤维（例如玻璃纤维石棉纤维、碳纤维、硼纤维、合成纤维）及近年发展起来的无机物晶须等，可制得强度高于块状高聚物材料的复合材料，称为增强。
工程塑料经增强后，静态强度（如抗张强度，抗弯强度等）能提高2～3倍，动态强度（如疲劳强度、冲击强度、耐蠕变性、刚性等）能提高2～5倍，热变形温度可提高10℃～200℃，线膨胀系数和成型收缩率能降低1／4～1／2趿水率能下降10％～20％。增强改性的不足之处是制品接缝强度和光泽度有所降低透明度受到影响容易出现表面粗化现象，有些品种的机械性能、成型收缩率及线膨胀系数等会出现不同程度的各向异性。
在纤维增强复合材料中有三种基本单元：纤维、高聚物基体及纤维基体界面。纤维赋予复合材料以高强度和高模量，主要用来承受应力并抑制裂纹的扩展，提供在应力或负荷作用下的抗破裂和抗挠曲性能。高聚物基体（树脂）作为粘结孤立纤维并将应力传递和分配到各纤维个体上的基材，使多根纤维作为一个整体来抵抗负荷下可能产生的破坏和变形，同时保护纤维免于磨损并与环境介质相隔离。纤维基体界面是决定复合材料在使用过程中能以何种程度发挥并维持其潜在性能的关键因素。通常在界面及界面附近，应力集中最大，这里可能成为复合材料过早破坏的场所。纤维基体界面必须有适当的化学和物理特性以促使负荷从基体转移到增强纤维上。
使用偶联剂可改善界面状况。硅烷是最常使用的一类偶联剂。硅烷分子具有通式为RnSiX4n的结构，其中x为可水解基团，能与玻璃纤维表面键合，而硅烷分子又通过有机基团R与高聚物基体形成共价键桥从而以硅烷分子作为中面过渡，把玻璃纤维与高分子链有机地结合在一起，显著增强了界面粘合力，使复合材料获得较好的物理性能。例如经偶联剂处理后的玻璃纤维增强的聚甲醛，其伸长率、抗张强度和抗弯强度可提高50%以上，缺口冲击强度可提高1倍以上，并且解决了单纯用玻璃纤维增强时聚甲醛的各向异性及玻璃纤维的定向问题。
以粉状物料填充到高聚物中，多数情况下能改进高聚物材料的性能粉状填料的加入通常不是单纯的物理混合。在填料与聚合物之间存在着次价力，这种次价力虽然很弱，但是具有加合性，从而能以填料粒子为中心，构成多条大分子链的物理交联。其中一条链受到应力时，能通过交联点把力分散到其它链上。大部分填充剂能提高工程塑料的机械强度，最突出的影响是使复合材料变硬，降低材料的线膨胀系数和成型收缩率，使工程塑料能在更宽的温度范围内工作。填料的加入能降低高聚物的结晶倾向和溶解度，使高聚物熔体粘度增大。填料改性往往会降低高聚物材料的抗张强度、抗挠曲强度及抗冲击强度，使材料的脆性增大。
填料颗粒事先经偶联剂或粘结剂处理后，能改善填料基体界面的接合能力。起到一定的增强作用。
（2）共混
以物理或化学的方法将不同高聚物混合，所制得的高聚物的混合体系被形象化地称为“高分子合金”。共混高聚物的特点是能改进某一方面的性能而不显著降低其它性能。两种高聚物组成的物料体系可能是均相的，也可能是非均相的。均相体系的共混聚合物主要能提高熔体的流动性，以改进加工性能。非均相体系则主要能改进共混产物的柔韧性从而提高抗冲击强度。例如，聚苯醚虽具有优异性能，但熔融流动性差，成型加工困难，限制了它的发展。然而在其中渗混一定数量的高抗冲聚苯乙烯后，除了耐热性比聚苯醚稍低外，其它优异性能均能保持，使共混产物的成型加工性能大大改善。少量的聚乙烯与聚碳酸酯共混后，能降低熔体粘度，改进聚碳酸脂的成型加工性能，同时还能进一步改善其冲击强度、抗张强度、断裂伸长率等，而热变形温度仍可维持其原有水平。工业上极为重要的非均相体系的应用是橡胶对塑料进行改性以提高某些塑料的柔韧性。例如橡胶与聚苯乙烯共混。
制备共混产物通常使用的物理混合方法，包括机械混合（即采用挤出机在各单元组份均处于熔融状态下进行混合）以及溶液浇铸和乳液混合等。化学混合法是一种较新的方法，它包括交联网络及溶液接枝等手段。其中，用交联网格法制备的高分子合金具有优异性能。它是用一种能够钻入某交联聚合物网络的单体使前者溶胀后，然后使单体就地聚合。它也可以用两种未曾交联的高分子胶乳进行混合，再加入固化剂交联而得。由于交联网络产物内，相域的微观结构很微小，相互构成牢固的结合，因此如果一种交联聚合物是弹性体，另一种是塑性体，则它们将在共混产物中表现出协同作用，所获得的共混产物可作为增强的弹性体、高抗冲塑料或消除噪音及吸震用材料。
广义的“共混高聚物”还包括了嵌段共聚物及接枝共聚物。工业上把未交联的丁苯橡胶溶于苯乙烯单体中，然后进行聚合，这样得到的产物混合较为均匀。由于在丁苯橡胶的大分子链上接出许多聚苯乙烯短链，使改性产物的抗冲击强度比聚苯乙烯高7倍。ABS树脂作为三元接枝共聚产物，有远高于聚苯乙烯的抗冲击性能及耐热、耐溶剂性能。聚氨酯橡胶作为二异氰酸酯与含端羟基的聚酯或聚醚的嵌段共聚产物，有优良的耐磨性及抗冲击性能。它可以用热塑性塑料的成型方法直接加工成橡胶制品，不需要硫化步骤。
（3）交联、取向及其它方法
适度交联可提高高分子材料的机械强度。例如经高能射线照射后，聚乙烯的大分子链间产生交联键，可以大大提高聚乙烯的拉伸强度、硬度、抗挠曲强度及使用温度等性能，断裂伸长率及溶解度降低。聚乙烯也可用有机过氧化物作为引发剂使大分子间产生交联键。将交联剂及其它助剂与聚乙烯一起混炼，其混炼温度应高于聚乙烯的熔融温度，低于交联剂的分解温度。在成型时提高熔体温度，使交联剂分解，引发链间交联。
取向对高聚物强度的提高作用已如前述。它主要能改善高聚物的抗张强度，并显著提高其断裂伸长率及抗冲击强度。
采用异相成晶技术，能使结晶性高聚物生成微晶结构，结晶速度加快，产物的晶粒尺寸减小，结晶度提高且均匀，具有较高的强度。该技术在成晶时从外部加入细微粉状的无机物或有机物作为成核剂或晶种。经常使用的加入物是与待结晶高聚物有相同的内聚能密度而其熔点又较高的物质。
四、高聚物的环境性质
高聚物的环境性质包括热稳定性、化学稳定性及其它物理稳定性（光、电、高能辐射等）、生物稳定性、可燃性及耐有机溶剂的性质。
高分子材料在加工、贮存及使用过程中，由于多种因素的影响，逐渐失去原有的优异性能，以至最终丧失使用价值，这一现象称作“老化”。高分子材料随种类及老化条件的不同，表现多种多样的老化现象，如塑料薄膜制品的变色、脆化、破裂，涂料层的变化、粉化、起泡、龟裂、脱落，橡胶制品的发粘、变软、变硬、脆化、龟裂、发霉等以及物理机械性能的恶化（如强度降低、弹性消失、绝缘性能下降等）。老化现象是不可逆的，它是高聚物的主要缺点之一。
高分子材料在热、氧等外界因素作用下，本身结构发生了变化，导致大分子链的断裂（称为降解或裂解）、交联或其它结构改变，在外观上表现为老化。在高聚物的降解过程中，大分子链的断裂使分子量下降，有时甚至分解成为单体，使材料发粘变软，丧失原有的机械强度。大分子链或断链间的交联、支化或环化使材料变硬、变脆，丧失弹性。一般认为，在这类过程中发生的化学变化主要是游离基的反应过程。高聚物在氧（臭氧的怍用更甚）、光、热及射线的作用下，被引发出多种游离基，这些高活泼性的游离基促使主链断裂，再进一步出现一系列的结构改变，发生降解或交联反应，最终使高聚物的力学性质（强度、延伸性、回弹性等）变坏。氧化往往是使高分子材料老化的主要原因。辐射总是加速氧化反应。高分子材料中含有的易分解为游离基的引发剂或某些过渡元素（如Fe，Cu，Mn，Ni离子）皆能促使氧化降解的进行。
高聚物吸收氧进行反应时则发生氧化。其吸氧速度依高聚物的分子结构而异，因此可以用测定吸氧速度来评价高聚物易氧化的程度。基于吸氧速度的测定结果，认为具有双键的高聚物最容易被氧化，例如天然橡胶及聚丁二烯橡胶。其它吸氧速度快的高聚物有聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯类。吸氧速度非常慢的高聚物有聚酯橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、硅橡胶等。
聚双烯类橡胶的大分子主链上含有极多双键，双键a—碳上的C—H是弱键，极易被活化和氧化。吸小浓度的臭氧也会引起橡胶和臭氧化，即使在低温、阴暗处臭氧仍能与多种橡胶作用。臭氧通常先在橡胶表面层生成臭氧化薄膜，然后薄膜龟裂，使臭氧老化向制品纵深发展。延缓橡胶的臭氧化过程的方法包括：采用物理抗臭氧剂（在配方中加入石蜡或将制品表面喷蜡，以隔离橡胶与臭氧的接触），加入化学抗臭氧剂（某些对苯二胺衍生物除开具有抗臭氧效能外，还有抗氧及抗疲劳老比性），混入耐臭氧性高的胶类（如在不耐臭氧的丁腈橡胶中混入氯丁橡胶），加入陶士或碳黑等填充剂等。通过提高结晶度来降低链段的活动性，也可以达到抑制臭氧龟裂生长的目的。
高聚物的热稳定性可视为在热影响下其使用性质（如强度、绝缘性、结构完整性等）的稳定性或保持性。高聚物的熔点或分解温度总是构成热稳定性的上限，“使用温度”总要代些。升温至使高聚物的化学键离解时，发生大分子的热裂解。聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯等在热裂解时还原为其单体，称为键式裂解。另一些高聚物（如聚乙烯、聚丙烯等）则主要形成分子量相对较大的碎片，称为无规降解。
许多高聚物的耐热能力主要决定于最弱键的强度。因此，键节上原子或基团间的键结合能的大小对耐热性影响很大，应尽量避免在主链结构上出现低裂解能的键。可采用的提高高聚物耐热能力的办法包括：在主键上引入高键能的原子或基团，引入共轭双键体系，构成环状分子链或梯形结构，提高效联密度，提高高聚物的结晶度，增强等。例如，热固性塑料固化后的耐热老化性能就比交联固化前好。
在有机液体作用下，高聚物可能发生溶解、溶胀、环境应力开裂、环境银纹等，从而导致高分子材料使用性质的破坏，在各种有机液体作用下，非晶态及半结晶材料都会出现应力开裂和银纹现象，其破坏应力远低于抗张强度及在空气中出现银纹的临界应力，尤其在玻璃状高聚物中溶剂银纹可视为材料内在的弱点。半结晶材料的问题稍轻。溶解、溶胀和溶剂开裂是紧密联系的现象。有机溶剂在开始时是使高聚物溶胀，其结果降低了，使在一定温度下发生塑性流动的应力减小。溶解或开裂谁占优势则取决于溶剂渗透的速率和裂缝形成的速率的相对大小。
不带极性基团的高聚物耐化学药品侵蚀的能力较高，尤基主链键能高的，更不易在化学药品侵蚀下断链，有更好的耐腐蚀性。聚四氟乙烯的优异耐腐蚀能力来自其分子结构，氟原子在碳链周围组成一个保护层，屏蔽了碳链，使其不易被侵蚀。在分子结构相同的情况下，分子量大或结晶度高的高聚物的耐腐蚀性较好。
高分子本身的化学结构和物理结构是高分子材料耐老化性能好坏的基本因素。例如，具有硅氧主链结构的高分子就比具有碳碳主链结构的高分子的耐老化性能好，这是因为硅氧键结合的键能比较大，因此需要外界有较大的能量才能使硅氧键断裂。聚丙烯的耐氧、光、热老化性能较差，因为在聚丙烯分子结构中含有大量叔碳原子，叔碳上的氢易被氧化。其它结构因素如聚集状态、结晶度、立体构型的规整性、取向性、交联度、键的不饱和程度、分子量大小及分子量分布等，都会影响高分子材料的耐老化性能。
对高分子材料的老化加以防护，虽然不能消除老化现象，但却可以延续这一过程，从而抑制老化的破坏作用。随老化机制的不同，延缓老化的方法也不同。高聚物的防老化总括起来有以下途径：
1．添加各种稳定剂，如抗氧、抗臭氧剂、紫外线吸收剂等。
2．表面防护，如表面涂层、表面保护膜。
3．改进高聚物结构，以减少各结构层次的弱点，如各种改性方法。
4．改进聚合条件和方法，例如采用高纯度单体、改进聚合工艺、改进后处理工艺、减少高聚物中残留的催化剂等。
5．改进高聚物的加工成型工艺。以减小强烈环境因素的作用时间及强度。
6．改进高聚物的使用方法，例如避免不必要的阳光曝晒及烘烤等。
五、高聚物的其它性能
高聚物结构中没有可自由移动的电子及离子，所以导电能力很低，大多是优良的绝缘材料。高聚物的介电性能与高聚物的结构、组成原子的电性能、分子的对称性、分子内极性基团的位置等内部化学构成因素有关。非极性烃类及具有电子平衡结构的高聚物受电场的影响极小，是优良的高频电绝缘材料，例如聚四氟乙烯及聚乙烯。高聚物内夹杂的杂质离子的运动会引起微量电导，制品表面附有外来的导电物质（如潮气）会降低它们的表面电阻率，都会削弱高聚物的绝缘能力。但表面电阻率的下降，能防止高聚物由于摩擦而发生的静电现象，对于合成纤维制品、电影胶片等的应用又是有利的。
持续升高施加在高分子材料上的电压，将会达到一个极限，其时由于电介质的物理击穿引起电阻的急剧下降。单位厚度的绝缘材料上承受的击穿电压称为介电强度（或击穿强度）。高分子材料的电击穿现象较为复杂，其过程可能是电击穿或热击穿。前者是因为介质在外加电场作用下发生电荷位移，直至使高分子电离，生成的离子或电子以撞击方式连锁击发出新的电子，最终导致电子积累达到某一临界点，出现击穿；后者则是由于介质在电场中由于导电损耗、介质损耗等引起发热，温度升高又使电导进一步增大，直到介质产生过高漏导或介质局部碳化，使材料的绝缘性能破坏。高聚物的电阻率随温度升高而下降，使击穿强度也随之下降。高弹态时的电阻率与击穿强度要比玻璃态时低，因此提高高聚物的玻璃化转变温度及耐热性是提高击穿强度的途径。
