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工程塑料

2020-05-15 07:45ag真人 人已围观

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  声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情

  工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。前者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料;后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料,主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等。

  (1)与通用塑料相比,具有优良的耐热和耐寒性能,在广泛的温度范围内机械性能优良,适宜作为结构材料使用;

  工程塑料是在20世纪50年代才得到迅速发展的。尼龙66树脂虽然早在1939年就已研制成功并投入生产,但当时它主要用于制造合成纤维,直到50年代才突破纯纤维传统用途,经过成型加工制造塑料。工程塑料线年代后期聚甲醛和聚碳酸酯开发成功之后,它们的出现具有特别重大的意义。由于聚甲醛的高结晶性,赋予其优异的机械性能,从而首次使塑料作为能替代金属的材料而跻身于结构材料的行列。以后随着共聚甲醛的开发成功以及螺杆式注射成型机的普及,进一步确立工程塑料在材料领域中的重要地位。而聚碳酸酯则是具有优良综合性能的透明工程塑料,应用广泛,是发展最快的工程塑料之一,在工程塑料领域,其产量和消费量仅次于聚酰胺而居第二位。

  1961年,美国杜邦公司开发成功聚酰亚胺,打开了通往特种工程塑料的发展道路。聚酰亚胺的出现还推动了聚砜、聚苯硫醚和聚苯并咪唑等许多耐热性工程塑料的开发,对塑料工业的发展产生了深远的影响。

  1980年,英国ICI公司开发成功了熔点高达336℃的特种工程塑料聚醚醚酮(PEEK)。PEEK具有卓越的耐热性、耐辐射性和耐化学药品性,并能注射成型,因而引起了人们的普遍关注。以PEEK为基体,通过玻璃纤维或碳纤维增强制得的复合材料,已在航空和宇航领域获得了应用。

  20世纪80年代中期开发成功热致液晶聚合物是特种工程塑料发展史上又一重大事件。液晶聚合物耐热性优异,使用温度可达200℃以上,具有自增强、高强度、高模量、耐化学药品等特性,熔体粘度低,成型方便,在电子工业领域具有非常广阔的应用前景。

  和通用塑料相比,工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求,而且加工更方便并可替代金属材料。工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业,以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势。工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度最快的领域,其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用,同时也推动传统产业改造和产品结构的调整。

  工程塑料在汽车上的应用日益增多,主要用作保险杠、燃油箱、仪表板、车身板、车门、车灯罩、燃油管、散热器以及发动机相关零部件等。

  在机械上,工程塑料可用于轴承、齿轮、丝杠螺母、密封件等机械零件和壳体、盖板、手轮、手柄、紧固件及管接头等机械结构件上。

  在电子电器上,工程塑料可用于电线电缆包覆、印刷线路板、绝缘薄膜等绝缘材料和电器设备结构件上。

  在家用电器上,工程塑料可用于电冰箱、洗衣机、空调器、电视机、电风扇、吸尘器、电熨斗、微波炉、电饭煲、收音机、组合音响设备与照明器具上。

  在化工上,工程塑料可用于热交换器、化工设备衬里等化工设备上和管材及管配件、阀门、泵等化工管路中。

  由于我国汽车、电子和建筑等行业发展迅速,当前,我国已成为全球工程塑料需求增长最快的国家。据分析,随着国内经济的不断发展,工程塑料的需求将会进一步得到增长,我国工程塑料行业发展前景十分广阔。以家电行业来说,仅以冰箱、冷柜、洗衣机、空调及各类小家电产品每年的工程塑料需求量将达60万吨左右。而用于通信基础设施建设以及铁路、公路建设等方面的工程塑料用量则更为惊人,预计今后数年内总需求量将达到450万吨以上。

  2010年,我国工程塑料消费量达244.3万吨,同比增长11%,是全球需求增长最快的国家;2011年我国工程塑料消费量为272万吨,同比增长11.34%。预计到2013年我国工程塑料消费量将达到337万吨,2015年达到417万吨。

  据Markets and Markets研究报告称,2013年,全球工程塑料市值约为535.8亿美元,预计到2018年将达到790.3亿美元,复合年增长率为8%。

  工程塑料因其优异的稳定性、良好的耐热和耐化学性以及高强度,应用领域广泛,其需求持续快速增长。工程塑料的主要用途之一是替代金属在各种终端行业中的应用。特别是日益严格的环保法规要求汽车减少排放量和提高燃油经济性,工程塑料正大量应用于汽车和运输行业。此外,工程塑料还广泛应用于消费及家电产品、电气及电子产品、工业机械、包装,以及医疗、建筑等行业。

  2014年,亚太地区占据了全球工程塑料市场主体,据统计2013年亚太地区占全球工程塑料市场需求的47.9%市场份额。预计2018年亚太地区将继续保持世界最大工程塑料市场的地位,其次为西欧市场,未来5年,其工程塑料市场需求年均增速预计为7.8%。

  工程塑料主要包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龙,Polyamide,PA)、聚甲醛(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、聚苯醚(Polyphenylene Oxide,PPO)、聚酯(PET,PBT)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯等。

  聚酰胺(PA,俗名:尼龙)由于独特的低比重、高抗拉强度、耐磨、自润滑性好、冲击韧性优异、具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视,加之其加工简便、效率高、比重轻(只有金属的1/7)、可以加工成各种制品来代替金属,广泛用于汽车及交通运输业。典型的制品有泵叶轮、风扇叶片、阀座、衬套、轴承、各种仪表板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀等零部件,大约每辆汽车消耗尼龙制品达3.6~4千克。聚酰胺在汽车工业的消费比例最大,其次是电子电气。

  聚酰胺改性目的的不同,聚酰胺改性可分为增强、增韧、阻燃、填充和合金等类型。关于聚酰胺的纳米复合材料的研究也取得了较大的进展。

  为得到具有更高强度和热变形温度的聚酰胺材料,将无机或有机纤维或填料加入聚酰胺基体中,用共混挤出的方法制得高强度聚酰胺复合材料。增强PA的品种繁多,几乎所有的聚酰胺材料都可以制得增强品种。

  主要商品化品种有:增强PA6、增强PA66、增强PA46、增强PA1010、增强PA610等。其中产量最大的是增强PA6和PA66。常用的聚酰胺增强材料有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维,无机晶须也被用于聚酰胺的增强。

  PPS 的突出性能有:①良好的耐热性能,可在180~220℃温度范围内使用;②耐腐蚀性接近聚四氟乙烯;③电性能优异;④机械性能优异;⑤阻燃性能好。

  PPS 的不足之处有:①价格太高,在耐高温塑料中属于低价位,但比通用工程塑料高许多;②韧性差,性脆;③加工中粘度不稳定。纯 PPS 因性脆很少单独使用,应用的 PPS 为其改性能品种。具体有:40%玻璃纤维增强 PPS(R4),无机填充 PPS(R8),碳纤维增强 PPS(G6)等。PPS 用于汽车占45%,用于电子、电器占 30%,其他占 25%。PPS 的发展速度很快,预计它将成为第六大工程塑料。

  聚碳酸酯(PC)既具有类似有色金属的强度,同时又兼备延展性及强韧性,它的冲击强度极高,用铁锤敲击不能被破坏,能经受住电视机荧光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又极好,并可施以任何着色。由于聚碳酸酯的上述优良性能,已被广泛用于各种安全灯罩、信号灯,体育馆、体育场的透明防护板,采光玻璃,高层建筑玻璃,汽车反射镜、挡风玻璃板,飞机座舱玻璃,摩托车驾驶安全帽。用量最大的市场是计算机、办公设备、汽车、替代玻璃和片材,CD和DVD光盘是最有潜力的市场之一。

  聚甲醛(POM)是一种性能优良的工程塑料,在国外有“夺钢”、“ 超钢”之称。POM具有类似金属的硬度、强度和钢性,在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性,并富于弹性,此外它还有较好的耐化学品性。POM以低于其他许多工程塑料的成本,正在替代一些传统上被金属所占领的市场,如替代锌、黄铜、铝和钢制作许多部件,自问世以来,POM已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用,如医疗技术、运动器械等方面,POM也表现出较好的增长态势。

  聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种热塑性聚酯,非增强型的PBT与其它热塑性工程塑料相比,加工性能和电性能较好。PBT玻璃化温度低,模具温度在50℃时即可迅速结晶,加工周期短。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)被广泛应用于电子、电气和汽车工业中。由于PBT的高绝缘性及耐温性可用作电视机的回扫变压器、汽车分电盘和点火线圈、办公设备壳体和底座、各种汽车外装部件、空调机风扇、电子炉灶底座、办公设备壳件。

  简称PPO。具有优良的综合性能,最大的特点是在长期负荷下,具有优良的尺寸稳定性和突出的电绝缘性,使用温度范围广,可在-127~121℃范围内长期使用。具有优良的耐水、耐蒸汽性能,制品具较高的拉伸强度和抗冲强度,抗蠕变性也好。此外,有较好的耐磨性和电性能。主要用于代替不锈钢制造外科医疗器械。在机电工业中可制作齿轮、鼓风机叶片、管道、阀门、螺钉及其他紧固件和连接件等,还用于制作电子、电气工业中的零部件,如线圈骨架及印刷电路板等。

  全球工程塑料市值将逾790 亿美元[J]. 塑料工业,2014,42(9):83.

Tags: 塑料 

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