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什么是工程塑料?
工程塑料 是可作工程材料和代替金屬制造機器零部件等的塑料。工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能,剛性大,蠕變小,機械強度高,耐熱性好,電絕緣性好,可在較苛刻的化學、物理環(huán)境中長期使用,可替代金屬作為工程結構材料使用,但價格較貴,產(chǎn)量較小。
工程塑料又可分為通用工程塑料和特種工程塑料兩類。前者主要品種有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和熱塑性聚酯五大通用工程塑料;后者主要是指耐熱達150℃以上的工程塑料,主要品種有聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚砜類、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟樹脂等。
工程塑料的性能特點主要是:
(1)與通用塑料相比,具有優(yōu)良的耐熱和耐寒性能,在廣泛的溫度范圍內(nèi)機械性能優(yōu)良,適宜作為結構材料使用;
(2)耐腐蝕性良好,受環(huán)境影響較小,有良好的耐久性;
(3)與金屬材料相比,容易加工,生產(chǎn)效率高,并可簡化程序,節(jié)省費用;
(4)有良好的尺寸穩(wěn)定性和電絕緣性;
(5)重量輕,比強度高,并具有突出的減摩、耐磨性。
工程塑料的發(fā)展歷史
工程塑料是在20世紀50年代才得到迅速發(fā)展的。尼龍66樹脂雖然早在1939年就已研制成功并投入生產(chǎn),但當時它主要用于制造合成纖維,直到50年代才突破純纖維傳統(tǒng)用途,經(jīng)過成型加工制造塑料。工程塑料真正得到迅速發(fā)展,是在50年代后期聚甲醛和聚碳酸酯開發(fā)成功之后,它們的出現(xiàn)具有特別重大的意義。由于聚甲醛的高結晶性,賦予其優(yōu)異的機械性能,從而首次使塑料作為能替代金屬的材料而躋身于結構材料的行列。以后隨著共聚甲醛的開發(fā)成功以及螺桿式注射成型機的普及,進一步確立工程塑料在材料領域中的重要地位。而聚碳酸酯則是具有優(yōu)良綜合性能的透明工程塑料,應用廣泛,是發(fā)展最快的工程塑料之一,在工程塑料領域,其產(chǎn)量和消費量僅次于聚酰胺而居第二位。
1961年,美國杜邦公司開發(fā)成功聚酰亞胺,打開了通往特種工程塑料的發(fā)展道路。聚酰亞胺的出現(xiàn)還推動了聚砜、聚苯硫醚和聚苯并咪唑等許多耐熱性工程塑料的開發(fā),對塑料工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。
美國通用公司于1964年將其開發(fā)的聚苯醚樹脂投入了工業(yè)化生產(chǎn)。
1980年,英國ICI公司開發(fā)成功了熔點高達336℃的特種工程塑料聚醚醚酮(PEEK)。PEEK具有卓越的耐熱性、耐輻射性和耐化學藥品性,并能注射成型,因而引起了人們的普遍關注。以PEEK為基體,通過玻璃纖維或碳纖維增強制得的復合材料,已在航空和宇航領域獲得了應用。
20世紀80年代中期開發(fā)成功熱致液晶聚合物是特種工程塑料發(fā)展史上又一重大事件。液晶聚合物耐熱性優(yōu)異,使用溫度可達200℃以上,具有自增強、高強度、高模量、耐化學藥品等特性,熔體粘度低,成型方便,在電子工業(yè)領域具有非常廣闊的應用前景。
工程塑料的應用
和通用塑料相比,工程塑料在機械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達到更高的要求,而且加工更方便并可替代金屬材料。工程塑料被廣泛應用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設備、機械、航空航天等行業(yè),以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。工程塑料已成為當今世界塑料工業(yè)中增長速度最快的領域,其發(fā)展不僅對國家支柱產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代高新技術產(chǎn)業(yè)起著支撐作用,同時也推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品結構的調(diào)整。
工程塑料在汽車上的應用日益增多,主要用作保險杠、燃油箱、儀表板、車身板、車門、車燈罩、燃油管、散熱器以及發(fā)動機相關零部件等。
在機械上,工程塑料可用于軸承、齒輪、絲杠螺母、密封件等機械零件和殼體、蓋板、手輪、手柄、緊固件及管接頭等機械結構件上。
在電子電器上,工程塑料可用于電線電纜包覆、印刷線路板、絕緣薄膜等絕緣材料和電器設備結構件上。
在家用電器上,工程塑料可用于電冰箱、洗衣機、空調(diào)器、電視機、電風扇、吸塵器、電熨斗、微波爐、電飯煲、收音機、組合音響設備與照明器具上。
在化工上,工程塑料可用于熱交換器、化工設備襯里等化工設備上和管材及管配件、閥門、泵等化工管路中。
我國工程塑料的發(fā)展現(xiàn)狀
由于我國汽車、電子和建筑等行業(yè)發(fā)展迅速,當前,我國已成為全球工程塑料需求增長最快的國家。據(jù)分析,隨著國內(nèi)經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工程塑料的需求將會進一步得到增長,我國工程塑料行業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。以家電行業(yè)來說,僅以冰箱、冷柜、洗衣機、空調(diào)及各類小家電產(chǎn)品每年的工程塑料需求量將達60萬噸左右。而用于通信基礎設施建設以及鐵路、公路建設等方面的工程塑料用量則更為驚人,預計今后數(shù)年內(nèi)總需求量將達到450萬噸以上。
2010年,我國工程塑料消費量達244.3萬噸,同比增長11%,是全球需求增長最快的國家;2011年我國工程塑料消費量為272萬噸,同比增長11.34%。預計到2013年我國工程塑料消費量將達到337萬噸,2015年達到417萬噸。
工程塑料有哪些?
工程塑料主要包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龍,Polyamide,PA)、聚甲醛(Polyacetal,PolyoxyMethylene,POM)、聚苯醚(PolyphenyleneOxide,PPO)、聚酯(PET,PBT)、聚苯硫醚(PolyphenyleneSulfide,PPS)、聚芳基酯等。