當前位置：工(gōng)程塑料[gōng chéng sù liào]
發展簡史
應用(yòng)
主要品種
聚苯硫醚
聚碳酸酯
聚甲醛
PBT
聚苯醚
發布時間：2024-04-09 08:57:00
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工(gōng)程塑料是在20世紀50年代才得到迅速發展的。尼龍66樹脂雖然早在1939年就已研制成功并投入生産(chǎn)，但當時它主要用(yòng)于制造合成纖維，直到50年代才突破純纖維傳統用(yòng)途，經過成型加工(gōng)制造塑料。工(gōng)程塑料真正得到迅速發展，是在50年代後期聚甲醛和聚碳酸酯開發成功之後，它們的出現具(jù)有(yǒu)特别重大的意義。由于聚甲醛的高結晶性，賦予其優異的機械性能(néng)，從而首次使塑料作(zuò)為(wèi)能(néng)替代金屬的材料而跻身于結構材料的行列。以後随着共聚甲醛的開發成功以及螺杆式注射成型機的普及，進一步确立工(gōng)程塑料在材料領域中(zhōng)的重要地位。而聚碳酸酯則是具(jù)有(yǒu)優良綜合性能(néng)的透明工(gōng)程塑料，應用(yòng)廣泛，是發展最快的工(gōng)程塑料之一，在工(gōng)程塑料領域，其産(chǎn)量和消費量僅次于聚酰胺而居第二位。
1961年，美國(guó)杜邦公(gōng)司開發成功聚酰亞胺，打開了通往特種工(gōng)程塑料的發展道路。聚酰亞胺的出現還推動了聚砜、聚苯硫醚和聚苯并咪唑等許多(duō)耐熱性工(gōng)程塑料的開發，對塑料工(gōng)業的發展産(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
美國(guó)通用(yòng)公(gōng)司于1964年将其開發的聚苯醚樹脂投入了工(gōng)業化生産(chǎn)。
1980年，英國(guó)ICI公(gōng)司開發成功了熔點高達336℃的特種工(gōng)程塑料聚醚醚酮（PEEK）。PEEK具(jù)有(yǒu)卓越的耐熱性、耐輻射性和耐化學(xué)藥品性，并能(néng)注射成型，因而引起了人們的普遍關注。以PEEK為(wèi)基體(tǐ)，通過玻璃纖維或碳纖維增強制得的複合材料，已在航空和宇航領域獲得了應用(yòng)。
20世紀80年代中(zhōng)期開發成功熱緻液晶聚合物(wù)是特種工(gōng)程塑料發展史上又(yòu)一重大事件。液晶聚合物(wù)耐熱性優異，使用(yòng)溫度可(kě)達200℃以上，具(jù)有(yǒu)自增強、高強度、高模量、耐化學(xué)藥品等特性，熔體(tǐ)粘度低，成型方便，在電(diàn)子工(gōng)業領域具(jù)有(yǒu)非常廣闊的應用(yòng)前景。
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和通用(yòng)塑料相比，工(gōng)程塑料在機械性能(néng)、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能(néng)達到更高的要求，而且加工(gōng)更方便并可(kě)替代金屬材料。工(gōng)程塑料被廣泛應用(yòng)于電(diàn)子電(diàn)氣、汽車(chē)、建築、辦(bàn)公(gōng)設備、機械、航空航天等行業，以塑代鋼、以塑代木(mù)已成為(wèi)國(guó)際流行趨勢。工(gōng)程塑料已成為(wèi)當今世界塑料工(gōng)業中(zhōng)增長(cháng)速度最快的領域，其發展不僅對國(guó)家支柱産(chǎn)業和現代高新(xīn)技(jì )術産(chǎn)業起着支撐作(zuò)用(yòng)，同時也推動傳統産(chǎn)業改造和産(chǎn)品結構的調整。
工(gōng)程塑料在汽車(chē)上的應用(yòng)日益增多(duō)，主要用(yòng)作(zuò)保險杠、燃油箱、儀表闆、車(chē)身闆、車(chē)門、車(chē)燈罩、燃油管、散熱器以及發動機相關零部件等。
在機械上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于軸承、齒輪、絲杠螺母、密封件等機械零件和殼體(tǐ)、蓋闆、手輪、手柄、緊固件及管接頭等機械結構件上。
在電(diàn)子電(diàn)器上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于電(diàn)線(xiàn)電(diàn)纜包覆、印刷線(xiàn)路闆、絕緣薄膜等絕緣材料和電(diàn)器設備結構件上。
在家用(yòng)電(diàn)器上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于電(diàn)冰箱、洗衣機、空調器、電(diàn)視機、電(diàn)風扇、吸塵器、電(diàn)熨鬥、微波爐、電(diàn)飯煲、收音機、組合音響設備與照明器具(jù)上。
在化工(gōng)上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于熱交換器、化工(gōng)設備襯裏等化工(gōng)設備上和管材及管配件、閥門、泵等化工(gōng)管路中(zhōng)。
由于我國(guó)汽車(chē)、電(diàn)子和建築等行業發展迅速，當前，我國(guó)已成為(wèi)全球工(gōng)程塑料需求增長(cháng)最快的國(guó)家。據分(fēn)析，随着國(guó)内經濟的不斷發展，工(gōng)程塑料的需求将會進一步得到增長(cháng)，我國(guó)工(gōng)程塑料行業發展前景十分(fēn)廣闊。以家電(diàn)行業來說，僅以冰箱、冷櫃、洗衣機、空調及各類小(xiǎo)家電(diàn)産(chǎn)品每年的工(gōng)程塑料需求量将達60萬噸左右。而用(yòng)于通信基礎設施建設以及鐵路、公(gōng)路建設等方面的工(gōng)程塑料用(yòng)量則更為(wèi)驚人，預計今後數年内總需求量将達到450萬噸以上。
2010年，我國(guó)工(gōng)程塑料消費量達244.3萬噸，同比增長(cháng)11%，是全球需求增長(cháng)最快的國(guó)家；2011年我國(guó)工(gōng)程塑料消費量為(wèi)272萬噸，同比增長(cháng)11.34%。預計到2013年我國(guó)工(gōng)程塑料消費量将達到337萬噸，2015年達到417萬噸。
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工(gōng)程塑料主要包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龍,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
聚酰胺（PA，俗名(míng)：尼龍）由于獨特的低比重、高抗拉強度、耐磨、自潤滑性好、沖擊韌性優異、具(jù)有(yǒu)剛柔兼備的性能(néng)而赢得人們的重視，加之其加工(gōng)簡便、效率高、比重輕（隻有(yǒu)金屬的1/7）、可(kě)以加工(gōng)成各種制品來代替金屬，廣泛用(yòng)于汽車(chē)及交通運輸業。典型的制品有(yǒu)泵葉輪、風扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表闆、汽車(chē)電(diàn)器儀表、冷熱空氣調節閥等零部件，大約每輛汽車(chē)消耗尼龍制品達3.6～4千克。聚酰胺在汽車(chē)工(gōng)業的消費比例最大，其次是電(diàn)子電(diàn)氣。
聚酰胺改性目的的不同，聚酰胺改性可(kě)分(fēn)為(wèi)增強、增韌、阻燃、填充和合金等類型。關于聚酰胺的納米複合材料的研究也取得了較大的進展。
為(wèi)得到具(jù)有(yǒu)更高強度和熱變形溫度的聚酰胺材料，将無機或有(yǒu)機纖維或填料加入聚酰胺基體(tǐ)中(zhōng)，用(yòng)共混擠出的方法制得高強度聚酰胺複合材料。增強PA的品種繁多(duō)，幾乎所有(yǒu)的聚酰胺材料都可(kě)以制得增強品種。
主要商(shāng)品化品種有(yǒu)：增強PA6、增強PA66、增強PA46、增強PA1010、增強PA610等。其中(zhōng)産(chǎn)量最大的是增強PA6和PA66。常用(yòng)的聚酰胺增強材料有(yǒu)玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維，無機晶須也被用(yòng)于聚酰胺的增強。
簡稱 PPS。
PPS 的突出性能(néng)有(yǒu)：①良好的耐熱性能(néng)，可(kě)在180～220℃溫度範圍内使用(yòng)；②耐腐蝕性接近聚四氟乙烯；③電(diàn)性能(néng)優異；④機械性能(néng)優異；⑤阻燃性能(néng)好。
PPS 的不足之處有(yǒu)：①價格太高，在耐高溫塑料中(zhōng)屬于低價位，但比通用(yòng)工(gōng)程塑料高許多(duō)；②韌性差，性脆；③加工(gōng)中(zhōng)粘度不穩定。純 PPS 因性脆很(hěn)少單獨使用(yòng)，應用(yòng)的 PPS 為(wèi)其改性能(néng)品種。具(jù)體(tǐ)有(yǒu)：40%玻璃纖維增強 PPS(R4)，無機填充 PPS(R8)，碳纖維增強 PPS(G6)等。PPS 用(yòng)于汽車(chē)占45%，用(yòng)于電(diàn)子、電(diàn)器占 30%，其他(tā)占 25%。PPS 的發展速度很(hěn)快，預計它将成為(wèi)第六大工(gōng)程塑料。
聚碳酸酯（PC）既具(jù)有(yǒu)類似有(yǒu)色金屬的強度，同時又(yòu)兼備延展性及強韌性，它的沖擊強度極高，用(yòng)鐵錘敲擊不能(néng)被破壞，能(néng)經受住電(diàn)視機熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又(yòu)極好，并可(kě)施以任何着色。由于聚碳酸酯的上述優良性能(néng)，已被廣泛用(yòng)于各種安(ān)全燈罩、信号燈，體(tǐ)育館、體(tǐ)育場的透明防護闆，采光玻璃，高層建築玻璃，汽車(chē)反射鏡、擋風玻璃闆，飛機座艙玻璃，摩托車(chē)駕駛安(ān)全帽。用(yòng)量最大的市場是計算機、辦(bàn)公(gōng)設備、汽車(chē)、替代玻璃和片材，CD和DVD光盤是最有(yǒu)潛力的市場之一。
聚甲醛（POM）是一種性能(néng)優良的工(gōng)程塑料，在國(guó)外有(yǒu)“奪鋼”、“ 超鋼”之稱。POM具(jù)有(yǒu)類似金屬的硬度、強度和鋼性，在很(hěn)寬的溫度和濕度範圍内都具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的自潤滑性、良好的耐疲勞性，并富于彈性，此外它還有(yǒu)較好的耐化學(xué)品性。POM以低于其他(tā)許多(duō)工(gōng)程塑料的成本，正在替代一些傳統上被金屬所占領的市場，如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作(zuò)許多(duō)部件，自問世以來，POM已經廣泛應用(yòng)于電(diàn)子電(diàn)氣、機械、儀表、日用(yòng)輕工(gōng)、汽車(chē)、建材、農業等領域。在很(hěn)多(duō)新(xīn)領域的應用(yòng)，如醫(yī)療技(jì )術、運動器械等方面，POM也表現出較好的增長(cháng)态勢。
聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一種熱塑性聚酯，非增強型的PBT與其它熱塑性工(gōng)程塑料相比，加工(gōng)性能(néng)和電(diàn)性能(néng)較好。PBT玻璃化溫度低，模具(jù)溫度在50℃時即可(kě)迅速結晶，加工(gōng)周期短。聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）被廣泛應用(yòng)于電(diàn)子、電(diàn)氣和汽車(chē)工(gōng)業中(zhōng)。由于PBT的高絕緣性及耐溫性可(kě)用(yòng)作(zuò)電(diàn)視機的回掃變壓器、汽車(chē)分(fēn)電(diàn)盤和點火線(xiàn)圈、辦(bàn)公(gōng)設備殼體(tǐ)和底座、各種汽車(chē)外裝(zhuāng)部件、空調機風扇、電(diàn)子爐竈底座、辦(bàn)公(gōng)設備殼件。
簡稱PPO。具(jù)有(yǒu)優良的綜合性能(néng)，最大的特點是在長(cháng)期負荷下，具(jù)有(yǒu)優良的尺寸穩定性和突出的電(diàn)絕緣性，使用(yòng)溫度範圍廣，可(kě)在-127～121℃範圍内長(cháng)期使用(yòng)。具(jù)有(yǒu)優良的耐水、耐蒸汽性能(néng)，制品具(jù)較高的拉伸強度和抗沖強度，抗蠕變性也好。此外，有(yǒu)較好的耐磨性和電(diàn)性能(néng)。主要用(yòng)于代替不鏽鋼制造外科(kē)醫(yī)療器械。在機電(diàn)工(gōng)業中(zhōng)可(kě)制作(zuò)齒輪、鼓風機葉片、管道、閥門、螺釘及其他(tā)緊固件和連接件等，還用(yòng)于制作(zuò)電(diàn)子、電(diàn)氣工(gōng)業中(zhōng)的零部件，如線(xiàn)圈骨架及印刷電(diàn)路闆等。