当前位置：工(gōng)程塑料[gōng chéng sù liào]
发展简史
应用(yòng)
主要品种
聚苯硫醚
聚碳酸酯
聚甲醛
PBT
聚苯醚
发布时间：2024-04-09 08:57:00
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工(gōng)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(chǎn)，但当时它主要用(yòng)于制造合成纤维，直到50年代才突破纯纤维传统用(yòng)途，经过成型加工(gōng)制造塑料。工(gōng)程塑料真正得到迅速发展，是在50年代后期聚甲醛和聚碳酸酯开发成功之后，它们的出现具(jù)有(yǒu)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(néng)，从而首次使塑料作(zuò)為(wèi)能(néng)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(gōng)程塑料在材料领域中(zhōng)的重要地位。而聚碳酸酯则是具(jù)有(yǒu)优良综合性能(néng)的透明工(gōng)程塑料，应用(yòng)广泛，是发展最快的工(gōng)程塑料之一，在工(gōng)程塑料领域，其产(chǎn)量和消费量仅次于聚酰胺而居第二位。
1961年，美國(guó)杜邦公(gōng)司开发成功聚酰亚胺，打开了通往特种工(gōng)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(duō)耐热性工(gōng)程塑料的开发，对塑料工(gōng)业的发展产(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影响。
美國(guó)通用(yòng)公(gōng)司于1964年将其开发的聚苯醚树脂投入了工(gōng)业化生产(chǎn)。
1980年，英國(guó)ICI公(gōng)司开发成功了熔点高达336℃的特种工(gōng)程塑料聚醚醚酮（PEEK）。PEEK具(jù)有(yǒu)卓越的耐热性、耐辐射性和耐化學(xué)药品性，并能(néng)注射成型，因而引起了人们的普遍关注。以PEEK為(wèi)基體(tǐ)，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(yòng)。
20世纪80年代中(zhōng)期开发成功热致液晶聚合物(wù)是特种工(gōng)程塑料发展史上又(yòu)一重大事件。液晶聚合物(wù)耐热性优异，使用(yòng)温度可(kě)达200℃以上，具(jù)有(yǒu)自增强、高强度、高模量、耐化學(xué)药品等特性，熔體(tǐ)粘度低，成型方便，在電(diàn)子工(gōng)业领域具(jù)有(yǒu)非常广阔的应用(yòng)前景。
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和通用(yòng)塑料相比，工(gōng)程塑料在机械性能(néng)、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能(néng)达到更高的要求，而且加工(gōng)更方便并可(kě)替代金属材料。工(gōng)程塑料被广泛应用(yòng)于電(diàn)子電(diàn)气、汽車(chē)、建筑、办(bàn)公(gōng)设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木(mù)已成為(wèi)國(guó)际流行趋势。工(gōng)程塑料已成為(wèi)当今世界塑料工(gōng)业中(zhōng)增長(cháng)速度最快的领域，其发展不仅对國(guó)家支柱产(chǎn)业和现代高新(xīn)技(jì )术产(chǎn)业起着支撑作(zuò)用(yòng)，同时也推动传统产(chǎn)业改造和产(chǎn)品结构的调整。
工(gōng)程塑料在汽車(chē)上的应用(yòng)日益增多(duō)，主要用(yòng)作(zuò)保险杠、燃油箱、仪表板、車(chē)身板、車(chē)门、車(chē)灯罩、燃油管、散热器以及发动机相关零部件等。
在机械上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于轴承、齿轮、丝杠螺母、密封件等机械零件和壳體(tǐ)、盖板、手轮、手柄、紧固件及管接头等机械结构件上。
在電(diàn)子電(diàn)器上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于電(diàn)線(xiàn)電(diàn)缆包覆、印刷線(xiàn)路板、绝缘薄膜等绝缘材料和電(diàn)器设备结构件上。
在家用(yòng)電(diàn)器上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于電(diàn)冰箱、洗衣机、空调器、電(diàn)视机、電(diàn)风扇、吸尘器、電(diàn)熨斗、微波炉、電(diàn)饭煲、收音机、组合音响设备与照明器具(jù)上。
在化工(gōng)上，工(gōng)程塑料可(kě)用(yòng)于热交换器、化工(gōng)设备衬里等化工(gōng)设备上和管材及管配件、阀门、泵等化工(gōng)管路中(zhōng)。
由于我國(guó)汽車(chē)、電(diàn)子和建筑等行业发展迅速，当前，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。据分(fēn)析，随着國(guó)内经济的不断发展，工(gōng)程塑料的需求将会进一步得到增長(cháng)，我國(guó)工(gōng)程塑料行业发展前景十分(fēn)广阔。以家電(diàn)行业来说，仅以冰箱、冷柜、洗衣机、空调及各类小(xiǎo)家電(diàn)产(chǎn)品每年的工(gōng)程塑料需求量将达60万吨左右。而用(yòng)于通信基础设施建设以及铁路、公(gōng)路建设等方面的工(gōng)程塑料用(yòng)量则更為(wèi)惊人，预计今后数年内总需求量将达到450万吨以上。
2010年，我國(guó)工(gōng)程塑料消费量达244.3万吨，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)程塑料消费量為(wèi)272万吨，同比增長(cháng)11.34%。预计到2013年我國(guó)工(gōng)程塑料消费量将达到337万吨，2015年达到417万吨。
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工(gōng)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
聚酰胺（PA，俗名(míng)：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(jù)有(yǒu)刚柔兼备的性能(néng)而赢得人们的重视，加之其加工(gōng)简便、效率高、比重轻（只有(yǒu)金属的1/7）、可(kě)以加工(gōng)成各种制品来代替金属，广泛用(yòng)于汽車(chē)及交通运输业。典型的制品有(yǒu)泵叶轮、风扇叶片、阀座、衬套、轴承、各种仪表板、汽車(chē)電(diàn)器仪表、冷热空气调节阀等零部件，大约每辆汽車(chē)消耗尼龙制品达3.6～4千克。聚酰胺在汽車(chē)工(gōng)业的消费比例最大，其次是電(diàn)子電(diàn)气。
聚酰胺改性目的的不同，聚酰胺改性可(kě)分(fēn)為(wèi)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。
為(wèi)得到具(jù)有(yǒu)更高强度和热变形温度的聚酰胺材料，将无机或有(yǒu)机纤维或填料加入聚酰胺基體(tǐ)中(zhōng)，用(yòng)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(duō)，几乎所有(yǒu)的聚酰胺材料都可(kě)以制得增强品种。
主要商(shāng)品化品种有(yǒu)：增强PA6、增强PA66、增强PA46、增强PA1010、增强PA610等。其中(zhōng)产(chǎn)量最大的是增强PA6和PA66。常用(yòng)的聚酰胺增强材料有(yǒu)玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，无机晶须也被用(yòng)于聚酰胺的增强。
简称 PPS。
PPS 的突出性能(néng)有(yǒu)：①良好的耐热性能(néng)，可(kě)在180～220℃温度范围内使用(yòng)；②耐腐蚀性接近聚四氟乙烯；③電(diàn)性能(néng)优异；④机械性能(néng)优异；⑤阻燃性能(néng)好。
PPS 的不足之处有(yǒu)：①价格太高，在耐高温塑料中(zhōng)属于低价位，但比通用(yòng)工(gōng)程塑料高许多(duō)；②韧性差，性脆；③加工(gōng)中(zhōng)粘度不稳定。纯 PPS 因性脆很(hěn)少单独使用(yòng)，应用(yòng)的 PPS 為(wèi)其改性能(néng)品种。具(jù)體(tǐ)有(yǒu)：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(yòng)于汽車(chē)占45%，用(yòng)于電(diàn)子、電(diàn)器占 30%，其他(tā)占 25%。PPS 的发展速度很(hěn)快，预计它将成為(wèi)第六大工(gōng)程塑料。
聚碳酸酯（PC）既具(jù)有(yǒu)类似有(yǒu)色金属的强度，同时又(yòu)兼备延展性及强韧性，它的冲击强度极高，用(yòng)铁锤敲击不能(néng)被破坏，能(néng)经受住電(diàn)视机荧光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又(yòu)极好，并可(kě)施以任何着色。由于聚碳酸酯的上述优良性能(néng)，已被广泛用(yòng)于各种安(ān)全灯罩、信号灯，體(tǐ)育馆、體(tǐ)育场的透明防护板，采光玻璃，高层建筑玻璃，汽車(chē)反射镜、挡风玻璃板，飞机座舱玻璃，摩托車(chē)驾驶安(ān)全帽。用(yòng)量最大的市场是计算机、办(bàn)公(gōng)设备、汽車(chē)、替代玻璃和片材，CD和DVD光盘是最有(yǒu)潜力的市场之一。
聚甲醛（POM）是一种性能(néng)优良的工(gōng)程塑料，在國(guó)外有(yǒu)“夺钢”、“ 超钢”之称。POM具(jù)有(yǒu)类似金属的硬度、强度和钢性，在很(hěn)宽的温度和湿度范围内都具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性，此外它还有(yǒu)较好的耐化學(xué)品性。POM以低于其他(tā)许多(duō)工(gōng)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(zuò)许多(duō)部件，自问世以来，POM已经广泛应用(yòng)于電(diàn)子電(diàn)气、机械、仪表、日用(yòng)轻工(gōng)、汽車(chē)、建材、农业等领域。在很(hěn)多(duō)新(xīn)领域的应用(yòng)，如医(yī)疗技(jì )术、运动器械等方面，POM也表现出较好的增長(cháng)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(gōng)程塑料相比，加工(gōng)性能(néng)和電(diàn)性能(néng)较好。PBT玻璃化温度低，模具(jù)温度在50℃时即可(kě)迅速结晶，加工(gōng)周期短。聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）被广泛应用(yòng)于電(diàn)子、電(diàn)气和汽車(chē)工(gōng)业中(zhōng)。由于PBT的高绝缘性及耐温性可(kě)用(yòng)作(zuò)電(diàn)视机的回扫变压器、汽車(chē)分(fēn)電(diàn)盘和点火線(xiàn)圈、办(bàn)公(gōng)设备壳體(tǐ)和底座、各种汽車(chē)外装(zhuāng)部件、空调机风扇、電(diàn)子炉灶底座、办(bàn)公(gōng)设备壳件。
简称PPO。具(jù)有(yǒu)优良的综合性能(néng)，最大的特点是在長(cháng)期负荷下，具(jù)有(yǒu)优良的尺寸稳定性和突出的電(diàn)绝缘性，使用(yòng)温度范围广，可(kě)在-127～121℃范围内長(cháng)期使用(yòng)。具(jù)有(yǒu)优良的耐水、耐蒸汽性能(néng)，制品具(jù)较高的拉伸强度和抗冲强度，抗蠕变性也好。此外，有(yǒu)较好的耐磨性和電(diàn)性能(néng)。主要用(yòng)于代替不锈钢制造外科(kē)医(yī)疗器械。在机電(diàn)工(gōng)业中(zhōng)可(kě)制作(zuò)齿轮、鼓风机叶片、管道、阀门、螺钉及其他(tā)紧固件和连接件等，还用(yòng)于制作(zuò)電(diàn)子、電(diàn)气工(gōng)业中(zhōng)的零部件，如線(xiàn)圈骨架及印刷電(diàn)路板等。