當前位置：工程塑料[gōng chéng sù liào]
發展簡史
應用
主要品種
聚苯硫醚
聚碳酸酯
聚甲醛
PBT
聚苯醚
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發布時間：2024-04-09 08:57:00
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工程塑料是在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產，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用途，經過成型加工制造塑料。工程塑料真正得到迅速發展，是在50年代后期聚甲醛和聚碳酸酯開發成功之后，它們的出現具有特別重大的意義。由于聚甲醛的高結晶性，賦予其優異的機械性能，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良綜合性能的透明工程塑料，應用廣泛，是發展最快的工程塑料之一，在工程塑料領域，其產量和消費量僅次于聚酰胺而居第二位。
1961年，美國杜邦公司開發成功聚酰亞胺，打開了通往特種工程塑料的發展道路。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耐熱性工程塑料的開發，對塑料工業的發展產生了深遠的影響。
美國通用公司于1964年將其開發的聚苯醚樹脂投入了工業化生產。
1980年，英國ICI公司開發成功了熔點高達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年代中期開發成功熱致液晶聚合物是特種工程塑料發展史上又一重大事件。液晶聚合物耐熱性優異，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，在電子工業領域具有非常廣闊的應用前景。
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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，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中增長速度最快的領域，其發展不僅對國家支柱產業和現代高新技術產業起著支撐作用，同時也推動傳統產業改造和產品結構的調整。
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。
由于我國汽車、電子和建筑等行業發展迅速，當前，我國已成為全球工程塑料需求增長最快的國家。據分析，隨著國內經濟的不斷發展，工程塑料的需求將會進一步得到增長，我國工程塑料行業發展前景十分廣闊。以家電行業來說，僅以冰箱、冷柜、洗衣機、空調及各類小家電產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，預計今后數年內總需求量將達到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。
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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,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：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、具有剛柔兼備的性能而贏得人們的重視，加之其加工簡便、效率高、比重輕（只有金屬的1/7）、可以加工成各種制品來代替金屬，廣泛用于汽車及交通運輸業。典型的制品有泵葉輪、風扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀表、冷熱空氣調節閥等零部件，大約每輛汽車消耗尼龍制品達3.6～4千克。聚酰胺在汽車工業的消費比例最大，其次是電子電氣。
聚酰胺改性目的的不同，聚酰胺改性可分為增強、增韌、阻燃、填充和合金等類型。關于聚酰胺的納米復合材料的研究也取得了較大的進展。
為得到具有更高強度和熱變形溫度的聚酰胺材料，將無機或有機纖維或填料加入聚酰胺基體中，用共混擠出的方法制得高強度聚酰胺復合材料。增強PA的品種繁多，幾乎所有的聚酰胺材料都可以制得增強品種。
主要商品化品種有：增強PA6、增強PA66、增強PA46、增強PA1010、增強PA610等。其中產量最大的是增強PA6和PA66。常用的聚酰胺增強材料有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維，無機晶須也被用于聚酰胺的增強。
簡稱 PPS。
PPS 的突出性能有：①良好的耐熱性能，可在180～220℃溫度范圍內使用；②耐腐蝕性接近聚四氟乙烯；③電性能優異；④機械性能優異；⑤阻燃性能好。
PPS 的不足之處有：①價格太高，在耐高溫塑料中屬于低價位，但比通用工程塑料高許多；②韌性差，性脆；③加工中粘度不穩定。純 PPS 因性脆很少單獨使用，應用的 PPS 為其改性能品種。具體有：40%玻璃纖維增強 PPS(R4)，無機填充 PPS(R8)，碳纖維增強 PPS(G6)等。PPS 用于汽車占45%，用于電子、電器占 30%，其他占 25%。PPS 的發展速度很快，預計它將成為第六大工程塑料。
聚碳酸酯（PC）既具有類似有色金屬的強度，同時又兼備延展性及強韌性，它的沖擊強度極高，用鐵錘敲擊不能被破壞，能經受住電視機熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好，并可施以任何著色。由于聚碳酸酯的上述優良性能，已被廣泛用于各種安全燈罩、信號燈，體育館、體育場的透明防護板，采光玻璃，高層建筑玻璃，汽車反射鏡、擋風玻璃板，飛機座艙玻璃，摩托車駕駛安全帽。用量最大的市場是計算機、辦公設備、汽車、替代玻璃和片材，CD和DVD光盤是最有潛力的市場之一。
聚甲醛（POM）是一種性能優良的工程塑料，在國外有“奪鋼”、“ 超鋼”之稱。POM具有類似金屬的硬度、強度和鋼性，在很寬的溫度和濕度范圍內都具有很好的自潤滑性、良好的耐疲勞性，并富于彈性，此外它還有較好的耐化學品性。POM以低于其他許多工程塑料的成本，正在替代一些傳統上被金屬所占領的市場，如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件，自問世以來，POM已經廣泛應用于電子電氣、機械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農業等領域。在很多新領域的應用，如醫療技術、運動器械等方面，POM也表現出較好的增長態勢。
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與其它熱塑性工程塑料相比，加工性能和電性能較好。PBT玻璃化溫度低，模具溫度在50℃時即可迅速結晶，加工周期短。聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）被廣泛應用于電子、電氣和汽車工業中。由于PBT的高絕緣性及耐溫性可用作電視機的回掃變壓器、汽車分電盤和點火線圈、辦公設備殼體和底座、各種汽車外裝部件、空調機風扇、電子爐灶底座、辦公設備殼件。
簡稱PPO。具有優良的綜合性能，最大的特點是在長期負荷下，具有優良的尺寸穩定性和突出的電絕緣性，使用溫度范圍廣，可在-127～121℃范圍內長期使用。具有優良的耐水、耐蒸汽性能，制品具較高的拉伸強度和抗沖強度，抗蠕變性也好。此外，有較好的耐磨性和電性能。主要用于代替不銹鋼制造外科醫療器械。在機電工業中可制作齒輪、鼓風機葉片、管道、閥門、螺釘及其他緊固件和連接件等，還用于制作電子、電氣工業中的零部件，如線圈骨架及印刷電路板等。