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工程塑料在汽車和電子電器業(yè)的應(yīng)用
日期：2024-09-01 00:23
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摘要：
工程塑料在汽車和電子電器業(yè)的應(yīng)用 |
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| 工程塑料是中國(guó)塑料工業(yè)中發(fā)展*快的品種。從1998至2002年的五年間，中國(guó)五大工程塑料的市場(chǎng)需求以平均每年30.3%的速度增長(zhǎng)，而同期**工程塑料的平均增長(zhǎng)率不足8%?？梢哉f(shuō)，中國(guó)已成為**工程塑料市場(chǎng)的領(lǐng)跑者。而中國(guó)工程塑料的持續(xù)發(fā)展，主要得益於電子電器和汽車工業(yè)對(duì)工程塑料的旺盛需求。 工程塑料分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類。 通用工程塑料通常是指已大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的、應(yīng)用範(fàn)圍較廣的五種塑料，即聚西先胺（尼龍，PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酯（主要是PBT）及聚苯醚（PPO）。特種工程塑料則是指性能更加優(yōu)異獨(dú)特、尚未大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)或生產(chǎn)規(guī)模較小、用途相對(duì)較窄的一些塑料，如聚苯硫醚（PPS）、聚西先亞胺（PI）、聚石風(fēng)（PSF）、聚醚酮（PEK）、液晶聚合物（LCP）等。有些通用塑料經(jīng)改性使其升級(jí)或工程化後，性能接近於通用工程塑料，如改性聚丙烯（PP）、改性苯乙烯系聚合物（ABS、SAN等）和超高分子量聚乙烯，有時(shí)也稱為工程塑料或準(zhǔn)工程塑料。 中國(guó)工程塑料的整體發(fā)展?fàn)顩r 工程塑料性能優(yōu)良，可替代金屬作結(jié)構(gòu)材料，被廣泛用於電子電氣、交通運(yùn)輸、機(jī)械設(shè)備及日常生活用品等領(lǐng)域。工程塑料的主要應(yīng)用市場(chǎng)及其份額依次為電子電氣25%、汽車22%、機(jī)械20%、日用消費(fèi)品10%、其他23%。在**上，工程塑料的發(fā)展非常迅速，每年都以7-10%的速度增長(zhǎng)，其中PA的應(yīng)用量和產(chǎn)量仍居五大塑料之首。專家預(yù)測(cè)，在今後幾年內(nèi)，工程塑料的市場(chǎng)需求量年均增長(zhǎng)率將達(dá)到8%，2005年需求量將達(dá)到850萬(wàn)噸，其中亞洲是主要的需求增長(zhǎng)地區(qū)，年均增長(zhǎng)率將達(dá)11.3%。 近年來(lái)，中國(guó)工程塑料一直強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。從1998至2002年的5年間，中國(guó)五大工程塑料的市場(chǎng)需求以平均每年30.3%的速度增長(zhǎng)。其中以PC的平均增幅*高，達(dá)到43.5%，2002年同比增長(zhǎng)高達(dá)57.2%。 據(jù)中國(guó)工程塑料工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，今年1-5月，國(guó)內(nèi)各類改性塑料的產(chǎn)量同比增長(zhǎng)40%。預(yù)計(jì)今年全年五大工程塑料的市場(chǎng)需求將達(dá)到80萬(wàn)噸。其中尼龍（PA）將達(dá)16.5萬(wàn)噸，聚碳酸酯（PC）達(dá)40.5萬(wàn)噸，聚甲醛（POM）14萬(wàn)噸，PET和PBT合計(jì)達(dá)6.8萬(wàn)噸，而改性聚苯醚（mPPO）的市場(chǎng)需求將達(dá)2.2萬(wàn)噸。 保守估計(jì)，到2005年，中國(guó)工程塑料的市場(chǎng)總需求量將達(dá)到108萬(wàn)噸。其中PA為21萬(wàn)噸，PC為56萬(wàn)噸，POM為18萬(wàn)噸，PBT和PET合計(jì)為10萬(wàn)噸，mPPO為3萬(wàn)噸；到2010年，工程塑料需求還將繼續(xù)增長(zhǎng)，總計(jì)將達(dá)到167萬(wàn)噸。其中PA將達(dá)40萬(wàn)噸，PC達(dá)78萬(wàn)噸，POM達(dá)25萬(wàn)噸，PBT和PET合計(jì)達(dá)18萬(wàn)噸，mPPO將達(dá)6萬(wàn)噸。 與旺盛的市場(chǎng)需求相比，中國(guó)工程塑料的自給率不足50%。預(yù)計(jì)到“十五”末，中國(guó)五大工程塑料年產(chǎn)能力將達(dá)到39萬(wàn)噸，產(chǎn)量達(dá)到23.7萬(wàn)噸，市場(chǎng)占有率將達(dá)到43.2%。其中PA、PBT兩種工程塑料的年生產(chǎn)能力將分別達(dá)到13萬(wàn)噸和6萬(wàn)噸，產(chǎn)量分別達(dá)到9.5萬(wàn)噸和3.2萬(wàn)噸。目前，**上主要工程塑料生產(chǎn)廠商均十分看好中國(guó)工程塑料市場(chǎng)，紛紛在中國(guó)新建生產(chǎn)裝置或加大投資擴(kuò)大產(chǎn)能。 工程塑料在電子電器上的應(yīng)用 電子電器產(chǎn)品，包括光盤等信息產(chǎn)品，是中國(guó)工程塑料應(yīng)用量*大的領(lǐng)域，約占全部用量的25%以上，五大工程塑料都有應(yīng)用。 隨著計(jì)算機(jī)業(yè)和光盤、介質(zhì)材料的發(fā)展，PC的需求量急劇增加，現(xiàn)在已成為五大工程塑料中增長(zhǎng)*快的品種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年，**生產(chǎn)的190萬(wàn)噸聚碳酸酯材料中有43萬(wàn)噸用於制造光盤，相當(dāng)於總產(chǎn)量的22%。 中國(guó)是光盤生產(chǎn)大國(guó)，正在成為***大的聚碳酸酯樹脂消費(fèi)市場(chǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)有光盤生產(chǎn)線200馀條，年需用聚碳酸酯達(dá)3萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2005年將達(dá)5萬(wàn)噸。 手機(jī)和**手持類電子產(chǎn)品外殼是PC的另外一個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域，PC/ABS合金可注塑加工成各種薄壁材料，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和光澤性。 尼龍也是在電子電氣應(yīng)用*為廣泛的工程塑料之一。尼龍可用於生產(chǎn)變壓器骨架、接線座、固定夾、開關(guān)、保險(xiǎn)盒、端子、導(dǎo)線夾、各種電動(dòng)工具外殼、內(nèi)部構(gòu)件等電氣部件，經(jīng)過(guò)玻纖、阻燃、增韌處理後，可以完全滿足此領(lǐng)域?qū)Σ牧系膹?qiáng)度、阻燃性、電絕緣性、耐漏電、起痕及外觀等性能的要求，而且加工性能好，價(jià)格適中。 除傳統(tǒng)的尼龍6和尼龍66外，耐高溫尼龍PA9T也廣泛應(yīng)用在電子電器行業(yè)，并已形成不填充、玻纖增強(qiáng)和阻燃級(jí)牌號(hào)，主要用於注塑插座、開關(guān)、繼電器設(shè)施和各種電子接插件，一些PA9T牌號(hào)被指定用於某些電子電器應(yīng)用制品，如小型卡式接插件、手機(jī)外殼用高焊接強(qiáng)度接插件和板與板之間的接插件。 PBT的應(yīng)用量也在日益擴(kuò)大。PBT主要用於節(jié)能燈的生產(chǎn)，還用作電器電信產(chǎn)品的骨架和風(fēng)扇扇葉。此外，在顯示屏中，PBT和尼龍也做為磁性材料的基材，生產(chǎn)會(huì)聚材料。 聚甲醛主要用於骨架材料，并用於電子行業(yè)的高頻印刷電路板的生產(chǎn)。 電子產(chǎn)品必須絕緣、耐熱，所以PA及PBT的應(yīng)用量*多 工程塑料在汽車上的應(yīng)用 汽車工業(yè)是發(fā)達(dá)國(guó)家工程塑料應(yīng)用*為廣泛、使用量*大的工業(yè)門類，也是中國(guó)工程塑料*有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域之一。 每輛汽車塑料的用量是衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。日本、美國(guó)和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的每輛轎車平均使用塑料已超過(guò)100千克，平均占汽車總重量的8%。目前，中國(guó)每輛汽車平均塑料用量為70千克，平均占汽車總重量的6%左右。工程塑料在全部汽車用塑料中只占10%左右的比例。 尼龍是*重要的汽車工業(yè)用工程塑料。汽車零部件也是PA6工程塑料*大的消費(fèi)市場(chǎng)，超過(guò)總消費(fèi)量的三分之一。隨?人們對(duì)汽車性能要求的不斷提高和PA6工程塑料自身的發(fā)展，汽車用PA6正呈逐年上升的趨勢(shì)。汽車上可使用PA6（包括改性產(chǎn)品）制作的部件有空氣濾清器、外殼、風(fēng)扇、車輪罩、導(dǎo)流板、車內(nèi)裝飾、儲(chǔ)水器材蓋、線卡、各種車內(nèi)電氣接插件等。PA6/ABS具有密度低，流動(dòng)性好的特點(diǎn)，并有良好的噪聲阻尼性和良好的耐熱性、耐化學(xué)性和機(jī)械性能，可用於汽車內(nèi)飾件；玻纖增強(qiáng)PA/ABS可替代ABS做汽車排風(fēng)格柵，并有可能成為汽車排空氣和除霜器護(hù)柵及車門組件，以及用於摩托車檔板的制作。 現(xiàn)在PA9T也已在日本汽車工業(yè)上應(yīng)用，如動(dòng)力換向裝置（齒輪結(jié)構(gòu)）、滾動(dòng)軸承架。PA9T耐燃油性強(qiáng)，適用於做汽車燃油系統(tǒng)部件。此外還可用於制造中間冷卻器罐、發(fā)動(dòng)機(jī)支架和要求低摩擦系數(shù)的滑動(dòng)部件。 改性PPO主要用於制作一些薄壁的復(fù)雜硬質(zhì)結(jié)構(gòu)件，如儀表盤骨架等。GE公司推出的熱固性PPO，具有高強(qiáng)、高韌性和良好的電性能，吸濕小，可用做汽車閥罩、燃油箱導(dǎo)電板、變壓器和風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等。而PPO/PS合金加工性良好，可用做流體加工部件、汽車機(jī)罩下部件和電子接插件。 PC在汽車上也有廣泛應(yīng)用。PC的高透明性使之成為車燈罩的主要生產(chǎn)材料。硅橡膠/PC也可以用做汽車保險(xiǎn)槓。而PC的另外一大用途是以合金的形式充當(dāng)汽車內(nèi)飾材料。PC/ABS外觀好，容易著色，廣泛用於汽車內(nèi)飾件如儀表板等。 PBT加工性能和絕緣性能較好。PBT玻璃化溫度低，加工周期短。PC/PBT、PBT/ABS等主要用於汽車內(nèi)飾件。此外，由於PBT對(duì)汽油、發(fā)動(dòng)機(jī)油的耐受性好，PBT也用於汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配件材料的生產(chǎn)。 聚甲醛樹脂是高度結(jié)晶的聚合物，具有類似金屬的硬度、強(qiáng)度和剛性，很寬的溫度和濕度條件下都具有很好的自潤(rùn)滑性、良好的耐疲勞性、低磨擦系數(shù)，因此，聚甲醛主要用於定性要求比較嚴(yán)格的滑動(dòng)和滾動(dòng)機(jī)械部件上，包括齒輪、凸輪、軸承、槓桿、滑輪、扣鏈輪和軸襯等，與金屬和尼龍相比，聚甲醛具有很低的磨擦系數(shù)，是很好的軸承材料。 特種工程塑料在汽車工業(yè)中也有應(yīng)用，如聚醚亞胺（PEI），由於其玻璃化溫度可達(dá)249℃，可滿足汽車反光燈的反光板和軟電路板、恒溫箱板等產(chǎn)品的要求。 德國(guó)BASF公司開發(fā)的由聚醚石風(fēng)Ultrason E制備的發(fā)泡塑料Ultratoct也已開始用於BMW公司M3CSL型運(yùn)動(dòng)車的後座靠背，這種新的後座靠背重5.5千克，重量?jī)H為以前鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)的一半，汽車碰撞時(shí)顯示同樣的性能，而振動(dòng)阻尼性則優(yōu)於傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)制品。 改性塑料對(duì)傳統(tǒng)工程塑料的沖擊 一方面，工程塑料新品不斷，在不斷開拓?應(yīng)用領(lǐng)域，并由於生產(chǎn)裝置的擴(kuò)大，成本逐漸降低；另一方面，改性技術(shù)使通用熱塑性樹脂不斷具有工程化特點(diǎn)，并搶占部分傳統(tǒng)工程塑料的應(yīng)用市場(chǎng)。 ABS是*重要的“準(zhǔn)工程塑料”，中國(guó)已成為**ABS用量*大的國(guó)家。除此之外改性PP是*為活躍的產(chǎn)品。不斷推出的PP增強(qiáng)和高抗沖新牌號(hào)，為其在一些領(lǐng)域替代工程塑料提供了可能。到2003年末，**PP在汽車方面的消量將由目前的140萬(wàn)噸增至260萬(wàn)噸，增長(zhǎng)率將達(dá)8-9%，其中亞太地區(qū)增長(zhǎng)*快，估計(jì)年增長(zhǎng)率達(dá)20%。 玻纖和礦物增強(qiáng)PP已用於汽車零配件，并對(duì)PC共混物市場(chǎng)構(gòu)成較大沖擊。改性PP也正在進(jìn)入傳統(tǒng)的PA領(lǐng)域，如泵體和風(fēng)扇葉。目前**90%的玻纖增強(qiáng)PP用於轎車上，其目標(biāo)主要是用於發(fā)動(dòng)機(jī)罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險(xiǎn)槓、行李架、備胎盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)底盤、車頂棚襯架等。全**生產(chǎn)玻纖增強(qiáng)PP的廠商主要集中在美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。 具有硬度和高抗沖牌號(hào)的PS，也在工程方面的應(yīng)用上獲得進(jìn)展。由於開發(fā)改進(jìn)、兼具抗沖性和高光澤的產(chǎn)品改進(jìn)了流變行為，因而會(huì)使PS需求有上升的趨勢(shì)。 技術(shù)的發(fā)展還使不少牌號(hào)的PVC可用來(lái)替代工程塑料。*有意義的發(fā)展包括采用共混物和合金改進(jìn)熱變形溫度和沖擊強(qiáng)度。改性PVC主要用於辦公室設(shè)備和計(jì)算機(jī)外殼以代替ABS。 SPS是由金屬催化得到的間規(guī)聚苯乙烯，是一種結(jié)晶形聚合物，具有優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)品性、良好的機(jī)械性能以及**的耐濕性、電性能和加工性能。其性質(zhì)與價(jià)格可與多種熱塑性工程塑料，如PET、PBT、尼龍66、PPS以及某些液晶聚合物相媲美。SPS無(wú)定型玻璃轉(zhuǎn)化溫度和結(jié)晶熔點(diǎn)均高於尼龍66、PET等，尺寸穩(wěn)定性良好，加工過(guò)程中通常不需要預(yù)先乾燥，耐化學(xué)品腐蝕，具有良好的耐酸、堿、醇和大多數(shù)有機(jī)溶劑特性，其耐機(jī)動(dòng)車油、防凍液和柴油性能優(yōu)良，但耐汽油性一般。此外，其電性能也十分優(yōu)越，主要的應(yīng)用領(lǐng)域是汽車和電器零件。 此外，超高分子量PE、HIPS等也是目前通用塑料工程化發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品。 |
