工程塑料在20世纪50年代才迅速发展。 尼龙66树脂虽然早在2024年就研制成功并投入生产,但当时主要用于制造合成纤维,直到50年代才突破纯纤维的传统用途,被模压制成塑料。 工程塑料在50年代后期聚甲醛和聚碳酸酯研制成功后才真正迅速发展,它们的出现具有特别重要的意义。 由于聚甲醛的高结晶度,赋予了它优异的机械性能,从而使塑料首次成为可以替代金属的材料之一。 后来,随着乙醛共聚物的研制成功和螺杆注射成型机的普及,工程塑料在材料领域的重要地位进一步确立。 聚碳酸酯是一种透明工程塑料,具有优良的综合性能,应用广泛,是发展最快的工程塑料之一,在工程塑料领域,其产量和消费量仅次于聚酰胺。
2024年,杜邦公司成功研制出聚酰亚胺,为特种工程塑料的发展开辟了道路。 聚酰亚胺的出现也促进了聚砜、聚苯硫醚、聚苯并咪唑等许多耐热工程塑料的发展,对塑料工业的发展产生了深远的影响。
2024年,美国通用汽车公司将其聚苯醚树脂投入工业化生产。
2024年,英国ICI公司成功研制出一种熔点高达336的特种工程塑料聚醚醚酮(PEEK)。 PEEK因其优异的耐热性、耐辐射性和耐化学性以及注塑成型能力而备受关注。 以PEEK为基体,用玻璃纤维或碳纤维增强的复合材料已用于航空航天领域。
20世纪80年代中期热致液晶聚合物的研制成功,是特种工程塑料发展史上的又一重大事件。 液晶聚合物具有优良的耐热性,使用温度可达200米以上,具有自强、高强度、高模量、耐化学药品性、熔体粘度低、易成型等特点,在电子工业领域具有非常广阔的应用前景。 [3]
据Markets and Markets研究报告显示,2024年,全球工程塑料市场价值约为5358亿美元,预计到2024年将达到790美元3 亿美元,复合年增长率为 8%。
工程塑料因其优异的稳定性、良好的耐热性和耐化学性、高强度等优点,应用范围广泛,需求量持续快速增长。 工程塑料的主要用途之一是在各种最终用途行业中替代金属。 特别是,日益严格的环境法规要求车辆减少排放和提高燃油经济性,工程塑料正在汽车和运输行业大量使用。 此外,工程塑料还广泛应用于消费和家用电器、电子电气产品、工业机械、包装以及医疗和建筑行业。
2024年,亚太地区占据了全球工程塑料市场的主体,据统计,亚太地区占2024年全球工程塑料市场需求的47%9%的市场份额。 预计亚太地区在2024年将继续保持其全球最大工程塑料市场的地位,其次是西欧市场,未来五年其工程塑料市场需求年均增长率有望达到7%8%。
工程塑料的性能特点主要有以下几种:
1)与通用塑料相比,具有优良的耐热性和耐寒性,在很宽的温度范围内具有优良的机械性能,适合用作结构材料
2)耐腐蚀性好,环境影响小,耐久性好;
3)与金属材料相比,加工方便,生产效率高,可简化工序,节约成本;
4)良好的尺寸稳定性和电绝缘性;
5)重量轻,比强度高,减摩耐磨性突出。
与通用塑料相比,工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面可以满足更高的要求,加工更方便,可以替代金属材料。 工程塑料广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业,用塑料代替钢木已成为国际时尚潮流。 工程塑料已成为世界塑料工业中发展最快的领域,其发展不仅在国家支柱产业和现代高新技术产业中起到支撑作用,而且促进了传统产业的转型和产品结构的调整。
工程塑料在汽车中的应用越来越多,主要用作保险杠、油箱、仪表板、车身面板、车门、灯罩、燃油管、散热器和发动机相关部件。
在机械上,工程塑料可用于轴承、齿轮、丝杠螺母、密封件等机械零件,以及外壳、盖板、手轮、手柄、紧固件、管接头等机械结构件。
在电子电器中,工程塑料可用于电线电缆涂层、印刷电路板、绝缘膜等绝缘材料和电气设备结构件。
在家用电器中,工程塑料可用于冰箱、洗衣机、空调、电视机、电风扇、吸尘器、电熨斗、微波炉、电饭煲、收音机、音响设备和照明电器等。
在化学工业中,工程塑料可用于换热器、化工设备衬里等化工设备,也可用于管道及管件、阀门、泵等化工管道。
由于中国汽车、电子和建筑行业的快速发展,中国已成为全球工程塑料需求增长最快的国家。 据分析,随着国内经济的不断发展,对工程塑料的需求将进一步增长,我国工程塑料行业的发展前景十分广阔。 在家电行业,冰箱、冰柜、洗衣机、空调及各种小家电用工程塑料的年需求量将达到60万吨左右。 用于通信基础设施建设和铁路公路建设的工程塑料使用量更是惊人,预计未来几年总需求量将达到450万吨以上。
2024年,我国工程塑料消费量达到2443万吨,同比增长11%,是全球增长最快的国家;2024年我国工程塑料消费量为272万吨,同比增长1134%。预计到2024年,我国工程塑料消费量将达到337万吨,2024年将达到417万吨。
工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。 前者的主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯后者主要是指耐热性在150以上的工程塑料,主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等。
工程塑料主要包括聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(聚酰胺,PA)、聚缩醛(聚甲醛、POM)、聚苯醚(PPO)、聚酯(PET、PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯等。
聚酰胺(PA,俗名:尼龙)因其独特的低比重、高抗拉强度、耐磨性、自润滑性好、冲击韧性优异、兼具刚性和柔性性能而备受人们关注,再加上其易加工、效率高、比重轻(仅为金属的1 7),可加工成各种产品替代金属, 广泛应用于汽车和运输行业。典型产品包括泵叶轮、风机叶片、阀座、衬套、轴承、各种仪表盘、汽车电器仪表、冷热空调阀门等零件,约3个6 4公斤。 聚酰胺占消费量的最大比例,其次是电气和电子产品。
聚酰胺改性的目的不同,聚酰胺改性可分为增强型、增韧型、阻燃型、填充型和合金型。 聚酰胺用纳米复合材料的研究也取得了长足进展。
为了获得具有较高强度和热变形温度的聚酰胺材料,在聚酰胺基体中加入无机或有机纤维或填料,通过共混挤出制备高强度聚酰胺复合材料。 增强PA的品种很多,几乎所有的聚酰胺材料都可以制成增强品种。
主要商品品种有:增强型PA6、增强型PA66、增强型PA46、增强型PA1010、增强型PA610等。 其中,产量最大的是增强PA6和PA66。 常用的聚酰胺增强材料有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维,聚酰胺增强也采用无机晶须。
缩写为PPS。
PPS的突出性能是:耐热性好,可在180-220°C的温度范围内使用;耐腐蚀性接近聚四氟乙烯;优异的电气性能;优良的机械性能;阻燃性能好。
PPS的缺点是: *太高,在高温塑料中价格低廉,但远高于一般工程塑料韧性和脆性差;加工过程中粘度不稳定。 纯PPS因其脆性而很少单独使用,所应用的PPS是其改性品种。 具体有:40%玻璃纤维增强PPS(R4)、无机填充PPS(R8)、碳纤维增强PPS(G6)等。 PPS用于汽车45%,电子和电器占30%,其他占25%。 PPS正在快速增长,有望成为第六大工程塑料。
聚碳酸酯(PC)不仅具有与有色金属相似的强度,而且具有延展性和韧性,其冲击强度极高,锤击破坏不了,能承受电视机的荧光屏。 聚碳酸酯也非常透明,可以以任何方式着色。 由于聚碳酸酯的上述优良性能,已广泛应用于各种安全灯罩、信号灯、体育场馆和体育场馆的透明保护板、照明玻璃、高层建筑玻璃、汽车反射器、挡风玻璃板、飞机驾驶舱玻璃、摩托车驾驶头盔等。 最大的使用市场是计算机、办公设备、汽车、替代玻璃和板材,CD和光盘是最有前途的市场之一。
聚甲醛(POM)是一种性能优良的工程塑料,在国外被誉为“制胜钢”、“超级钢”。 POM具有类似金属的硬度、强度和刚性,在很宽的温度和湿度范围内具有良好的自润滑性,良好的抗疲劳性、弹性和良好的耐化学性。 POM的成本低于许多其他工程塑料,正在取代一些传统上由金属占据的市场,如取代锌、黄铜、铝和钢来制造许多部件,自问世以来,POM已广泛应用于电子电气、机械、仪器仪表、日用轻工业、汽车、建材、农业等领域。 在许多新的应用中,如医疗技术、运动器材等,POM也呈现出良好的增长态势。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种热塑性聚酯,非增强PBT比其他热塑性工程塑料具有更好的加工性能和电性能。 PBT玻璃化转变温度低,模具温度在50°C时可快速结晶,加工周期短。 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)广泛用于电子、电气和***。 由于PBT的高绝缘性和耐温性,可用作电视机、汽车配电盘和点火线圈、办公设备外壳和底座、各种汽车外饰件、空调风扇、电子炉底座和办公设备外壳的后掠变压器。
缩写为PPO。 它具有优良的综合性能,最大的特点是具有优良的尺寸稳定性和长期负载下出色的电绝缘性,可在-127 121范围内长期使用。 具有优良的耐水性和耐蒸汽性,产品具有较高的抗拉强度和冲击强度,以及良好的抗蠕变性。 此外,它还具有良好的耐磨性和电气性能。 在外科医疗器械的制造中主要用于替代不锈钢。 在机电工业中,可制造齿轮、鼓风机叶片、管道、阀门、螺钉等紧固件和连接件等,也用于制造电子电气工业中的零件,如线圈骨架和印刷电路板等。