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工程塑料分类与应用

工程塑料可作为工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。 工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，但价格较贵，产量较小。

工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。前者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料；后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料，主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等。

一、工程塑料的应用

和通用塑料相比，工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料。工程塑料被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，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势。工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度快的领域，其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用，同时也推动传统产业改造和产品结构的调整。

工程塑料在汽车上的应用日益增多，主要用作保险杠、燃油箱、仪表板、车身板、车门、车灯罩、燃油管、散热器以及发动机相关零部件等。

在机械上，工程塑料可用于轴承、齿轮、丝杠螺母、密封件等机械零件和壳体、盖板、手轮、手柄、紧固件及管接头等机械结构件上。

在电子电器上，工程塑料可用于电线电缆包覆、印刷线路板、绝缘薄膜等绝缘材料和电器设备结构件上。

在家用电器上，工程塑料可用于电冰箱、洗衣机、空调器、电视机、电风扇、吸尘器、电熨斗、微波炉、电饭煲、收音机、组合音响设备与照明器具上。

在化工上，工程塑料可用于热交换器、化工设备衬里等化工设备上和管材及管配件、阀门、泵等化工管路中。

由于我国汽车、电子和建筑等行业发展迅速，当前，我国已成为全球工程塑料需求增长快的国家。据分析，随着国内经济的不断发展，工程塑料的需求将会进一步得到增长，我国工程塑料行业发展前景十分广阔。以家电行业来说，仅以冰箱、冷柜、洗衣机、空调及各类小家电产品每年的工程塑料需求量将达60万吨左右。而用于通信基础设施建设以及铁路、公路建设等方面的工程塑料用量则更为惊人，预计今后数年内总需求量将达到450万吨以上。

2010年，我国工程塑料消费量达244.3万吨，同比增长11%，是全球需求增长快的国家；2011年我国工程塑料消费量为272万吨，同比增长11.34%。预计到2013年我国工程塑料消费量将达到337万吨，2015年达到417万吨。

二、工程塑料的分类

工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（PA,俗名：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、具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视，加之其加工简便、效率高、比重轻（只有金属的1/7）、可以加工成各种制品来代替金属，广泛用于汽车及交通运输业。典型的制品有泵叶轮、风扇叶片、阀座、衬套、轴承、各种仪表板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀等零部件，大约每辆汽车消耗尼龙制品达3.6～4千克。聚酰胺在汽车工业的消费比例大，其次是电子电气。聚酰胺改性目的的不同，聚酰胺改性可分为增强、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。为得到具有更高强度和热变形温度的聚酰胺材料，将无机或有机纤维或填料加入聚酰胺基体中，用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，几乎所有的聚酰胺材料都可以制得增强品种。

主要商品化品种有：增强PA6、增强PA66、增强PA46、增强PA1010、增强PA610等。其中产量大的是增强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，无机晶须也被用于聚酰胺的增强。

PPS 的突出性能有：①良好的耐热性能，可在180～220℃温度范围内使用；②耐腐蚀性接近聚四氟乙烯；③电性能优异；④机械性能优异；⑤阻燃性能好。

PPS 的不足之处有：①价格太高，在耐高温塑料中属于低价位，但比通用工程塑料高许多；②韧性差，性脆；③加工中粘度不稳定。纯 PPS 因性脆很少单独使用，应用的 PPS 为其改性能品种。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 用于汽车占45%，用于电子、电器占 30%，其他占 25%。PPS 的发展速度很快，预计它将成为第六大工程塑料。

聚碳酸酯（PC）既具有类似有色金属的强度，同时又兼备延展性及强韧性，它的冲击强度极高，用铁锤敲击不能被破坏，能经受住电视机荧光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又极好，并可施以任何着色。由于聚碳酸酯的上述优良性能，已被广泛用于各种安全灯罩、信号灯，体育馆、体育场的透明防护板，采光玻璃，高层建筑玻璃，汽车反射镜、挡风玻璃板，飞机座舱玻璃，摩托车驾驶安全帽。用量大的市场是计算机、办公设备、汽车、替代玻璃和片材，CD和DVD光盘是有潜力的市场之一。

聚甲醛（POM）是一种性能优良的工程塑料，在国外有“夺钢”、“ 超钢”之称。POM具有类似金属的硬度、强度和钢性，在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性，此外它还有较好的耐化学品性。POM以低于其他许多工程塑料的成本，正在替代一些传统上被金属所占领的市场，如替代锌、黄铜、铝和钢制作许多部件，自问世以来，POM已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用，如医疗技术、运动器械等方面，POM也表现出较好的增长态势。

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种热塑性聚酯，非增强型的PBT与其它热塑性工程塑料相比，加工性能和电性能较好。PBT玻璃化温度低，模具温度在50℃时即可迅速结晶，加工周期短。聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）被广泛应用于电子、电气和汽车工业中。由于PBT的高绝缘性及耐温性可用作电视机的回扫变压器、汽车分电盘和点火线圈、办公设备壳体和底座、各种汽车外装部件、空调机风扇、电子炉灶底座、办公设备壳件。

具有优良的综合性能，在长期负荷下，具有优良的尺寸稳定性和突出的电绝缘性，使用温度范围广，可在-127～121℃范围内长期使用。具有优良的耐水、耐蒸汽性能，制品具较高的拉伸强度和抗冲强度，抗蠕变性也好。此外，有较好的耐磨性和电性能。主要用于代替不锈钢制造外科医疗器械。在机电工业中可制作齿轮、鼓风机叶片、管道、阀门、螺钉及其他紧固件和连接件等，还用于制作电子、电气工业中的零部件，如线圈骨架及印刷电路板等。

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