合成樹脂在汽車及家電領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景


隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，人們對生活關(guān)聯(lián)用品的各項要求不斷提升，合成樹脂應(yīng)大勢之趨被越來越多的應(yīng)用到眾多消費領(lǐng)域，從汽車及家電領(lǐng)域來淺析目前各類塑料的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景。


目前世界塑料原料年總產(chǎn)量已突破2億噸，按體積計算已遠遠超過金屬材料。工業(yè)化生產(chǎn)的塑料品種有幾十種，其中產(chǎn)量最大的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，這些塑料占塑料總產(chǎn)量的2/3以上。塑料廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟和社會生活的各個領(lǐng)域，與鋼鐵、木材、水泥并列為四大支柱材料，其中包裝業(yè)是塑料最大的應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，世界各國塑料平均有35%用于包裝、17%用于建筑、7%用于電子電氣、6%用于汽車、5%用于農(nóng)業(yè)、4%用于日用品。本文從汽車用塑料及家電用塑料兩方面闡述各塑料的應(yīng)用范疇。

汽車用塑料

隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，人們對汽車輕質(zhì)化、抗沖擊、節(jié)能、高速、舒適、低成本、長壽命的要求亦不斷提高。質(zhì)輕、耐腐蝕、減震、成型加工方便的塑料越來越多的被應(yīng)用到汽車工業(yè)中，其應(yīng)用部件既有普通裝飾件，又有結(jié)構(gòu)件、功能件，所使用的塑料品種既包括通用塑料，又包括強度高、沖擊性能好的高性能工程塑料。如今汽車用塑料制件數(shù)量的多少已經(jīng)是衡量一個國家汽車發(fā)展水平的標志之一，國內(nèi)外也都非常重視汽車用塑料的研發(fā)，并推出多種綜合性能優(yōu)良的塑料品種供汽車工業(yè)使用。

目前車用塑料品種及各占比例大體（如圖一），簡單介紹幾種主要塑料在汽車中的應(yīng)用分布：

（1）PP：作為汽車用塑料的主要品種，主要用于汽車的保險杠、蓄電池外殼、汽車氣囊、發(fā)動機冷卻風(fēng)扇、水箱面罩、儀表板等方面，另外也用于汽車座椅靠背架、內(nèi)裝飾件、行李箱蓋、前后防撞板、導(dǎo)流板、護柵、方向盤柱座、倒后鏡等方面。

（2）PE：在汽車中采用PE生產(chǎn)零部件約有15～30個，燃油箱是其在汽車上的主要用途。PE越來越多的應(yīng)用于保險杠、擋泥板和護柵的制造中，另外典型的塑料發(fā)動機搖桿是用HDPE制成的。

（3）PVC：用作車內(nèi)飾、座墊套、車門內(nèi)襯、車蓋襯里表皮、儀表板蒙皮、地墊、薄膜、密封條、葉子板飾條、前后車門飾條、擋泥板、電機包皮、備胎罩蓋、貨箱襯里、玻璃窗升降器、踏板罩、擋水板以及硬質(zhì)汽車地板等。由于其分解產(chǎn)物有毒，不利于環(huán)境保護，PVC在汽車上的應(yīng)用比例呈逐年下降趨勢。

（4）ABS：用于制作汽車的外部或內(nèi)部零件如儀表殼體、制冷和采暖系統(tǒng)、工具箱、扶手、散熱器柵板等；它也可以用于制作儀表板表皮、制作裝飾件、行李箱、雜物箱蓋、通風(fēng)百葉窗、后視鏡內(nèi)飾板、拉手罩蓋等。在日本、美國和西歐，汽車用ABS占ABS總消費量的20～35%。

（5）PA：PA在汽車上的應(yīng)用非常普遍，同時汽車行業(yè)是PA的最大客戶。近年來，PA主要用于汽車電氣部件中的電氣配線、接線柱、中央電器板風(fēng)扇、發(fā)動機中的氣門罩、散熱器、進氣歧管、搖桿、安全氣囊的外殼和骨架材料、燃油箱和車身部件等。

（6）聚氨酯（PUR）：廣泛用作硬、半硬、和軟質(zhì)泡沫塑料、塑料、彈性體、合成革、涂料和膠粘劑。由于具有耐磨性好、耐低溫性優(yōu)良、耐化學(xué)性好等優(yōu)點，被大量應(yīng)用于汽車中。

（7）PC：由于具有透明度高、強度高、抗沖擊性好、耐熱性好等優(yōu)點，主要用于汽車上蓋、柱罩、儀表盤、車身板、底盤、電器及機械零部件、擋風(fēng)玻璃、安全玻璃、車燈、保險杠、車輪罩、車輪蓋、照明燈罩等。

（8）POM：在汽車中主要用于散熱器箱蓋、燃料油箱蓋、加料口、各種排氣控制閥門、水閥體、加熱器風(fēng)扇、空壓機閥門、加熱器控制桿、組合式開關(guān)、洗滌泵、門鎖、遮光板托架、速度表殼體、自動天線齒輪、車窗調(diào)節(jié)手柄、反射鏡支持板等。

（9）PPO：它的耐熱性高、電性能好、吸水性小、成型時收縮率低并具有自熄性。PPO在汽車上的用量占總消費量的27%。改性PPO目前以合金化為最主要的發(fā)展趨勢。目前用改性PPO生產(chǎn)的汽車內(nèi)飾件包括儀表板、雜物箱、后視鏡殼、立柱護蓋等，如一汽奧迪轎車的門立柱護蓋就采用改性PPO；生產(chǎn)的外飾件有車輪罩、裝飾條、通風(fēng)格柵、側(cè)密封條等。

（10）熱塑性聚酯（PET、PBT）：汽車上使用的PET和PBT一般都采用GF增強或無機填料改性，或與其它高分子材料共混改性。聚酯材料被廣泛用于生產(chǎn)保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞子板、供油系統(tǒng)零件、儀表板、汽車點火器等。

（11）聚苯硫醚（PPS）：PPS為脆性聚合物，很少單獨使用，常用玻纖和各種礦物增強。PPS主要制作汽車的排氣調(diào)節(jié)閥、發(fā)動機零件、點火開關(guān)、氣化器、電刷支架、燈罩、連接器、排廢氣的處理裝置、燃料泵零件、電磁線圈軸承、電動扇、氣化器頭閥、冷卻水支撐器等。PPS代替有色金屬合金，耐溫耐蝕，大大減輕重量，達到節(jié)能目的。

（12）聚酰亞胺（PI）：PI耐熱性很好，玻璃化溫度高于200℃，在-200℃～260℃溫度范圍內(nèi)有良好的力學(xué)性能?？捎糜谥谱髌嚨呐c發(fā)動機、變速箱有關(guān)的功能件，如支撐盤、電機、油壓活塞、同步器、火花塞、車輪以及制動蹄片等。

（13）聚醚砜（PES）和聚砜（PSU）：PSU和PES具有很好的耐高溫性、硬度、高溫連續(xù)操作性、良好的電絕緣性、阻燃性和尺寸穩(wěn)定性，可用于汽車軸承保持架、傳動軸襯套等。德國BASF公司推出的PES和PSU的牌號為Ultrason，性能優(yōu)于PA、PC、POM，可代替熱固性樹脂，金屬和陶瓷，由于在熱油和沸水中的尺寸穩(wěn)定性好，可用于汽車結(jié)構(gòu)中的燃油系統(tǒng)和摩擦系統(tǒng)。

輕量化是當今汽車材料發(fā)展的主要方向。據(jù)分析，汽車的自身質(zhì)量每減少10%，燃油的消耗可降低3%～5%。根據(jù)最新資料，國外汽車自身質(zhì)量同過去相比減輕了20%～26%。目前，國外汽車的內(nèi)飾件已基本實現(xiàn)塑料化，如今塑料在汽車中的應(yīng)用范圍向外裝件、車身和結(jié)構(gòu)件擴展。今后的重點發(fā)展方向是開發(fā)力學(xué)強度高、耐熱性和耐久性優(yōu)良、壽命長、可靠性高、綜合性能好的結(jié)構(gòu)件、外裝件用的增強塑料復(fù)合材料和功能型塑料，并對車用塑料的可回收性予以高度關(guān)注，重視和積極開展汽車廢棄塑料的綜合回收利用的技術(shù)開發(fā)。

家電用塑料

自上世紀80年代起，塑料和家電作為新興輕工行業(yè)在中國得到迅猛發(fā)展。隨著家電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，塑料也越來越多地應(yīng)用于家電產(chǎn)品中，目前，在家電中應(yīng)用的塑料主要是五大基礎(chǔ)樹脂（如PP、PE、PS、ABS、PVC等），PU泡沫塑料和各種工程塑料（如PA、POM、PTFE、PET、PC等）及其改性制品。

目前在家電產(chǎn)品中，塑料的使用量已經(jīng)成為僅次于鋼材的第二大類原材料，同時也是家電領(lǐng)域中用量增長最快的材料，近幾年平均增長速度達到每年29.5%。在一些主要的家電產(chǎn)品中，所含塑料重量的百分比如圖二所示。


幾種主要塑料在家電中的應(yīng)用：

（1）PP：PP是目前比重最小的塑料品種之一，可用于洗衣機、吸塵器、電風(fēng)扇等各種家電產(chǎn)品中。其中，洗衣機產(chǎn)品PP的用量最大，洗衣機中的不少零部件，如洗衣機內(nèi)桶、脫水桶、底座、面蓋、波輪、控制操作板等都是用PP制作的。

（2）PS：PS是苯乙烯最重要的衍生物，可分為通用級聚苯乙烯（GPPS）、可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）、抗沖級聚苯乙烯（HIPS）等品種，PS具有質(zhì)硬、透明、剛性等特點，在家電行業(yè)中主要應(yīng)用于冰箱、電視、電子電器、音響制品等產(chǎn)品中。PS在電冰箱中主要用作冰箱內(nèi)抽屜、膽盒等。在某些家電產(chǎn)品中，經(jīng)過技術(shù)改進的HIPS塑料已經(jīng)開始逐步替代價格較高的ABS塑料。

（3）ABS：在中國，ABS是僅次于PS的第二大苯乙烯衍生物。我國ABS的終端產(chǎn)品高度集中于電子電器領(lǐng)域，如電冰箱、電視機、洗衣機、電話、辦公器械以及其他小家電等，占ABS總消費量的80%左右。目前，由于改性PP、PS等產(chǎn)品的替代應(yīng)用，ABS在家電產(chǎn)品中的消費比例正逐漸下降，但家電用ABS總量卻在上升。據(jù)預(yù)測，到2010年我國ABS市場需求量將達到400萬噸左右。

（4）POM：由于POM具有良好的耐磨性，主要用于制作齒輪、軸承座等摩擦機械部件，用作壓縮機、電機等家電產(chǎn)品中的主要部件。目前，POM在國內(nèi)的主要產(chǎn)能約有10～15萬噸，國內(nèi)供應(yīng)量遠遠不能滿足市場需求，大量依賴進口。

隨著我國家用電子電器工業(yè)的發(fā)展，對塑料的需求量會越來越大。近年來，全塑洗衣機、全塑吸塵器、全塑電熨斗等全塑家電產(chǎn)品的出現(xiàn)，更充分的說明了塑料在家電產(chǎn)品中的重要性。同時，出于對家電產(chǎn)品的抗菌性、阻燃性、安全性、節(jié)能等方面的考慮，各種功能塑料在家電上有著廣泛的應(yīng)用前景，因此應(yīng)加大各種功能塑料的開發(fā)力度。