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          合成樹脂在汽車及家電領域的應用現狀及前景
          [2019-03-09]

          合成樹脂在汽車及家電領域的應用現狀及前景


          隨著現代科技的迅猛發展,人們對生活關聯用品的各項要求不斷提升,合成樹脂應大勢之趨被越來越多的應用到眾多消費領域,從汽車及家電領域來淺析目前各類塑料的應用現狀及發展前景。


          目前世界塑料原料年總產量已突破2億噸,按體積計算已遠遠超過金屬材料。工業化生產的塑料品種有幾十種,其中產量最大的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等,這些塑料占塑料總產量的2/3以上。塑料廣泛應用于國民經濟和社會生活的各個領域,與鋼鐵、木材、水泥并列為四大支柱材料,其中包裝業是塑料最大的應用領域。據統計,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%用于農業、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用范疇。

          汽車用塑料

          隨著現代科技的迅猛發展,人們對汽車輕質化、抗沖擊、節能、高速、舒適、低成本、長壽命的要求亦不斷提高。質輕、耐腐蝕、減震、成型加工方便的塑料越來越多的被應用到汽車工業中,其應用部件既有普通裝飾件,又有結構件、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量的多少已經是衡量一個國家汽車發展水平的標志之一,國內外也都非常重視汽車用塑料的研發,并推出多種綜合性能優良的塑料品種供汽車工業使用。

          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、發動機冷卻風扇、水箱面罩、儀表板等方面,另外也用于汽車座椅靠背架、內裝飾件、行李箱蓋、前后防撞板、導流板、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越來越多的應用于保險杠、擋泥板和護柵的制造中,另外典型的塑料發動機搖桿是用HDPE制成的。

          (3)PVC:用作車內飾、座墊套、車門內襯、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、擋水板以及硬質汽車地板等。由于其分解產物有毒,不利于環境保護,PVC在汽車上的應用比例呈逐年下降趨勢。

          (4)ABS:用于制作汽車的外部或內部零件如儀表殼體、制冷和采暖系統、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、通風百葉窗、后視鏡內飾板、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在汽車上的應用非常普遍,同時汽車行業是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、中央電器板風扇、發動機中的氣門罩、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、耐低溫性優良、耐化學性好等優點,被大量應用于汽車中。

          (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、加熱器風扇、空壓機閥門、加熱器控制桿、組合式開關、洗滌泵、門鎖、遮光板托架、速度表殼體、自動天線齒輪、車窗調節手柄、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展趨勢。目前用改性PPO生產的汽車內飾件包括儀表板、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;生產的外飾件有車輪罩、裝飾條、通風格柵、側密封條等。

          (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保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞子板、供油系統零件、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節閥、發動機零件、點火開關、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℃溫度范圍內有良好的力學性能??捎糜谥谱髌嚨呐c發動機、變速箱有關的功能件,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、高溫連續操作性、良好的電絕緣性、阻燃性和尺寸穩定性,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定性好,可用于汽車結構中的燃油系統和摩擦系統。

          輕量化是當今汽車材料發展的主要方向。據分析,汽車的自身質量每減少10%,燃油的消耗可降低3%~5%。根據最新資料,國外汽車自身質量同過去相比減輕了20%~26%。目前,國外汽車的內飾件已基本實現塑料化,如今塑料在汽車中的應用范圍向外裝件、車身和結構件擴展。今后的重點發展方向是開發力學強度高、耐熱性和耐久性優良、壽命長、可靠性高、綜合性能好的結構件、外裝件用的增強塑料復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注,重視和積極開展汽車廢棄塑料的綜合回收利用的技術開發。

          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在中國得到迅猛發展。隨著家電產業的蓬勃發展,塑料也越來越多地應用于家電產品中,目前,在家電中應用的塑料主要是五大基礎樹脂(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。

          目前在家電產品中,塑料的使用量已經成為僅次于鋼材的第二大類原材料,同時也是家電領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、電風扇等各種家電產品中。其中,洗衣機產品PP的用量最大,洗衣機中的不少零部件,如洗衣機內桶、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)、可發性聚苯乙烯(EPS)、抗沖級聚苯乙烯(HIPS)等品種,PS具有質硬、透明、剛性等特點,在家電行業中主要應用于冰箱、電視、電子電器、音響制品等產品中。PS在電冰箱中主要用作冰箱內抽屜、膽盒等。在某些家電產品中,經過技術改進的HIPS塑料已經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的終端產品高度集中于電子電器領域,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等產品的替代應用,ABS在家電產品中的消費比例正逐漸下降,但家電用ABS總量卻在上升。據預測,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、電機等家電產品中的主要部件。目前,POM在國內的主要產能約有10~15萬噸,國內供應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的發展,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品的出現,更充分的說明了塑料在家電產品中的重要性。同時,出于對家電產品的抗菌性、阻燃性、安全性、節能等方面的考慮,各種功能塑料在家電上有著廣泛的應用前景,因此應加大各種功能塑料的開發力度。

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