淺談塑料工程有關論文
工程塑料是材料的一個重要種類。近年來隨著工程塑料需求面的擴大和高分子材料研發能力的提高,具有各種特定效能、面向不同需求的工程塑料不斷出現,形成各種型別和各種品牌工程塑料層出不窮的局面。下面是小編為大家整理的塑料工程有關論文,供大家參考。
塑料工程有關論文範文一:淺談工程塑料聚甲醛的發展和應用
摘 要: 介紹國內外聚甲醛的生產發展歷史,並總結聚甲醛市場應用狀況,同時對聚甲醛行業的發展提出建議和展望。
關鍵詞: 聚甲醛;發展;應用
中圖分類號:TQ-9 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597***2013***0110002-02
1 聚甲醛簡介
聚甲醛又名聚氧化次甲基,英文名Polyxymethylene***簡稱POM***是一種高熔點、高密度、高結晶熱塑性工程塑料,它分共聚甲醛和均聚甲醛兩種。同其他工程塑料***PA、PC、PBT***相比,它具有優異的綜合性能,如優良的耐疲勞性和耐磨耗性,較小的蠕變效能等。
聚甲醛具有較高的彈性模數、硬度、剛性和機械強度,可在104℃下長期使用,脆化溫度為-40℃,吸水性極小。它突出的摩擦係數低,動摩擦係數與靜摩擦係數相同,自潤滑耐摩擦性優異,是與金屬最相似的一種塑料,被譽為“超綱”。POM以低於其他許多工程塑料的成本,正在替代一些傳統上被金屬所佔領的市場,如替代鋅、黃銅、鋁和鋼等製作許多部件。目前,POM已經成功應用於電子電氣、機械、、汽車、建材、農業等行業,作為製造軸承、齒輪、汽車儀表板、泵葉輪等零件的有色金屬和合金的優良替代物[1-3]。
2 聚甲醛發展歷史簡介
2.1 國外聚甲醛生產發展歷史
工業上生產聚甲醛有氣態甲醛法和三聚甲醛法兩種方法。三聚甲醛法於20世紀50年代由美國杜邦公司研製開發,以三聚甲醛為主或加入少量共聚單體如二氧三環聚合而成,即目前有均聚和共聚兩種製法,所得的產品也分別稱為均聚甲醛和共聚甲醛。
均聚甲醛是美國杜邦公司1959年發明,由甲醛溶液與異辛醇反應,經過脫水、熱裂解得到精製甲醛,然後在催化劑作用下進行液相聚合,聚合後用醋酐酯化封端[1-2]。該工藝路線由於甲醛提純工藝複雜和後處理封端技術上的困難,使得均聚甲醛產品耐鹼性、耐熱性差,且生產成本較高,由於技術和經濟上的問題,近幾年來在國外發展不快,代表企業有美國杜邦公司,日本旭化成公司。
共聚甲醛生產工藝以塞拉尼斯公司的技術為典型代表,該工藝製得的共聚產品有很好的熱穩定性、熱老化性、耐熱水性、耐鹼性、耐油性、化學穩定性並且易於加工,且其填充玻璃纖維後機械效能有所增強,鑑於其產品質量優於均聚甲醛的優點,使得世界上共聚甲醛產品產量的增長速度明顯高於均聚甲醛產品產量,現在世界上75%的聚甲醛為共聚產品。
目前,國外POM聚合路線比較成熟,主要有以甲醛為單體制備均聚物和以三聚甲醛為單體制備共聚物兩條路線。日本宇部興產公司綜合了DuPont公司和Celanese公司的工藝特點,成功地開發了以甲醛為單體,生產均聚物和共聚物的新工藝。該工藝具有技術先進,流程短和能耗低等優點。此外,日本瓦斯和三菱瓦斯公司提出了固定酸液相合成新工藝,該工藝採用共沸脫水後的甲醛二氯乙烷透明溶液作為合成原料,排除了水對合成收率的影響。三聚甲醛單程收率一般為90%,理論收率為99.9%,該工藝副反應少,因其可使濃縮、合成和精製合為一體,工藝得到簡化。
2.2 國內聚甲醛的生產發展歷史
我國聚甲醛的開發生產與國外同步,起於20世紀50年代。1959年中科院化學所、成都工學院和吉林化工研究院等開展了甲醛聚合製備均聚甲醛的研究,隨後中科院長春應化所、瀋陽化工研究院也開始了共聚甲醛的研究。1965年底吉林石井溝聯化工廠採用長春應化所的科研成果在30L反應釜中製出了我國第一批共聚甲醛。
20世紀90年代中期,國內僅有上海溶劑廠和吉林石井溝聯化工廠2套千噸級聚甲醛生產裝置,但因規模太小及工藝技術落後、產品質量不穩定等原因,到20世紀90年代中後期相繼停產。2001年以前,中國無萬噸級以上的聚甲醛生產裝置,所需聚甲醛靠進口解決。2001年7月雲南雲天化股份公司從波蘭ZAT公司引進技術建設的1萬t/a聚甲醛投產,填補了國內萬噸級聚甲醛的空白。
“八五”期間,我國POM在單體合成、聚合工藝及後處理等方面開展了一系列的研究和攻關,通過雙螺桿連續熔融後處理工藝取代氨法後處理,使工藝得以簡化和優化,同時未反應的單體和釋放出的甲醛也得到回收。民族品牌聚甲醛藍星鋼,通過在上海溶劑廠的生產工藝的基礎上,對工藝進行了進一步的優化和創新,於2007年成功建立了4萬噸聚甲醛的生產裝置。藍星鋼2008年投入市場後迅速得到市場的認可。成都有機矽研究中心研製開發的高潤滑POM和增強POM目前也已在電器裝置及汽車工業等領域得到了應用,取得了較好的經濟效益。
目前,國內能夠掌握POM生產技術,並正式生產POM的企業並不多,產品規模小,其中雲天化和開封龍化只能生產幾個牌號的產品,上海藍星也只有l0餘個牌號,而國際上主要跨國公司都有30~40個牌號可以選擇。因此,無論從生產規模還是品種看,國內POM生產技術都還處於相對落後的狀態。工藝技術尚存在一些缺陷,原材料及公用工程消耗較高,產品質量不夠穩定,再加上國外產品傾銷的市場價格競爭,各廠生產的POM遠遠不能滿足國內需求,不能抵禦國外產品大規模的衝擊。
3 聚甲醛的應用領域
由於聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲勞、衝擊強度高、尺寸穩定性好、有自潤滑特點,被廣泛運用在多個領域[4]。
3.1 汽車工業
聚甲醛在汽車工業中的應用量較大,它不僅能代替鋅、銅、鋁等有色金屬,而且還能取代鑄鐵件和鋼衝壓件。用聚甲醛製作的汽車零件具有減少潤滑點、耐磨、便於維修、簡化結構、提高效率、降低成本、節約銅材等良好效果。例如,用聚甲醛代替同製作汽車上的半軸、按鈕、小把手、小器件等不但節約了銅,而且提高了使用壽命。
在汽車發動機燃料油系統,可用它製造散熱器水管閥門、散熱器箱蓋、冷卻液的備用箱、水閥體、燃料油箱蓋、水泵葉輪、汽化器殼體、油門踏板等零部件;還可用來製造加熱器風扇、控制桿、各式開關、齒輪外殼、軸承支架、調節器手柄、制動器及洗滌泵等零部件。 3.2 機械製造
由於聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲勞、衝擊強度高、尺寸穩定性好、有自潤滑性等特點,使其被大量用於製造各種齒輪、滾輪、軸承、輸送帶、彈簧、凸輪、螺栓及各種泵體、殼體、葉輪摩擦軸承座等機械裝置的結構零部件。
用聚四氟乙烯乳液改性的高潤滑聚甲醛製造的機床導軌板具有優良的剛性和耐疲勞性,能克服純聚四氟乙烯導軌板易被磨耗和易蠕變的缺點,而且與金屬摩擦時的靜、動摩擦因數基本相同,顯示了突出的自潤滑性。
3.3 電子電器
由於聚甲醛的介電損耗小,介電強度和絕緣電阻高,具有電弧性等效能,使之被廣泛應用於電子電器領域。例如可用聚甲醛製造電扳手外殼、電動羊毛剪外殼、煤鑽外殼和開關手柄等,還可製作電話、無線電、錄音機、錄影機、電視劇、計算機和傳真機的零部件、計時器零件、錄音機磁帶座等。
3.4 水暖器材業
聚甲醛滿足許多法規的要求,對引用熱水和冷水具有出色的耐受性。許多應用要求材料具有一些特性性質,而聚甲醛在這些方面往往勝過其他材料比如對持續應力的承受能力、螺紋強度、扭力保持、抗蠕變以及抗疲勞,這些方面加上機械強度以及穩定性、本身具有的潤滑性、化學抗性、較好的光澤與顏色、易於模塑成型,使聚甲醛稱為這些應用的最佳材料。聚甲醛還被用加熱裝置、水噴嘴、下水道連線件、出水口、淋浴器噴頭、水龍頭、過濾器箱體、球星旋塞等。
3.5 其他方面
在農業機械方面,聚甲醛能代替金屬材料製作手動噴霧器零部件、播種機的連線與聯運部件、排灌水泵殼、進出水閥座、接頭和套管等。
聚甲醛無毒、不汙染環境、全面符合國際衛生標準,是食品機械零件的理想材料。
聚甲醛具有良好的耐油性、耐腐蝕、較好的氣密性等優點,使其可用於氣溶膠的包裝、輸油管、浸在油中的部件及標準電阻面板等。
聚甲醛還可用來製造醫療器械中的心臟起搏器、人造心臟瓣膜、頂椎、假肢等。
4 國內聚甲醛的應用現狀
我國聚甲醛的消費結構與國外大致相同,只是在汽車行業的消費比例還比較低。但隨著我國汽車工業的快速發展,聚甲醛生產汽車零部件會被越來越多的汽車生產廠家接受,因此聚甲醛在汽車行業的消費量將會逐漸增加。另外我國電子電器行業的發展十分迅速,聚甲醛在國內電子電器行業的消費比例雖然已經達到西歐的水平***西歐為34%左右***,但我國的電子電器行業還未達到西歐的發展程度,因此隨著今後電子電器行業發展,聚甲醛在此行業的消費量將穩步提高。
5 結語
聚甲醛是一種具有高度革新性和替代潛力的工程塑料,無論是聚合物的目標改性,還是聚合物中不同新增劑的應用,都為新的潛在領域開闢著道路。我們應以市場為導向,通過材料改進、成本降低、以及設計者的革新選擇,積極研究聚甲醛生產的新技術,大力開展聚甲醛改性品種的研究,改善聚甲醛許多不足的效能,使其可以滿足更高的使用要求,其適用範圍必定更加廣泛。
塑料工程有關論文範文二:工程塑料的新發展與新應用
【摘要】 隨著世界製造業和高新科學技術產業的飛速發展,對新材料需求日益增長,新材料產業發展前景十分廣闊。塑料因其卓越的效能在工業生產中被廣泛應用。本文就工程塑料的發展和應用進行了系統研究。
【關鍵詞】 工程;塑料;應用 發展
一、引言
在當今國民經濟迅速發展的社會中,塑料新材料工業作為戰略性的基礎工業,它的專業技術水平和產業規模已成為衡量一個國家經濟發展、科技進步和綜合國力的重要標誌。
工程塑料一般是指可以作為結構材料承受機械應力、能在較寬的溫度範圍和較為苛刻的化學及物理環境中使用的塑料材料。工程塑料效能優良,可替代金屬作結構材料,被廣泛應用了電子電氣、交通運輸、機械裝置及日常生活用品等領域。工程塑料的發展非常迅速,每年都以7%~10%的驚人速度增長。
二、工程塑料應用及其發展方向
***一***工程塑料在汽車行業的應用
世界汽車發展的方向是節能與環保,輕量化、舒適化、節能化是汽車工業領域發展的最新趨勢,這一趨勢將進一步加速汽車塑料化發展的程序。據相關技術資料報道,汽車自重每減少10%,燃油的消耗量可降低6%-8%。從某種程度上講,汽車塑料的用量是衡量一個國家汽車生產技術水平的標誌之一。近年來,國際上汽車塑料的用量在不斷增加,平均每輛汽車的塑料用量從20世紀70年代初的50-60千克已發展到目前的150千克,而且增長還在繼續。在日本、美國和歐洲等發達國家中,每輛轎車平均使用塑料已超過150千克,佔汽車總重量的10%以上。目前,我國每輛轎車的塑料用量平均為100千克,佔總重量的8%左右,達到國外20世紀80年代中期的水平。我國政府已制定了相關的政策,加速汽車零部件的國產化程序,同時也限定了汽車的燃油消耗標準,這無疑給汽車工業零配件生產廠商和塑料供應商提供了一個絕好的發展機遇。今後工程塑料在汽車工業領域發展中將發揮更加重要的作用。
***二***工程塑料在電子行業的應用
隨著我國電子電器產品國產化率的逐步提高和出口量逐年增加,工程塑料的消費量呈急速上升趨勢。儘管國內產品的技術含量和附加值都還很低,但這並不影響電子電器製造業對工程塑料的巨大需求。通訊辦公裝置、中小型家用電器等行業領域對塑料需求量的不斷增加,也為工程塑料提供了廣闊的應用前景。
***三***工程塑料在建築行業的應用發展
近年來,建材行業領域用塑料發展很快,以工程塑料為原料的各種塑料薄膜、片材、板材、管材、框架、異型材等製品將具有更大的市場需求。按照建設部提出的“十一五”規劃,5年內建築節能量要達到1.01億噸標準煤,節能建築總面積要超過21.6億平方米,其中新建築16億平方米,改造現有建築5.6億平方米。中國有400億平方米既有建築,目前約有三分之一需進行節能改造,按照每平方米200元的改造標準,這部分建築節能材料和技術在未來的市場容量可達2.6萬億元。對於具有節能、節材、節水、節地等特點的塑料管道,到2010年建築給水和排水管道80%要採用塑料管,建築雨水排水管道70%要採用塑料管。這其中,將有不少市場份額屬於工程塑料。
就工程塑料而言,開發一種新的聚合物投資大、見效慢,所以在短期內,新的聚合物品種開發方面將不會有重大突破,一般採用現有聚合物經過改性等手段來滿足客戶不斷提出的新需求。今後幾年,工程塑料將在合金技術、奈米技術和功能材料等方面有較大的發展,並將被廣泛應用於航空航天、汽車和體育器材等高新技術領域。另一方面,由於石油資源的短缺,今後二氧化碳聚合物、玉米、植物纖維及植物蛋白聚合物會被進一步開發利用,像PLA穴聚乳酸雪、PBS穴醇酸聚酯類雪等等。三聚氰胺泡沫材料和纖維織物有可能替代聚氨酯泡沫和化纖織物,原因在於其耐熱和阻燃效能遠遠高於聚氨酯和化纖材料。
***四***導電高分子材料的應用與發展導電高分子材料一般分為結構型和複合型兩大類。其中結構型導電高分子材料的主要用途是導電材料、蓄電池電極材料、光功能元件、半導體材料,其研究開發主要集中在具有與金屬相同的電導率;在空氣中的穩定性;具有高功能;具有良好的加工成型性等四個方面。
1、複合型導電高分子材料,是由導電物質與高分子材料複合而成,是目前已被廣泛應用的功能性高分子材料。其主要應用領域是:
***1***在電子、電器領域中積體電路、晶片、感測器護套等精密電子元件生產過程中使用的防靜電週轉箱、晶片載體、薄膜袋等。
***2***防爆產品的外殼及結構件,如:煤礦、油船、油田、粉塵及可燃氣體等場合中使用的電器產品外殼及結構件。
***3***中、高壓電纜中使用的半導電遮蔽材料。
***4***電訊、電腦、自動化系統、工業用電子產品、消費用電子產品、汽車用電子產品等領域中的電器產品EMI遮蔽外殼。
2、結構型導電聚合物要想進一步實用化,目前必須解決好以下主要問題:
***1***穩定性欠缺:導電高分子中的氧原子對水是極不穩定的,這是妨礙其實用化的最大問題。
***2***摻雜劑多是有毒的:如AsF5、I2、Br2等。
***3***成型困難:導電聚合物主鏈中的共軛結構使分子鏈僵硬,不溶不融,從而給自由地成型加工帶來困難。
***4***經濟性差:其價格比金屬及普通塑料高,難以實用化。
對於複合型導電塑料的應用與發展,當前需要著重研究的是金屬纖維填充的電磁波遮蔽材料,需要解決的主要課題是:①減小比重;②使導電性均一;③降低成本;④改善外觀。
導電聚合物的未來發展展望,最主要的是開發以下幾種材料:①高導電性高分子;②有機太陽能電池;③有機超導材料。更為長遠的課題研究是分子性薄膜和分子電子裝置。
三、結語
未來我國工農業的發展將會對塑料製品的依賴性會越來越強,高效能、多功能的塑料製品已經成為相關行業領域重要的材料支撐。為適應市場的發展,我們應當解放思想,轉變觀念,從一味追求降低成本的束縛中解放出來,確立塑料改性的高效能化、多功能化、品牌化、高檔次化的發展模式,不斷提高塑料改性的技術研究水平,進一步擴大改性塑料的應用範圍,促進塑料改性行業領域的更大發展,樹立在提高改性塑料的物理機械和綜合應用效能以及擴大工程化應用的前提下,降低製造成本的塑料改性新觀念。