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至塑料取代一些产品的传统应用材料,是趋势还是偶然?

时间:2021年11月20日

塑料取代一些产品的传统应用材料,是趋势还是偶然?

塑料制品最早诞生于20 世纪初,人类历史上第1个合成树脂诞生,并实现工业化生产,从此拉开了人造合成树脂和塑料加工业发展的序幕。

催化剂的发明、工程塑料的开发合成为塑料制品加工业的飞速发展创造了条件,如今塑料制品已成为人们生活中不可或缺的重要部份,且随着家用电器、汽车、工程、建筑、房地产行业等行业的发展,塑料行业的市场范围、发展速度也在加快,由于塑料具有1系列良好性能及其本钱优势,下游行业中“以塑代木”、“以塑代钢”的趋势愈来愈明显,使其利用愈来愈广泛。

汽车部件的更替

雾霾、节能减排及更加严格的油耗法规,使国内外车企们都不遗余力地开发汽车轻量化技术。尽人皆知,汽车轻量化主要体现在汽车优化设计、合金材料及非金属材料利用上,其顺次为汽车的轻量化减重10%~15%、30%~40%、45%~55%。而由于工程塑料等非金属材料的“减重”效果明显,如今愈来愈多的汽车部件开始采取工程塑料替换金属制件。

至塑料取代一些产品的传统应用材料,是趋势还是偶然?

用工程塑料代替汽车金属制件

如smart forvision 概念车采取的是巴斯夫的全塑料轮毂,其重量与普通轮毂相比可减轻30% 以上(每车减轻12~20kg),在提高燃油经济性的同时也增强了空气动力学和碰撞安全性能。全塑轮毂使用LFT,与金属制造的相比具有优良的综合性能。每只轮子不但减轻了3kg,还对提高乘坐舒适性和燃油经济性有侧重要的意义。

LFT 突出的优点是:刚度和强度高,减振回弹性好、耐热、抗蠕变、尺寸稳定,使用寿命长。

之前,日本京都大学联合汽车零部件供应商也开发了1种从木浆中提取的轻质高强度新型材料—纤维素纳米纤维,这1方法是将经过化学处理的木浆揉进塑料,同时分解成纳米纤维。这类取材木浆的新材料的重量唯一钢材的5分之1,强度却是钢材的5倍。目前,京都大学与汽车零部件生产商正致力于开发1款使用纤维素纳米纤维制造的零部件的原型车,此次开发预计将于2020年完成。

至塑料取代一些产品的传统应用材料,是趋势还是偶然?

纤维素纳米纤维

智能手机新花样

智能手机屏幕上覆有玻璃基板,以保护屏幕免受外来冲击,而且玻璃透明无色,不会影响显示器的色彩显现,但玻璃基板没法弯折、容易碎裂,便不适用于可折叠式智能手机的发展。用透明塑料薄膜取代玻璃基板,但是塑料薄膜虽然能够弯折,却硬度不够,没法为屏幕提供足够保护。

至塑料取代一些产品的传统应用材料,是趋势还是偶然?

可折叠式智能手机概念图

有“南韩麻省理工学院”之称的KAIST,便研发出1种新型塑料薄膜。KAIST新材料工程系教授BaeByeong-soo宣布开发出的可挠式硬镀膜技术,可解决塑料硬度不够的困难。硅氧烷聚合物的硬度类似玻璃,又像塑料1样有弹性。他们用向内对折的显示器测试,发现新材质硬度到达9H,可以弯折20万次以上。教授表示,此种材质也能用于向外对折的屏幕。预感此技术将会加快可折叠智能手机的问世速度。

安全轻便啤酒包装

说到啤酒包装,多数人脑海中显现的是各种各样的玻璃瓶和易拉罐瓶。长时间以来,啤酒的包装主要以玻璃瓶为主,特别在我国,玻璃啤酒瓶的使用率达90%以上。不过之前日本3菱树脂株式会社就宣布与麒麟啤酒有限公司合作开发专门用来装啤酒的1升容量的塑料瓶。

玻璃瓶虽能很好地保持啤酒的口味,但是存在易碎、不容易运输、保存等1些缺点,因此,这些年,1直在努力寻觅新型包装材料,以替换传统的玻璃瓶。用铝箔制成的易拉罐透明性不好,且包装本钱太高,所以1些啤酒生产商就瞄准了塑料包装材料。

塑料具有重量轻、强度好、易加工、易回收等特点。3菱合作开发的这些瓶子内壁存在涂层,避免塑料包装的化学成份与啤酒产生作用。这类塑料瓶将能避免啤酒跑气,啤酒的味道也会和玻璃包装的无异。塑料瓶内壁的涂层也加强了其密封性能。

基于玻璃啤酒瓶容易破碎引发安全问题的斟酌,1些体育赛事已规定了使用塑料瓶来装啤酒,比如伦敦奥运会期间就使用了塑料啤酒瓶。

木塑代替传统木材

随着我国新型城镇化建设的不断推动,坚持走集约、节能、生态的可延续发展道路俨然成为1项重大而紧急的任务。

作为1种节能、环保、循环、低碳的新型材料,木塑复合材料(WPC)及其产品与木材相比,具有可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀等良好性能,并且其不繁殖细菌,不容易被虫蛀、不长真菌,且使用在使用周期到达后会出现拉缸现象寿命长,可达50年以上,从而也在木材利用市场夺得1席之地。

至塑料取代一些产品的传统应用材料,是趋势还是偶然?

木塑复合材料利用于景观建设

从参与北京奥运会场馆建设,到生态木地板、木门窗、桌凳等家居装修的利用,到如今成为现代园林景观工程中的首选材料。木塑材料已逐步取代传统木材,成为家居装潢、场馆景区建设的“新宠”。

趋势?偶然?

塑料按用处可将其分类为工程塑料、通用塑料和特种塑料。

在塑料市场的良好发展中,工程塑料功不可没。最近几年来,工程塑料成为塑料工业增长最快的材料,根据市场调研机构Research and Markets报导,至2020年,全球工程塑料市场预计将达970亿美元。2015⑵020年期间,这1市场的复合年增长率将达7.6%,亚太将是重要的市场推动力。中国具有最大的市场份额,是亚太地区增长速度位居第2的区域市场。

利用增长、技术进步、亚太地区需求迅速提升,这都推动着全球工程塑料市场的需求,工程塑料在多个行业中均有使用。由于工程塑料出色的机械性能和耐热性能,在很多利用中,这类塑料已取代了木材、金属等传统工程材料。

除强度和其他性能出企业要有前瞻性色外,工程塑料还具有1个特点:容易生产。因此,工程塑料在部份领域内愈来愈多地取代传统利用材料,这也将引导市场进1步走向产品创新和材料开发。

虽然个别塑料利用在不同的代金属个案中有着不完全1样的诱因,1般而言以工程塑料替换金属可归纳为以下的好处:

减轻重量-代金属塑料的比重大部分在1.7 以下。比钢及质轻的金属如铝等更轻。1般来讲,使用碳纤维增强的塑料在减重上的效果更明显。

耐化学性 -较高的耐化学性让 塑料件比金属更可抵抗锈蚀、雨水、清试样取放也很不方便洁剂等物资。

节省本钱 -不单比较部件本钱,在整1、运行速度更高;体系统的本钱效益上,塑料件可能有助整合数个组件,减少部件数目和组装工序,或在注塑时着色以减少金属件的抛光及上色等本钱。

合适更复杂部件-当部件的复杂度提高,塑料部件比金属件的工序和本钱上升较和缓。

增加设计自由度-塑料件更能胜任生产形状复杂的设计,设计自由度更高,更可加强品牌或产品的独特性。

下降废品率-使用塑料时可下降多重工序及回料使用都有助减少废品率。

吸声减震-塑料件对和缓震动及下降噪音较有效,让产品的使用更安静更耐用。