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塑料在各行各业的应用

时间: 2011-06-26 21:17 来源: 作者: 点击:
目前,在一切以市场为导向、以客户为中心的环境下,为了提高产品的竞争力,制造商们投入了很大精力在产品的性能、质量、低耗上,以保持好的盈利率和低的成本。这主要是通过设计、视觉外观或者是随着新功能性的发展需要更小型化、更成熟的系统来完成的。部件的经济合理化是工业上的另一个重要趋势,例如在汽车、设备、电子和医疗领域,因为这样增加了终端产品的可靠性,同时降低总成本。

因为这些原因,替代金属和其它一些传统的材料就成为许多市场产品经营的主要策略之一,而且这个趋势也在迅速加快。因为塑料比金属有着更多的优点,所有这些优点会带来生产力的提高和产品的优势。

塑料替代金属这一巨大的潜能贯穿整个工业,目前塑料替代金属应用已经占了总量的15%。具有特制外形的高性能材料的发展,先进工具的使用使得设计和模塑工具达到优化,这些条件合在一起将会使得这一替代发展趋势得到极大的促进。

医疗

在功能高分子领域中,医用高分子已成为一个重要分支,而且广泛应用于以诊断和治疗为中心的医疗领域,目前各种免疫方法用的基质多数是高分子材料的,具有生理功能的人工器官也多系高分子材料制成。医用塑料根据实际应用,大致分为制作人工脏器、修复人体缺陷和制作医疗器械三大类材料。

我国医用高分子材料中,聚丙烯酸酯是应用最广泛的。聚甲基丙烯甲酯质轻,具有较高的力学强度、较好的抗潮湿性能,可长期在潮湿条件使用,对水溶性无机盐、碱及某些稀酸有一定稳定性,特别是耐生物老化性能和生物相容性好,光学性能优异、透光率高。医学上常用来作颅骨修补材料、人工骨、人工关节、胸腔填充材料、人工关节骨粘固剂,特别是在假牙、牙托的应用中更为广泛。

作为医用塑料的聚酯类材料成纤维后富有弹性、强度高、耐热、耐挠曲、耐腐蚀、吸水性很低、生物相容性好,因此其织物在医学上应用广泛,如人工血管、人工食道、人工腱、创伤覆盖保护材料、心血管修补材料等。

聚氨酯属于聚醚型聚氨酯。由于具有微相分离结构,因而有良好的抗凝血性能、力学性能、弹性、化学稳定性、生物相容性、耐挠曲性、耐疲劳性、耐水性、耐磨性和耐辐射性。

有机硅类由于与生命有着极为密切的关系,且有机硅化合物具有优良的生物可接收性、生理惰性和耐生物老化性能,是用途极为广泛的医用材料。如有机硅油用作血液消泡剂,有机硅凝胶用于皮肤疤痕的治疗,硅树脂用于医疗器械的表面处理剂。

体育

塑料在体育产业的应用主要包括体育用品、器材及场馆建设。塑料橡胶材料运用到体育装备中,可提高其科技含量,可协助运动员冲破运动及体能的极限。应用的橡塑材料各有特性,例如体育用品中的橡塑材料具有耐磨性、防滑、柔软度、延伸性好等特点,主要材料有PU、EVA、TPR等;应用于运动器械类的橡塑材料则具有耐磨性强,脚感舒适、弹性好;而场馆建设所采用的橡塑材料要具备抗击、低透明性、耐磨性好等特性,如丙稀酸乳酯、聚氨酯、丙烯酸复配乳液等。

橡塑在体育产业的运用趋势有弹性好、耐磨、防滑及舒适的聚氨酯;抗炎热、寒冷、风雨雪等多功能的材料;高回弹性、摩擦性好、优越的耐候性能且无毒环保的矽PU。

军事

由于新型塑料光纤传输系统能够带来显著的社会、经济与国防效益,并将推动民族产业在信息传输领域加速发展,为国民经济创造巨大财富,因此其发展愈来愈为各国所关注。

比如:以塑代铜,即用塑料光纤取代铜芯电缆,可为国家节约大量的铜资源;以光代电,即用光信号取代电信号,可实现网络信息全光高速传输;综合成本大大降低,即新产品成本比传统产品成本更低,可为国家和企业节省大量资金;尤其在环保和节能等方面,更是让各国高度重视与青睐。

塑木具有塑料与木材的双重特性,其某些性能指标甚至优于塑料和木材,除断裂伸长率、冲击强度较低外,其他各项性能均已达到现用军用包装材料的性能指标范围。通过进一步研究改进塑木复合材料的物理机械性能,并通过合理的包装箱结构设计来提高箱体的整体强度,这种材料用于某些军品包装完全是有可能的。国内已提出一种全新的拼接方式,从结构设计和结构部件的选材两个方面来保证木塑包装箱的密封性和整体强度。

人们正在研制替换木材的各种各样的人造复合材料用于军港设施方面,已由美国多所大学、一所国家实验室和工业研究单位组成了一个跨学科的研究组,专门研究塑木复合材料用于海军泊岸设施中的可行性,多方位的合作促进了该项目成果的快速转化,目前在美国海军港口中已采用部分木塑复合型材作为海军泊岸设施中的甲板铺板等构件。

塑木复合材料具有较好的保温隔热性能,这对提高营房的建筑质量和居住舒适性很有价值,可以制成地板、吊板、屋顶、天窗、墙板、铺板、门板、踏脚板、栏杆、扶手、地脚板、门/窗型材、家具、篱笆、栅栏、平台、路板、站台等。另外,塑木复合材料与水泥钢材相比质量轻,安装使用方便,用其制造可移动式的警卫岗亭尤为合适。

除此之外,塑木复合材料在军车配件(可用作军车车门内饰、车身底板、车外层板件、门内装饰板、座椅靠背、仪表板、扶手、座位底座、顶板等)、枪械部件(可用作枪托材料等)、军用物流托盘、军品仓储隔离枕木等方面也有广泛的应用前景。

建筑

塑料建材制品主要包括塑料管道、塑料门窗等。由于塑料建材制品的节能效果突出,不仅在生产过程中节能,而且在应用过程中也节能;同时,塑料建材制品在降低工程成本,减小建筑物自重,加快施工进度,提高建筑功能与质量,改善居住条件等方面具有优越性能。因此,塑料建材制品在建筑工程、市政工程、村镇建设,以及工业建设中得到广泛应用。

性能优异的塑料管道使得体现“绿色奥运”和“色建筑”主旨的建筑技术得以在奥运工程中大面积的应用。其中聚丁烯(PB)管、耐热聚乙烯(PE-RT)管、交联聚乙烯(PE-X)管在奥运场馆的低温热水地面辐射采暖工程中得到大量应用。此外,聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PP-R)管、钢塑复合管、聚氯乙烯(PVC-U)管在奥运场馆的给水排水、生活热水供水、暖通空调、雨水收集等工程中也得到了应用,取得了良好的效果。

包装

各种商品所使用的包装材料,通常多半均为一次性使用,当商品从生产单位流通到消费者手中或者到商品开封使用后,包装材料即完成了它的使命。对于包装材料,一是要求其性能好,能适应保护、宣传商品的需要;二是要求其成本尽可能地低。通用塑料如聚烯烃,它们具有性能优良,生产量大,价格低廉等共同特点,是塑料包装材料的首选物料;其次是生产规模较大,性能更佳,但价格较高的通用型,如热塑性聚酯。

塑料包装材料的主要形态:塑料薄膜;塑料容器;周转箱;热成型杯盘之类的容器。还有塑料打包带、结扎绳、塑料网,具减震、防震与隔热保温效果的泡沫塑料制品等。

电子电气

塑料在电工领域的作用主要有两个方面,一是作为电气绝缘材料;二为机械结构材料。这些材料应用的电工领域,主要是电机、电器工业和电线电缆工业。

主要指用作部分支撑、固定及保护等用途的材料,其主要功能为承受机械应力,除了机械强度外,材料或部件的耐挠曲性和尺寸稳定性也十分重要。用作结构材料的塑料,往往也有绝缘作用,但不是主要功能。

汽车

目前世界上不少轿车的塑料用量已经超过了120千克/辆,国内一些轿车的塑料用量也已经达到90千克/辆。随着汽车轻量化进程的加速,塑料在汽车中的应用将更加广泛。

汽车构件中材料的相互替代作用将继续驱动汽车用塑料的增长。测定表明,与替代材料相比,汽车保险杠轻10.4千克,发动机罩轻4.2千克,燃料箱轻5千克。因为支持和带动的部件减轻,底盘、驱动系统和传输系统也可以做得更轻。汽车的自重每减少10%,燃油的消耗可降低6-8%。为此,增加塑料类材料在汽车中的使用量,便成为降低整车成本及其重量,增加汽车有效载荷的关键。

作为最柔软的热塑性弹性体已成为重要的新型材料之一,例如汽车内饰,并已应用于二次注塑的内部整型面板与支架。其加工优势包括:熔融粘度较低、流动性能极佳、结晶快、周期短、脱模性能出色、熔点相对较低等。

农业

塑料在农业方面常用的材料有薄膜、管道、片板、绳索和纺织袋等,多数用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)经吹塑、挤压等成型工艺制造而成。

农业用塑料领域越来越广阔,已远远超出了狭隘意义上的农业。从北方到南方,从平原到丘陵和山区,从沿海到沙漠,农林牧副渔业中各种塑料制品无所不用。尤其值得一提的是为解决我国水资源贫乏的问题,近年来开发了一种以高吸水树脂为原料的节水材料,大量推广用于农田、食物保鲜保洁、园林、农产品运输时的防结露等。(end)

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