1. Bevezetés
A mérnöki műanyagok kiváló mechanikai tulajdonságaik, hőállóságuk és dimenziós stabilitásuk miatt széles körben használják az autóiparban, az elektronikában, az otthoni készülékekben, az űrrepülésben és az orvosi alkalmazásokban. Az ipari frissítésekkel és az egyre összetettebb alkalmazási környezetekkel a hagyományos mérnöki műanyagok küzdenek bizonyos teljesítményigények teljesítése érdekében, mint például a nem megfelelő szilárdság, a korlátozott magas hőmérsékletű ellenállás és a rossz égésgátló retardancia. E kihívások kezelése érdekében módosított mérnöki műanyagok alakultak ki. A műszaki műanyagok fizikai vagy kémiai eszközökkel történő módosítása, például a megerősítés, az edzés, a láng késleltetés, az elektromos vezetőképesség és a hővezető képesség, nemcsak jelentősen javítja teljesítményüket, hanem kibővíti alkalmazásukat, és az anyagipar kulcsfontosságú fejlesztési irányává válnak.
2. A legfontosabb teljesítményjavítások Módosított mérnöki műanyagok
A mechanikai tulajdonságok javítása
Erősítő szilárdság és merevség: Általános módszer az üvegszál (GF), a szénszál (CF) vagy az ásványi töltőanyagok hozzáadása. Ezek a megerősítések hatékonyan javítják a műanyagok szakítószilárdságát, hajlító modulusát és dimenziós stabilitását. Például az üvegszálon erősített nylont (PA-GF) széles körben használják az autóipari motorháztetőkben és fogaskerekekben. A szilárdság és az ütközés ellenállás javítása: A gumi edzés (például az EPDM és az EPR), a kopolimerizáció módosítása vagy az elasztomerekkel való keverés javíthatja a műanyag törékenységet, javíthatja az ütés szilárdságát és javíthatja a teljesítményt alacsony hőmérsékleten és kihívásokkal teli környezetben.
A termikus teljesítmény optimalizálása
A magas hőmérsékleti ellenállás javítása: A molekuláris szerkezet kialakítása, az aromás gyűrűs szerkezetek bevezetése és a nagyon termikusan stabil töltőanyagok hozzáadása jelentősen növelheti a műanyagok hő torzulásának hőmérsékletét (HDT). Például a PPS-t és a PEEK-et széles körben használják a csúcskategóriás elektronikában és az űrben.
A termikus vezetőképesség javítása: A termikusan vezetőképes töltőanyagok, például a fémpor, a szilícium -nitrid és a grafén hozzáadása javíthatja a műanyagok hővezető képességét, lehetővé téve azok használatát olyan alkalmazásokban, mint a LED -es világítás és az akkumulátor hűtési rendszerei.
Láng késleltetés
Halogén-alapú lángrésítő szerek: Hatékony, környezeti aggályokat jelentenek, és jelenleg csökkennek a használatban.
Halogénmentes égésgátló szerek: A foszfor-alapú, nitrogén-alapú és szervetlen hidroxid-alapú lángrésők környezetbarátabbak és megfelelnek az EU-szabályoknak, mint például az ROH-k és az RACS. A láng-retardáns módosított anyagok különösen fontosak az elektronikában és az autóipari belső terekben. Elektromos tulajdonságok
Szigetelés: A tisztítás és a speciális töltőanyagok felhasználása révén a műanyagok kiváló szigetelési tulajdonságokat tarthatnak fenn, és ezeket az elektromos burkolatokban és a motoros szigetelő alkatrészekben használják.
Vezetőképes tulajdonságok: Szén nanocsövek (CNT), grafén vagy fémszálak hozzáadásával vezetőképes vagy antisztatikus módosított műanyagok előállíthatók elektronikus és elektromos védelem érdekében.
Környezetvédelem és fenntarthatóság
Bio-alapú módosított műanyagok: Például a PLA-alapú mérnöki műanyagok a megerősítés és a láng késleltető módosítása után részben helyettesíthetik a petrolkémiai alapú mérnöki műanyagokat.
Újrahasznosság és alacsony VOC-módosítás: A halogénmentes égésgátlás, a nehézfém-mentes adalékanyagok és a fizikai keverési technológia révén a módosított műszaki műanyagok jobban összhangban állnak a zöld környezeti trendekkel.
3. A módosított mérnöki műanyagok tipikus alkalmazásai
Autóipar
Könnyű: Az autóalkatrészek fokozatosan cserélik a fémet műanyagokkal, hogy csökkentsék a jármű súlyát és javítsák az üzemanyag -fogyasztást. Például az üvegszál-megerősített PA-t és a PBT-t széles körben használják a motorháztetőkben, a szívócsonkokban, az ajtófogantyúkban stb.
Új energiájú járművek: akkumulátor modulok, töltőportok és könnyű járműtestek mindegyike nagyobb igényeket helyez el a láng-retardáns, a hőálló és a hővezető műanyagok iránt. Elektronika és elektromos
Az erősen hőálló, lángverseny és szigetelő módosított műanyagok az elektromos kapcsolók, aljzatok, kábelhüvelyek és elektronikus eszköz burkolatok elsődleges anyagai.
Az 5G és az új energiaipar fejlesztésével a magas frekvenciájú, alacsony dielektromos állandó (DK) és az alacsony dielektromos veszteség (DF) módosított műanyagok iránti kereslet gyorsan növekszik.
Otthoni készülékek és fogyasztási cikkek
A módosított mérnöki műanyagok kiegyensúlyozzák az esztétikát, a mechanikai szilárdságot és a tartósságot. Például az ABS/PC ötvözeteket széles körben használják TV -burkolatokban, hűtőszekrény ajtókban és porszívó házakban.
Űrrepülés
A nagyteljesítményű, módosított műszaki műanyagok, például a PEEK és a PPS stabil teljesítményt tartanak fenn a magas hőmérsékleten, nagynyomású és erősen korrozív környezetben, jelentősen csökkentve a repülőgép szerkezeti súlyát.
Orvostechnikai eszközök
A módosított anyagokat, például a PC -t és a POM -ot a műtéti eszközökben és a gyógyszerbejuttató rendszerekben használják, amelyek nagy tisztességük, sterilizációs rezisztencia és biokompatibilitásuk érdekében részesítik előnyben.
4. A jövőbeli fejlesztési trendek
Multifunkcionális integráció: A jövőbeli módosítások nemcsak az egyetlen teljesítmény javítására összpontosítanak, hanem a mechanikai, láng-retardáns, hőálló, hővezető és elektromos tulajdonságok átfogó egyensúlyát is követik. Nanotechnológia és intelligens töltőanyagok: A nanomatermékek (például grafén, CNT-k és nanoszilikon) hozzáadása nemcsak jelentősen javítja a teljesítményt, hanem potenciálisan intelligens funkciókat (például az öngyógyítást és az érzékelést) is.
Zöld és fenntartható fejlődés: A bioalapú anyagokon alapuló módosított mérnöki műanyagok fontos alternatívá válnak a hagyományos petrolkémiai műanyagok számára.
Költséghatékonyság és méretezhetőség: A teljesítmény javítása, miközben csökkenti a költségeket, és a nagyszabású alkalmazások elérése kulcsfontosságú a jövőbeli iparosodáshoz.
