书城科普读物神奇的新材料(海洋与科技探索之旅)
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第22章 工程塑料

工程塑料一般指工程上做结构材料用的塑料,也被认为在高温(100℃)时具有一定强度(>50兆帕)和刚度的塑料才算工程塑料。与通用塑料相比,性能优异,但价格偏贵;与金属材料比它容易成型,一次制成所需形状,便于组装,比强度(强度/密度)与比模量(模量/密度)均超过钢铁。它们具有良好的耐磨、耐热、吸震和自润滑性,具有优良的电绝缘性、化学稳定性、耐腐蚀性,而且成型加工方便。工程塑料的原材料来源充足,如石油、天然气和煤。其生产效率高、成本低、节能。在工业、农业、国防和科学技术现代化中应用日趋广泛,在我们的日常生活中也随处可见到工程塑料,可见,工程塑料正在提高我们的生活水平,推动科学技术的进步。虽然工程塑料的兴起始于20世纪20年代,历史短,但它却以10%~15%的年增长率上升,1980年世界产量约200万吨,2000年世界工程塑料的产量约为2000万吨。近期发展的具有高强度、高模量、耐高温(>150℃)的高性能工程塑料(又称特种工程塑料)在航空、航天、汽车、电子机械工业和分离工程、环境工程及运动健身器械方面已开始获得广泛应用。

工程塑料是一种新型的高分子材料。就目前世界范围来说,产量大、应用广的工程塑料有:ABS树脂、聚碳酸酯、聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚酯(PET及PBT)等。它们的特点是坚硬、韧性、耐磨、耐热水、耐蒸汽以及加工时尺寸稳定性好、化学稳定性优异,所以也称优质塑料。主要用途为代替金属材料、木材或陶瓷等作为结构材料。如车辆、飞机、船只、电子电器设备及机器仪器部件等。

树脂树脂由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成,兼具三种成分的特性,即聚苯乙烯的光泽性、良好的成型加工性;聚丙烯腈的刚性、耐化学腐蚀性耐油性、和良好的机械性能及丁二烯的橡胶韧性和耐冲击性。

树脂有通用型、耐热型、耐寒型、阻燃型、电镀型等,分别具有各自的特点和用途。值得一提的是电镀型ABS树脂,电镀后,可增加制品的美观和装饰性,降低线膨胀系数,提高表面导热性和导电性,可代替某些金属,应用于汽车工业、电器仪表、装潢、家具等方面。电镀型ABS树脂在美国汽车工业中占首位并应用于管材;日本主要应用于家用电器,如电风扇、洗衣机、纺织机及光学仪器和家具、建筑材料等。