淺談塑料工程有關(guān)論文
淺談塑料工程有關(guān)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(fā)能力的提高，具有各種特定性能、面向不同需求的工程塑料不斷出現(xiàn)，形成各種類型和各種品牌工程塑料層出不窮的局面。下面是學習啦小編為大家整理的塑料工程有關(guān)論文，供大家參考。
塑料工程有關(guān)論文范文一：淺談工程塑料聚甲醛的發(fā)展和應(yīng)用
摘 要： 介紹國內(nèi)外聚甲醛的生產(chǎn)發(fā)展歷史，并總結(jié)聚甲醛市場應(yīng)用狀況，同時對聚甲醛行業(yè)的發(fā)展提出建議和展望。
關(guān)鍵詞： 聚甲醛;發(fā)展;應(yīng)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(jié)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(yōu)異的綜合性能，如優(yōu)良的耐疲勞性和耐磨耗性，較小的蠕變性能等。
聚甲醛具有較高的彈性模數(shù)、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。它突出的摩擦系數(shù)低，動摩擦系數(shù)與靜摩擦系數(shù)相同，自潤滑耐摩擦性優(yōu)異，是與金屬最相似的一種塑料，被譽為“超綱”。POM以低于其他許多工程塑料的成本，正在替代一些傳統(tǒng)上被金屬所占領(lǐng)的市場，如替代鋅、黃銅、鋁和鋼等制作許多部件。目前，POM已經(jīng)成功應(yīng)用于電子電氣、機械、、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，作為制造軸承、齒輪、汽車儀表板、泵葉輪等零件的有色金屬和合金的優(yōu)良替代物[1-3]。
2 聚甲醛發(fā)展歷史簡介
2.1 國外聚甲醛生產(chǎn)發(fā)展歷史
工業(yè)上生產(chǎn)聚甲醛有氣態(tài)甲醛法和三聚甲醛法兩種方法。三聚甲醛法于20世紀50年代由美國杜邦公司研制開發(fā)，以三聚甲醛為主或加入少量共聚單體如二氧三環(huán)聚合而成，即目前有均聚和共聚兩種制法，所得的產(chǎn)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(fā)明，由甲醛溶液與異辛醇反應(yīng)，經(jīng)過脫水、熱裂解得到精制甲醛，然后在催化劑作用下進行液相聚合，聚合后用醋酐酯化封端[1-2]。該工藝路線由于甲醛提純工藝復(fù)雜和后處理封端技術(shù)上的困難，使得均聚甲醛產(chǎn)品耐堿性、耐熱性差，且生產(chǎn)成本較高，由于技術(shù)和經(jīng)濟上的問題，近幾年來在國外發(fā)展不快，代表企業(yè)有美國杜邦公司，日本旭化成公司。
共聚甲醛生產(chǎn)工藝以塞拉尼斯公司的技術(shù)為典型代表，該工藝制得的共聚產(chǎn)品有很好的熱穩(wěn)定性、熱老化性、耐熱水性、耐堿性、耐油性、化學穩(wěn)定性并且易于加工，且其填充玻璃纖維后機械性能有所增強，鑒于其產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于均聚甲醛的優(yōu)點，使得世界上共聚甲醛產(chǎn)品產(chǎn)量的增長速度明顯高于均聚甲醛產(chǎn)品產(chǎn)量，現(xiàn)在世界上75%的聚甲醛為共聚產(chǎn)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(chǎn)公司綜合了DuPont公司和Celanese公司的工藝特點，成功地開發(fā)了以甲醛為單體，生產(chǎn)均聚物和共聚物的新工藝。該工藝具有技術(shù)先進，流程短和能耗低等優(yōu)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，該工藝采用共沸脫水后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(yīng)少，因其可使?jié)饪s、合成和精制合為一體，工藝得到簡化。
2.2 國內(nèi)聚甲醛的生產(chǎn)發(fā)展歷史
我國聚甲醛的開發(fā)生產(chǎn)與國外同步，起于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制備均聚甲醛的研究，隨后中科院長春應(yīng)化所、沈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(lián)化工廠采用長春應(yīng)化所的科研成果在30L反應(yīng)釜中制出了我國第一批共聚甲醛。
20世紀90年代中期，國內(nèi)僅有上海溶劑廠和吉林石井溝聯(lián)化工廠2套千噸級聚甲醛生產(chǎn)裝置，但因規(guī)模太小及工藝技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等原因，到20世紀90年代中后期相繼停產(chǎn)。2001年以前，中國無萬噸級以上的聚甲醛生產(chǎn)裝置，所需聚甲醛靠進口解決。2001年7月云南云天化股份公司從波蘭ZAT公司引進技術(shù)建設(shè)的1萬t/a聚甲醛投產(chǎn)，填補了國內(nèi)萬噸級聚甲醛的空白。
“八五”期間，我國POM在單體合成、聚合工藝及后處理等方面開展了一系列的研究和攻關(guān)，通過雙螺桿連續(xù)熔融后處理工藝取代氨法后處理，使工藝得以簡化和優(yōu)化，同時未反應(yīng)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(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，對工藝進行了進一步的優(yōu)化和創(chuàng)新，于2007年成功建立了4萬噸聚甲醛的生產(chǎn)裝置。藍星鋼2008年投入市場后迅速得到市場的認可。成都有機硅研究中心研制開發(fā)的高潤滑POM和增強POM目前也已在電器設(shè)備及汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟效益。
目前，國內(nèi)能夠掌握POM生產(chǎn)技術(shù)，并正式生產(chǎn)POM的企業(yè)并不多，產(chǎn)品規(guī)模小，其中云天化和開封龍化只能生產(chǎn)幾個牌號的產(chǎn)品，上海藍星也只有l(wèi)0余個牌號，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(chǎn)規(guī)模還是品種看，國內(nèi)POM生產(chǎn)技術(shù)都還處于相對落后的狀態(tài)。工藝技術(shù)尚存在一些缺陷，原材料及公用工程消耗較高，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，再加上國外產(chǎn)品傾銷的市場價格競爭，各廠生產(chǎn)的POM遠遠不能滿足國內(nèi)需求，不能抵御國外產(chǎn)品大規(guī)模的沖擊。
3 聚甲醛的應(yīng)用領(lǐng)域
由于聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲勞、沖擊強度高、尺寸穩(wěn)定性好、有自潤滑特點，被廣泛運用在多個領(lǐng)域[4]。
3.1 汽車工業(yè)
聚甲醛在汽車工業(yè)中的應(yīng)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沖壓件。用聚甲醛制作的汽車零件具有減少潤滑點、耐磨、便于維修、簡化結(jié)構(gòu)、提高效率、降低成本、節(jié)約銅材等良好效果。例如，用聚甲醛代替同制作汽車上的半軸、按鈕、小把手、小器件等不但節(jié)約了銅，而且提高了使用壽命。
在汽車發(fā)動機燃料油系統(tǒng)，可用它制造散熱器水管閥門、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;還可用來制造加熱器風扇、控制桿、各式開關(guān)、齒輪外殼、軸承支架、調(diào)節(jié)器手柄、制動器及洗滌泵等零部件。 3.2 機械制造
由于聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲勞、沖擊強度高、尺寸穩(wěn)定性好、有自潤滑性等特點，使其被大量用于制造各種齒輪、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設(shè)備的結(jié)構(gòu)零部件。
用聚四氟乙烯乳液改性的高潤滑聚甲醛制造的機床導軌板具有優(yōu)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(shù)基本相同，顯示了突出的自潤滑性。
3.3 電子電器
由于聚甲醛的介電損耗小，介電強度和絕緣電阻高，具有電弧性等性能，使之被廣泛應(yīng)用于電子電器領(lǐng)域。例如可用聚甲醛制造電扳手外殼、電動羊毛剪外殼、煤鉆外殼和開關(guān)手柄等，還可制作電話、無線電、錄音機、錄像機、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(yè)
聚甲醛滿足許多法規(guī)的要求，對引用熱水和冷水具有出色的耐受性。許多應(yīng)用要求材料具有一些特性性質(zhì)，而聚甲醛在這些方面往往勝過其他材料比如對持續(xù)應(yīng)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(wěn)定性、本身具有的潤滑性、化學抗性、較好的光澤與顏色、易于模塑成型，使聚甲醛稱為這些應(yīng)用的最佳材料。聚甲醛還被用加熱設(shè)備、水噴嘴、下水道連接件、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(nóng)業(yè)機械方面，聚甲醛能代替金屬材料制作手動噴霧器零部件、播種機的連接與聯(lián)運部件、排灌水泵殼、進出水閥座、接頭和套管等。
聚甲醛無毒、不污染環(huán)境、全面符合國際衛(wèi)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(yōu)點，使其可用于氣溶膠的包裝、輸油管、浸在油中的部件及標準電阻面板等。
聚甲醛還可用來制造醫(yī)療器械中的心臟起搏器、人造心臟瓣膜、頂椎、假肢等。
4 國內(nèi)聚甲醛的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國聚甲醛的消費結(jié)構(gòu)與國外大致相同，只是在汽車行業(yè)的消費比例還比較低。但隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，聚甲醛生產(chǎn)汽車零部件會被越來越多的汽車生產(chǎn)廠家接受，因此聚甲醛在汽車行業(yè)的消費量將會逐漸增加。另外我國電子電器行業(yè)的發(fā)展十分迅速，聚甲醛在國內(nèi)電子電器行業(yè)的消費比例雖然已經(jīng)達到西歐的水平(西歐為34%左右)，但我國的電子電器行業(yè)還未達到西歐的發(fā)展程度，因此隨著今后電子電器行業(yè)發(fā)展，聚甲醛在此行業(yè)的消費量將穩(wěn)步提高。
5 結(jié)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，還是聚合物中不同添加劑的應(yīng)用，都為新的潛在領(lǐng)域開辟著道路。我們應(yīng)以市場為導向，通過材料改進、成本降低、以及設(shè)計者的革新選擇，積極研究聚甲醛生產(chǎn)的新技術(shù)，大力開展聚甲醛改性品種的研究，改善聚甲醛許多不足的性能，使其可以滿足更高的使用要求，其適用范圍必定更加廣泛。
塑料工程有關(guān)論文范文二：工程塑料的新發(fā)展與新應(yīng)用
【摘要】 隨著世界制造業(yè)和高新科學技術(shù)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對新材料需求日益增長，新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。塑料因其卓越的性能在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。本文就工程塑料的發(fā)展和應(yīng)用進行了系統(tǒng)研究。
【關(guān)鍵詞】 工程;塑料;應(yīng)用 發(fā)展
一、引言
在當今國民經(jīng)濟迅速發(fā)展的社會中，塑料新材料工業(yè)作為戰(zhàn)略性的基礎(chǔ)工業(yè)，它的專業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模已成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展、科技進步和綜合國力的重要標志。
工程塑料一般是指可以作為結(jié)構(gòu)材料承受機械應(yīng)力、能在較寬的溫度范圍和較為苛刻的化學及物理環(huán)境中使用的塑料材料。工程塑料性能優(yōu)良，可替代金屬作結(jié)構(gòu)材料，被廣泛應(yīng)用了電子電氣、交通運輸、機械設(shè)備及日常生活用品等領(lǐng)域。工程塑料的發(fā)展非常迅速，每年都以7%～10%的驚人速度增長。
二、工程塑料應(yīng)用及其發(fā)展方向
(一)工程塑料在汽車行業(yè)的應(yīng)用
世界汽車發(fā)展的方向是節(jié)能與環(huán)保，輕量化、舒適化、節(jié)能化是汽車工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的最新趨勢，這一趨勢將進一步加速汽車塑料化發(fā)展的進程。據(jù)相關(guān)技術(shù)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(chǎn)技術(shù)水平的標志之一。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(fā)展到目前的150千克，而且增長還在繼續(xù)。在日本、美國和歐洲等發(fā)達國家中，每輛轎車平均使用塑料已超過150千克，占汽車總重量的10%以上。目前，我國每輛轎車的塑料用量平均為100千克，占總重量的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(guān)的政策，加速汽車零部件的國產(chǎn)化進程，同時也限定了汽車的燃油消耗標準，這無疑給汽車工業(yè)零配件生產(chǎn)廠商和塑料供應(yīng)商提供了一個絕好的發(fā)展機遇。今后工程塑料在汽車工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中將發(fā)揮更加重要的作用。
(二)工程塑料在電子行業(yè)的應(yīng)用
隨著我國電子電器產(chǎn)品國產(chǎn)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。盡管國內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值都還很低，但這并不影響電子電器制造業(yè)對工程塑料的巨大需求。通訊辦公設(shè)備、中小型家用電器等行業(yè)領(lǐng)域?qū)λ芰闲枨罅康牟粩嘣黾?，也為工程塑料提供了廣闊的應(yīng)用前景。
(三)工程塑料在建筑行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展
近年來，建材行業(yè)領(lǐng)域用塑料發(fā)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、異型材等制品將具有更大的市場需求。按照建設(shè)部提出的“十一五”規(guī)劃，5年內(nèi)建筑節(jié)能量要達到1.01億噸標準煤，節(jié)能建筑總面積要超過21.6億平方米，其中新建筑16億平方米，改造現(xiàn)有建筑5.6億平方米。中國有400億平方米既有建筑，目前約有三分之一需進行節(jié)能改造，按照每平方米200元的改造標準，這部分建筑節(jié)能材料和技術(shù)在未來的市場容量可達2.6萬億元。對于具有節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地等特點的塑料管道，到2010年建筑給水和排水管道80%要采用塑料管，建筑雨水排水管道70%要采用塑料管。這其中，將有不少市場份額屬于工程塑料。
就工程塑料而言，開發(fā)一種新的聚合物投資大、見效慢，所以在短期內(nèi)，新的聚合物品種開發(fā)方面將不會有重大突破，一般采用現(xiàn)有聚合物經(jīng)過改性等手段來滿足客戶不斷提出的新需求。今后幾年，工程塑料將在合金技術(shù)、納米技術(shù)和功能材料等方面有較大的發(fā)展，并將被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車和體育器材等高新技術(shù)領(lǐng)域。另一方面，由于石油資源的短缺，今后二氧化碳聚合物、玉米、植物纖維及植物蛋白聚合物會被進一步開發(fā)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，原因在于其耐熱和阻燃性能遠遠高于聚氨酯和化纖材料。
(四)導電高分子材料的應(yīng)用與發(fā)展導電高分子材料一般分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類。其中結(jié)構(gòu)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(fā)主要集中在具有與金屬相同的電導率;在空氣中的穩(wěn)定性;具有高功能;具有良好的加工成型性等四個方面。
1、復(fù)合型導電高分子材料，是由導電物質(zhì)與高分子材料復(fù)合而成，是目前已被廣泛應(yīng)用的功能性高分子材料。其主要應(yīng)用領(lǐng)域是：
(1)在電子、電器領(lǐng)域中集成電路、晶片、傳感器護套等精密電子元件生產(chǎn)過程中使用的防靜電周轉(zhuǎn)箱、晶片載體、薄膜袋等。
(2)防爆產(chǎn)品的外殼及結(jié)構(gòu)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(chǎn)品外殼及結(jié)構(gòu)件。
(3)中、高壓電纜中使用的半導電屏蔽材料。
(4)電訊、電腦、自動化系統(tǒng)、工業(yè)用電子產(chǎn)品、消費用電子產(chǎn)品、汽車用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中的電器產(chǎn)品EMI屏蔽外殼。
2、結(jié)構(gòu)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(wěn)定性欠缺：導電高分子中的氧原子對水是極不穩(wěn)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(jié)構(gòu)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(jīng)濟性差：其價格比金屬及普通塑料高，難以實用化。
對于復(fù)合型導電塑料的應(yīng)用與發(fā)展，當前需要著重研究的是金屬纖維填充的電磁波屏蔽材料，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(fā)展展望，最主要的是開發(fā)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(jié)語
未來我國工農(nóng)業(yè)的發(fā)展將會對塑料制品的依賴性會越來越強，高性能、多功能的塑料制品已經(jīng)成為相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域重要的材料支撐。為適應(yīng)市場的發(fā)展，我們應(yīng)當解放思想，轉(zhuǎn)變觀念，從一味追求降低成本的束縛中解放出來，確立塑料改性的高性能化、多功能化、品牌化、高檔次化的發(fā)展模式，不斷提高塑料改性的技術(shù)研究水平，進一步擴大改性塑料的應(yīng)用范圍，促進塑料改性行業(yè)領(lǐng)域的更大發(fā)展，樹立在提高改性塑料的物理機械和綜合應(yīng)用性能以及擴大工程化應(yīng)用的前提下，降低制造成本的塑料改性新觀念。
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