机电一体化毕业设计（论文）我国工程塑料的应用和发展

常州职业技术学院 毕业设计（论文）报告 常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别： 机电工程系 专 业： 机电一体化 班 号： 机电082 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 设计（论文）题目： 我国工程塑料的应用和发展指 导 教 师： 设 计 地 点：常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2010.08.12010.08.30 毕业设计（论文）任务书专业 机电一体化 班级 机电082 姓名 一、课题名称： 我国工程塑料的应用和发展 二、课题应达到的要求： （1）工程塑料的介绍； （2）工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用现状； （3）特种工程塑料的市场与应用； （4）工程塑料今后的发展前景。 三、主要工作内容： （1）通过网络和图书馆等渠道查阅资料，了解工程塑料； （2）分析工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用现状； （3）了解特种工程塑料的市场与应用； （4）展望工程塑料今后的发展前景。 四、主要参考文献：_1 杨超,侯俊峰,闫烨. 2008年我国工程塑料应用进展J.工程塑料应用.2009.07; 2 钱志国.工程塑料及其合金在汽车工业上的应用J.工程塑料应用.2008.11; 3 杨超.2007年我国工程塑料应用进展J.工程塑料应用.2008.07; 4 武六旺.浅谈工程塑料的应用前景与发展趋势J.工程塑料应用.2006.10; 5 郑恺.工程塑料在电子、家电行业中的应用J .电器.2007.02; 6 生建友,王明月.工程塑料在电子设备上的应用J.工程塑料应用.2005.02; 7 钱伯章.我国工程塑料的发展趋势与应用前景J.国外塑料.2009.06; 8 李生柱.特种工程塑料发展动态J.塑料工业.2007.06; 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目我国工程塑料的应用和发展一、 选题的背景和意义：塑料是电子信息、交通运输、航空航天、机械制造业的上游产业，在国民经济中占据着重要的地位。从2000年到2005年，我国塑料制品的产量从1035.8万吨增加到2198.6万吨，年均增长16.24。塑料行业发达地区重点分布在东南沿海省市，产业的集群效应十分明显。到2005年，我国塑料合成树脂消费量达4330.4万吨，工程塑料在汽车、电子电器领域的应用进一步拓展，年均增长量在30以上。在当今国民经济迅速发展的社会中，塑料新材料工业作为战略性的基础工业，它的专业技术水平和产业规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和综合国力的重要标志。随着世界制造业和高新科学技术产业的飞速发展，对新材料需求日益增长，新材料产业发展前景十分广阔。二、 课题研究的主要内容：1.通过网络和图书馆等渠道查阅资料，了解工程塑料； 2.分析工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用现状；3.了解特种塑料市场的与应用； 4.展望工程塑料在今后的发展前景。三、 主要研究（设计）方法论述：1.翻阅相关书籍，了解工程塑料；2.上网查阅有关资料，熟悉工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用；3.及时与老师进行交流，反应相关问题并积极主动地提出解决方案；4.资料主要由指导老师提供及查阅参考书整理而成。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容8.18.3选择课题并熟悉课题，明确任务要求，调研，收集资料8.48.5指导老师下达开题任务，撰写开题报告8.6提交开题报告，报指导老师审批8.78.8了解工程塑料8.98.10分析工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用现状8.118.12了解特种塑料市场与应用8.138.14展望工程塑料在今后的发展前景8.158.16整理总结8.198.21撰写论文，检查并修正错误8.228.23提交初步完成的毕业论文8.248.26在老师的指导下对论文进一步完善8.278.28准备答辩，全面完成毕业论文五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日 我国工程塑料的应用和发展摘 要本文着重阐述了我国工程塑料的应用前景及发展趋势，其中列举工程塑料在汽车工业、农业机械、汽车工业、电子电器行业等领域上的应用与发展，并简单分析了特种工程塑料的市场概况及其应用前景。本文认为，从理论上来说，对工程塑料的研究意义在于，作为一个新兴产业，中国完全有机会在这一领域实现跨越式发展，因此，工程塑料应该是一个具有跨越式成长特性的产业，对工业的发展将产生强大的推动作用。关键词：特种工程塑料；应用；趋势Application and Development of Chinese Engineering PlasticsAbstractThis article focuses on the application prospect of engineering plastics in China and development trend, which lists engineering plastics in the automotive industry, agricultural machinery, automotive, electrical and electronic industry and other fields on the application and development, and a simple analysis of the market profile and special engineering plastics its application. This paper argues that in theory, research on the significance of engineering plastics, as a new industry, China has the opportunity to achieve leapfrog development in this area, therefore, plastic should be a growing feature of the industry by leaps and bounds, on industrial development will have a strong impetus.Keywords: Special Engineering Plastics; Application; Trends我国工程塑料的应用与发展 1目 录第一章 前言1第二章 工程塑料3第三章 工程塑料在不同领域的应用及其发展方向63.1 工程塑料在汽车工业上的应用现状及发展前景63.1.1 工程塑料在汽车工业上的应用现状63.1.2 汽车用工程塑料的发展趋势103.2 工程塑料在农用机械上的应用103.3 建材行业领域的应用与发展113.4 电子电器行业领域的应用与发展123.5 工程塑料在弹药部件上的应用及发展趋势12第四章 特种工程塑料的市场及应用174.1 特种工程塑料的市场概况174.2 特种工程塑料的应用174.2.1 航空航天领域174.2.2 电子信息领域184.2.3 医疗卫生领域184.2.4能源领域19第五章 浅谈工程塑料的应用前景与发展趋势20答谢辞22参考文献23第一章 前言塑料是电子信息、交通运输、航空航天、机械制造业的上游产业，在国民经济中占据重要地位。塑料表观消费量的增长与GDP增长的弹性系数为1.11.5，其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用，同时也推动传统产业改造和产品结构的调整。近年来，随着我国制造业的快速发展，塑料的应用领域日趋广泛，用量不断增加，特别是加入WTO以后，为塑料行业带来了前所未有的发展机遇。与通用塑料相比，工程塑料具有更优异的力学性能、性能、化学药品性、热性、磨性、寸稳定性、候性等优点，比金属材料轻，成型时能耗小，可以代替某些金属作为结构材料使用，成为当今世界塑料工业发展中增长速度最快的材料。中国工程塑料市场的发展虽然只有短短的20年，但其增长速度却是惊人的，几乎是以GDP3倍的速度逐年增长。“十一五”间，国家将致力于资源节约、环境友好型和谐社会的建设，通过实施以自主创新为核心的中长期经济发展规划，突破制约我国长期发展的资源、源短缺问题，使我国经济建设走上全面协调可持续发展的轨道。生产和使用塑料，特别是工程塑料，是节约能源和资源的重要举措，我国“九五”、“十五”间都将“工程塑料生产技术及装备和通用塑料高性能化”为国家优先发展的高新技术产业化的重点之一。“十一五”期间，国家仍将“复合材料、能性高分子材料、工程塑料及低成本化、新型塑料合金生产”为产业结构调整的鼓励类项目。为了促进我国工程塑料行业更加快速健康地发展，中国工程塑料工业协会依据中央有关制订“十一五”民经济发展规划的精神，提出本行业发展规划建议。本规划以指导行业发展、促进企业建设为目的，协助政府主管部门掌握行业发展动向，在宏观调控方针政策的指引下，加强对行业发展的引导与政策支持。 常州职业技术学院 毕业设计（论文）报告 中国工程塑料工业历经10年发展，成果丰硕，已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工应用等相关配套能力的完整产业链。这是中国工程塑料工业协会理事长杨伟才在5月27日北京召开的中国工程塑料工业协会峰会上表示的。10年前，中国工程塑料业刚刚起步，生产能力与需求相比严重滞后，原料树脂85%以上依靠进口，一半以上的改性树脂材料使用国外产品。而时至今日，我国的工程塑料树脂均能在国内生产，聚合能力已经达到每年60万吨左右，改性树脂材料年产量也有200多万吨，就连过去国外对我国禁运的特种工程塑料树脂，现在国内几乎都有生产，并且能够少量出口。中国工程塑料工业协会数据表明，在过去的10年里，我国工程塑料产值年均增长20%以上，企业规模不断发展壮大，科技水平日益提高。目前，在工程塑料合成方面已有中蓝集团、云天化集团、神马集团、仪征化纤、德阳科技等上规模的企业。由于工程塑料具有特别优异的性能，其技术发展水平受到政府层面的重视，已被列入国家中长期科技发展纲要中高新技术的重点选项。在今年科技部产业支撑计划中，有非光气法聚碳酸酯等7个工程塑料项目被列入。另外，经过长期的技术攻关，目前我国工程塑料技术水平发展较快，在改性材料与树脂合金方面，部分产品技术、质量指标也已接近国外先进水平。一些特种工程塑料产品的工艺技术已经进入到国际先进行列。尽管我国的工程塑料在合成和加工方面取得了长足发展，但总体看来仍存在产能过度集中在一些技术含量相对较低产品上的缺点。郑恺表示，企业应当将目光放长远，把握住当前如大飞机等一批国家重点工程建设的契机，提升科技水平，加快产品结构升级，促进我国工程塑料行业更快、更健康的发展。机电082班 26号 沈强 我国工程塑料的应用与发展 21第二章 工程塑料什么是工程塑料？工程塑料指的是可作为结构材料的塑料。它与通用塑料并没有明显的界线，其主要品种有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯、热塑性的聚氨酯、聚砜、聚芳砜（见聚砜）、聚苯硫醚及其他芳杂环聚合物等。也有人将氟树脂、超高分子量聚乙烯和所有热塑性的增强塑料，以及其它以此为基础的高分子共混物和改性的材料包括在内。五大工程塑料：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯。工程塑料的特性：密度小，一般为钢铁的1/4，铜的1/91/5，铝的1/2。这对于全面减轻车辆、飞行器的重量有特殊意义。比强度高，用玻璃纤维增强的工程塑料，其抗张强度与质量之比达17004000，而钢材仅为1600左右。化学稳定性好，对酸、碱以及一般有机溶剂均有良好耐腐蚀性。电绝缘性优良。耐磨，具自润滑性，可减低摩擦系数。耐热性和尺寸稳定性高。抗冲击、抗疲劳性能优良。表1 常见的工程塑料：树脂名称英文缩写主要特性主要用途尼龙（大类）PA强韧、耐磨性、耐油性良纤维、机械零件聚甲醛POM强韧、耐磨性、耐溶性、耐疲劳性良齿轮轴承、汽车、机器零件聚碳酸酯PC强韧、透气、电气特性、耐热性良汽车及机器零件、杂货、薄膜聚酯（大类）PET、PBT强韧、耐磨性、耐油性良、耐热纤维、电器零件、薄膜、包装聚苯醚PPO强韧、耐热、电气特性电器零件、机械零件表2 特种工程塑料：树脂名称英文缩写主要特性主要用途氟树脂（大类）FR稳定性良、耐磨性、耐药性良电气绝缘材料、耐药品材料、轴承聚氨酯（热塑性）TPU强韧手柄、鞋材聚砜PSU聚苯硫醚PPS耐热、强韧、电气性能运动器械（如旱冰鞋轮子）聚醚醚酮PEEK强韧聚酰亚胺PIM耐热、强韧、电气性能印刷电路材料超高分子量聚乙烯UHMWPE耐磨性、耐药性良工程塑料英文名为：ENGINEERING-PLASTICS，工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100以上，主要运用在工业上”，其性能包括：1热性质：玻璃转移温度（TG）及熔点（TM）；热变形温度（HDT）高；长期使用温度高（UL-746B）；使用温度范围大；热膨胀系数小。2机械性质：高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性。3其它：耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。被当做通用性工程塑料者包括聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（尼龙）、聚缩醛（POM）、变性聚苯醚（变性PPE）、聚酯（PETP，PBTP）、聚苯硫醚（PPS）、聚芳基酯，热硬化性塑料则有不饱和聚酯、酚塑料、环氧塑料等。它们的基本特性为拉伸强度均超过50MPA，抗拉强度在500KG/CM，耐冲击性超过50J/M，弯曲弹性率在24000KG/CM，负载绕曲温度超过100，硬度、老化性优。聚丙烯若改善其硬度和耐寒性，也可列入工程塑料的范围。此外，还包括较特殊者的强度弱、耐热耐药品性优的氟素塑料，耐热性优的硅溶融化合物，以及聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、POLYBISMALEIMIDE、POLYSUFONE（PSF）、PES、丙烯塑料、变性蜜胺塑料、BTRESIN、PEEK、PEI、液晶塑料等。各工程塑料的化学构造不同，所以它们的耐药品性、摩擦特性、电机特性等有所差异。由于各工程塑料的成型性不同，因此有的适用于任何成型方式，有的只能以某种成型方式进行加工，这样就造成了应用上的局限。热硬化型工程塑料的耐冲击性较差，因此大多添加玻璃纤维。工程塑料除了聚碳酸酯等耐冲击性大外，通常具有硬、脆、延伸率小的性质，但如果添加2030%的玻璃纤维，则它的耐冲击性将有所改善。工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。可以做为构造用及机械零件用之高性能塑胶，耐热性在100以上，主要运用在工业上，其性能包括：1.热性质：玻璃转移温度（TG）及熔点（TM）高、热变形温度（HDT）高、长期使用温度高（UL-746B）、使用温度范围大、热膨胀系数小。2.机械性质：高强度、高机械模数、潜变性低、耐磨损、耐疲劳性。3.其他：耐化学药品性、优良的抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。被当做通用性塑胶者包括聚碳酸酯（POLYCARBONATE，PC）、聚醯胺（尼龙，POLYAMIDE，PA）、聚缩醛（POLYACETAL，POLYOXY METHYLENE，POM）、变性聚苯醚（POLY PHENYLENE OXIDE，变性PPE）、聚酯（PETP，PBTP）、聚苯硫醚（POLY PHENYLENE SULFIDE，PPS）、聚芳基酯，而热硬化性塑胶则有不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶等。拉伸强度均超过50MPA，抗拉强度在500KG/CM2以上，耐冲击性超过50J/M，弯曲弹性率在24000KG/CM2，负载挠曲温度超过100，其硬度、老化性优。聚丙烯若改善硬度及耐寒性，则亦可列入工程塑胶的范围。此外，较特殊者为强度弱、耐热、耐药品性优的氟素塑胶，耐热性优的矽溶融化合物、聚醯胺醯亚胺、聚醯亚胺、POLYBISMALEIMIDE、POLYSUFONE（PSF）、PES、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、BTRESIN、PEEK、PEI、液晶塑胶等。因为化学构造不同，故耐药品性、摩擦特性、电机特性等也有若干差异。且因成形性的不同，故有适用于任何成形方式者，亦有只能以某种成形方式加工者，造成应用上的受限。热硬化型的工程塑胶，其耐冲击性较差，因此大多添加玻璃纤维。工程塑胶除了聚碳酸酯等耐冲击性大者外，通常具有延伸率小、硬、脆的性质，但若添加2030%的玻璃纤维，则可有所改善。耐磨改性工程塑料耐磨改性工程塑料可以提供较低的摩擦力系数来降低磨损率。比如，血糖计的盖子在使用了耐磨材料后可以增加它的来回开合的使用寿命。同时，耐磨改性工程塑料也使用于配色产品中，甚至用于不同的材料之间。在一次性使用的产品中，例如针和刀片也受益于该材料的润滑作用。此外，耐磨材料的其它运用包括导尿管，套管，传动装置及真空管。其它的效果还包括，由于光滑部件的运动而减少了噪音，提高了塑料的加工生产性能和挤出成型的效率。导电改性工程塑料当热塑性材料增添了导电成份后，就具有了永久的静电消散（ESD）和防止静电积聚功能从而能够起到保护作用。导电类热塑性材料允许静电连续性释放，而不是快速的积聚并放电。静电会损坏敏感性电子元件并且在易燃环境下可以引发爆炸。积聚的静电会堵塞材料的传动而中断机械的传动。导电性热塑材料可以广泛的运用于配色产品中，而且某些导电材料是透明的。其运用主要包括，ECG传感器，吸液管，电器保护装置以及新型的医疗分娩装置，诸如吸入产品，包括PMDI间隔装置。抗辐射类改性工程塑料特定的添加剂可以提高热塑性塑料的密度。这些高密度的热塑性塑料具有金属的质感，但同时又保持了塑料的加工特性。医疗产品领域因为环保的原因正在寻找此类可替代铅的材料。同时这些高比重的添加物也具有抗辐射特性。由抗辐射类化合物组成的注塑件、导管件或片状材料可吸引X光而不会被射线穿过。在放射疗法或手术中使用的如织物般柔软的薄片，可以帮助保护机器和人员免受X光的散射和直射。含有钡硫酸盐的导管在植入体内后可以通过荧光透视或X光成像来跟踪其所在位置。BAXTER HEALTHCARE在做心瓣膜修复手术中使用的器械（可回用的手柄和一次性的卡扣闭环）是由聚碳酸酯特种改性工程塑料构成。X光可见（即有防辐射功能）的塞子是使用嵌入注塑工艺成型在模板上的，而耐蒸汽处理的塞子是使用聚醚砜的材料，这就保证了整个装置能够承受高温蒸汽消毒处理。预染色改性工程塑料近几年，塑料配色技术发展很快。在医疗应用中，设计师可以在符合FDA和没有迁移的颜料中进行挑选。独特的色彩效果可以有助于形成产品的独特卖点并为医疗设备设计师带来利益。当医疗产品从医院进入家庭消费市场的时候，缤纷可爱的颜色和荧光效果有助于提升产品价值。另外，弹性体的应用可以使产品具有柔软触感从而提高附加值。具有令人舒适愉悦的颜色的医疗设备也可以使得患者更愿意配合治疗，同时减轻他们的痛苦。第三章 工程塑料在不同领域的应用及其发展方向3.1工程塑料在汽车工业上的应用现状及发展前景3.1.1工程塑料在汽车工业上的应用现状工程塑料是指被用作工业零件或外壳材料的工业用塑料，是一种强度、韧性、耐热性、硬度及耐老化性均优的塑料。工程塑料以其优异的性能被广泛地应用于汽车领域。其应用部件已由普通装饰件发展到结构件、功能件。随着世界石油资源日益枯竭及环境问题的日益严峻，人们对汽车轻量化、抗冲击、低油耗、安全等要求的不断提高，质轻、耐腐蚀、减振、成型加工简便的塑料正越来越多地应用于汽车工业。节能、环保和轻量化已成为世界汽车工业面临的共同问题，再加上对乘坐舒适、安全的要求，汽车塑料制品的用量逐年增加，以达到减轻汽车自重、节约能源、提高燃料经济性的目的。因此近年来在汽车工业领域大量使用工程塑料制品，以代替各种昂贵的有色金属和合金材料，不仅提高了汽车造型的美观与设计的灵活性，降低了零部件的加工、装配与维修的费用，而且大幅减轻了汽车的自重，从而降低了能耗。图3-1 戴姆勒公司的世界首款商业化塑料油底盒模块1、尼龙在汽车上的应用尼龙（PA）具有很高的冲击强度及优异的耐摩擦磨耗特性、耐热性、耐化学药品性、润滑性和染色性等综合性能，尤其是PA经纤维增强或制成合金后其强度、制品精度、尺寸稳定性等均有很大的提高。另外，PA品种多，易回收循环利用，价格相对便宜，因而在汽车工业中得到广泛应用。汽车上使用的PA多为增强增韧PA，其增强方法主要是填充无机填料，如玻璃纤维（GF）和碳纤维（CF）等；对PA增韧的方法是在PA基体中加入橡胶弹性体等。目前研究较多的是利用各种改性方法制备PA合金。近年来PA主要用作汽车电气部件、发动机、燃油箱和车身部件等。（1）电气部件 制造汽车电气部件的PA不仅要具有高的力学性能、耐热性及动静载荷承受能力而且还要具备电性能的安全性和耐燃性。PA主要用于制造汽车电气配线、接线柱、中央电器板、风扇和车灯外壳等。（2）发动机 PA用于汽车最多的是发动机部件。进气歧管是改性PA在汽车中最为典型的应用。1990年德国宝马汽车公司首先将GF增强PA进气歧管应用在六汽缸发动机上。另外，发动机盖、发动机装饰盖、汽缸头盖等部件也将改性PA作为首选材料，以替代金属制造的汽缸头盖，PA缸头盖可减重50%，成本降低30%。除发动机部件外，汽车的其它受力部件也使用增强PA，如机油滤清器、刮雨器、散热器格栅等。我国自1998年开始限制汽车燃油蒸发排放污染量，用于制作燃油蒸发污染控制器的罐体材料要求耐热、耐油、且易焊接，一般采用PA6制作。PA还可用于制造发动机水箱盖和风扇等部件。用PA11、PA12等制造的输油管成本低，并且具有耐腐蚀、质轻、不变形等特点，是世界汽车工业30多年来输油管的指定产品。此外，GF增强PA12可用来制造发动机罩和散热器等部件。（3）车身部件 由于PA具有较好的韧性和强度，还可用来制造汽车车体的驱动、控制部件。PA合金汽车外板不仅质轻，而且能成型钢板难以成型的曲面。PA合金具有较高的耐热性，用其制成的汽车外板可与金属配电盘同时进行150以上的联机涂饰。采用PA合金还可以改进汽车外板的防腐性和提高碰撞时的复原性。2、热塑性聚酯在汽车上的应用聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）是最坚韧的工程热塑性塑料之一，它是半结晶材料，具有非常好的化学稳定性、力学强度、电绝缘性和热稳定性，由吸湿引起的电性能变化很小，绝缘电压很高，且成型稳定性和尺寸精度优良。PBT的拉伸强度为50MPa，而GF增强PBT的拉伸强度可达170MPa。汽车上应用的PBT主要有GF增强型（GF的质量分数为10%50%）、玻璃微球增强型、阻燃型和低翘曲型4种。也可采用无机填料或与其它聚合物共混改性。这类改性PBT被广泛用于保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞子板、供油系统零件、仪表板、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件 。美国GE公司生产的PBT/PC合金（商品名为Xenoy1731）耐热性、耐应力开裂性、耐磨性及耐化学药品性均为优良，低温冲击强度高、易于加工和涂饰性好，主要应用于高档轿车的保险杠、车底板、面板、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表板、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。PBT与增强PA、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）在汽车制造业中的竞争十分激烈，PA易吸水，PC的耐热性和耐化学药品性不及PBT；在汽车连接管方面，PBT以其优良的耐水性将会逐渐取代PA。比如，在相对湿度较高、十分潮湿的场合，由于潮湿易引起塑料性能降低，电器节点处容易被腐蚀，一般使用改性PBT。在80、相对湿度90%条件下，PBT仍能正常使用，并且效果很好。GF增强聚对苯二甲酸乙二酯（PET）具有与热固性树脂相匹敌的高耐热性和优良的电性能，且有优良的成型性能，即使在高温下长时间使用，其力学性能仍有超群的保持率。PET在汽车上的应用包括车门反射镜架、雾灯、音响喇叭和顶棚等。美国Dupont公司开发了汽车用Rynite PET系列材料。该材料在用于薄壁制品时，可发挥其优良的流动特性、较小的成型公差，并可设计多腔模具来提高生产效率。与锌、铝等金属相比，Rynite PET以其良好的材料性能、加工工艺特性和较低的价格而使制品具有很高的性价比，且制品较轻，在轿车领域具有广泛的应用前景。美国联合信号公司研发的Petra系列PET具有优良的耐高温性能和优异的低温冲击强度，经得起200以上的电喷着色处理，另外PET制品具有很好的表面性能，可用于制造汽车内外装饰件，如车门、门支撑架、引擎盖等。美国GE电器公司将PET与PBT、PC等共混制成了Valox800PET，它不仅具有良好的表面光泽和成型性，而且能在220的高温下使冲击强度达到648J/m。据称，可用于轿车车身的制造。德国BTE公司用GF增强PET研发出汽车用塑料车轮。该车轮的最大优点是不生锈、且较轻，可以减轻汽车非悬挂件的质量，使汽车更易于操作、更舒适。热塑性聚酯弹性体（TPEE）是一种高性能工程级弹性体，它兼具橡胶的柔软性、弹性和热塑性塑料的刚性、易加工性，不仅具有力学强度高、弹性好，耐冲击、耐蠕变、耐寒性、耐弯曲疲劳性、耐油性、耐化学药品性和耐溶剂性优良，而且使用温度范围宽（-70200），硬度范围宽（32D80D），同其它热塑性弹性体相比，耐热性最高。这些优异的综合性能使得TPEE很快在汽车上得到应用，主要用作CVJ防尘罩、转向器护套、减震器护套、防尘罩、牵引联结罩、远距波纹管、发动机进气风管、安全气囊盖板、汽车卫星天线扣、后衣箱锁总成、门锁总成、门把手密封环、减震板、消音齿轮、管塞、堵塞、球头、窗玻璃减震座、减震底盘、底盘耐石击涂层等部件。目前市场上接受的安全气囊盖板是美国Dupont公司生产的牌号为Hytrel的TPEE，规格有DYM160BK、DYM250BK和DYM350BK等。北京市化学工业研究院研发了安全气囊盖板用TPEE材料，在国产化方面取得重要进展的产品牌号有TPEE-A-150、TPEE-A-250、TPEE-A-350，这几种产品完全可达到美国Dupont公司Hytrel的性能指标，目前正在进行相关的认证工作。3、聚碳酸酯在汽车上的应用聚碳酸酯（PC）具有透光率高（达85%90%）、吸水性低、尺寸稳定性好、易着色、刚硬而富有韧性（冲击强度尤为突出）及耐热性、耐寒性、耐蠕变性、电绝缘性、耐候性、耐老化性优良等特性。PC在汽车上的应用主要是利用其透明性用来制造灯具、仪表标牌、遮阳板和窗玻璃。改性PC（多为合金）具有优异的耐热性、耐冲击性、刚性及良好的加工流动性等综合性能。PC/PBT合金兼有PC和PBT两者的优点，主要应用于汽车保险杠、汽车反射镜/外壳、车外部把手、安全气囊通电部件。（1）汽车内装件 PC/ABS合金是最适合用于汽车内装件的材料。这是因为PC/ABS合金具有优异的耐热性、耐冲击性、刚性及良好的加工流动性。PC/ABS合金也是制造汽车仪表板的理想材料。PC/ABS合金的热变形温度为110135，完全可以满足汽车在热带国家炎热的夏天中午在室外停放的受热要求。PC/ABS合金具有良好的涂饰性和对覆盖膜的粘附性，因此用PC/ABS合金制成的仪表板无需进行表面预处理，可以直接喷涂软质面漆或覆涂PVC膜。PC/ABS合金还可用来制造汽车仪表板周围部件、防冻板、车门把手、阻流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件等汽车零部件。目前世界PC/ABS合金的产量约为7万t/a，每年以约10%的速度增长。（2）汽车外装件 PC/PBT合金和PC/PET合金既有PC的高耐热性和高耐冲击性，又有PBT和PET的耐化学药品性、耐磨性和成型加工性，因此是制造汽车外装件的理想材料。PC/PBT保险杠可耐低温（-30以下）冲击，即使保险杠断裂时也为韧性断裂而无碎片产生。弹性体增韧PC/PBT合金和PC/PET合金更适合于制作汽车车身板、汽车侧面护板、挡泥板、汽车门框等。高耐热型PC/PBT合金和PC/PET合金的注塑外装件无需涂漆。PC/PET合金可用来制作汽车排气口和牌照套。PC/ABS具有良好的成型性，可加工汽车大型部件，如汽车挡泥板等。此外，还可以制作汽车外装件，如汽车车轮罩、反光镜外壳、尾灯罩等。4、聚甲醛在汽车上的应用聚甲醛（POM）是一种坚韧而富有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的耐蠕变特性、几何稳定性和耐冲击性，此外还具有类似金属的硬度、强度和刚性，在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，以及较好的耐化学药品性。POM以其优异性能而在汽车制造业获得越来越广泛的应用。POM质轻，加工成型简便，生产成本低廉，材料性能与金属相近。改性POM的摩擦系数很小，刚性很强，非常适合于制造汽车泵、化油器部件、输油管、动力阀、万向节轴承、马达齿轮、曲柄、把手、仪表板、汽车窗升降机装置、电开关、安全带扣等。而制造轴套、齿轮、滑块等耐磨零件是改性POM的强项，这些部件对金属磨耗小，减少了润滑油用量，延长了部件的使用寿命，因此可以广泛替代铜、锌等金属生产轴承、齿轮、拉杆等。用POM生产的汽车部件质轻、噪声低、成型装配简便，在汽车制造业获得越来越广泛的应用。POM具有优良的耐摩擦磨耗特性、长期滑动特性、成型流动性和表面美观、光泽特性，也适用于嵌件模塑。像汽车底盘衬套如转向节衬套、各种支架衬套、前后板簧衬套、制动器衬套等广泛采用以冷轧钢板为基材、烧结多孔青铜粉为中间层、表面复合改性POM为减摩层的钢板/铜板/POM复合材料，并可在该3层复合板上轧出一定规律的储油坑。这种结构决定了它既有钢的力学强度和刚性，又有POM优良的边界润滑条件下的减摩耐磨特性。其它应用包括汽车门把手、安全带机械部件、组合开关和反射镜等。5、聚苯醚在汽车上的应用聚苯醚（PPO）无毒、透明、相对密度小，具有优良的力学强度、耐应力松弛、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸气性及尺寸稳定性，在很宽温度、频变范围内电性能好，不水解、成型收缩率小；主要缺点是熔体流动性差，加工成型困难，故实际应用时大部分采用改性PPO（MPPO）。比如，聚苯乙烯（PS）改性PPO可大大改善其加工性能，改进耐应力开裂性和冲击性能，并降低成本。用来改性PPO的聚合物有PS（含高抗冲PS，HIPS）、PA、聚四氟乙烯（PTFE）、PBT、聚苯硫醚（PPS）和各种弹性体等。MPPO以其优异的性能在汽车工业中应用广泛。2004年世界MPPO的生产能力为45.7万t，其中用于汽车工业的消费量约为9.9万t，占消费总量的26%。MPPO在工程塑料中属于相对密度较小的一类，因其尺寸精度高，尺寸稳定性、耐热性和阻燃性能好，一直被广泛用来生产汽车内外装饰件、操作系统和电气电子部件等，应用的主要品种有PPO/HIPS合金、PPO/PA合金、PPO/聚丙烯（PP）合金、PPO/PPS合金等。PPO/HIPS合金在汽车上的应用最为普遍，可用作：外装饰件，如车轮罩、门角盖、卷曲弯形格栅、阻流板、车身板、保险杠、镜罩、前大灯遮光板、挡泥板、测量仪表壳等；内装饰件，如通风机、仪表罩、扬声器格栅、装潢件、托架、除热除霜格栅、加热格栅、内转向柱罩、手柄被覆物、顶盖衬垫、头枕、膝垫、门装板、座椅靠背、驱动轮、车顶内衬、空调格栅、车颈顶部等；操作系统部件，如开关盖、换挡带、线圈盖、散热器等；机械部件和其它，如手工具袋、护圈、结构肋材构架、后搁板、压缩空气喷枪和输送管等；电器部件，如连接器、保险丝盒和灯零件等；仪表板部件，如功能性仪表板、仪表板部件、低级仪表板和集中控制台等。PPO/PA合金既保持了PA的耐热性、耐候性和成型加工性，又改善了低负荷下受热时的刚性，能耐受汽车车身涂层烘干时的高温。PPO/PA合金主要用来生产车身外板、保险杠、挡泥板等车体零部件和轮盖、镜罩、包层、后板、前翼板、进气管等外装饰件，以及保险丝盒、连接器等电器件。PPO/PP合金既利用了PP优良的流动性和耐化学药品性、适中的耐冲击性和低的吸水性，又改善了PPO的加工性和耐候性。美国GE公司生产的PPO/PP合金的成本和性能介于PP与工程塑料如PA、长GF增强PP和聚酯之间，可用于产汽车仪表板、前端组件、发动机罩下的部件、座椅靠背、载重底板、保险杠等。PPO/PS合金为非结晶性树脂，在各种塑料合金中是相容性最好的组合之一。因为具有非常相近的熔体流动速率，可任意掺混，呈现出分子水平的相容性，其玻璃化转变温度（Tg）随掺混比而异，可根据需要变更掺混比。PPO/PPS合金改善了PPS的流变性能（防止成型晶挠曲），提高了PPS在Tg下的耐热性，主要用于要求耐热性的汽车轮胎。PPO/PEI（聚醚酰亚胺）合金主要用于汽车发动机罩下的零部件。PPO/PBT合金可用来生产汽车外装饰件，但目前用量很少。今后随着MPPO应用技术的发展，其市场发展前景将更加广阔。3.1.2 汽车用工程塑料的发展趋势随着汽车向轻量化方向发展，工程塑料在汽车上的用量日益增加，利用工程塑料的质轻、防锈、减震、设计自由度大的特点，汽车用塑料结构件取得了长足的发展。（1）随着汽车用工程塑料由内饰件向结构件、功能件的发展和汽车负荷的增大，单一塑料已无法满足高应力件、高温件和外板等部件的使用要求，今后应开发力学强度高、综合性能好、耐热性与耐久性优良、寿命长及可靠性好的功能型工程塑料。（2）随着汽车工业的快速发展，车用废旧塑料的回收是一大难题。今后应该重视和积极开展汽车废弃塑料件的回收利用技术的研究，开发环保型汽车用塑料将成为未来的研发方向。（3）复合型工程塑料在汽车零部件上的应用也越来越显示出强大的生命力，它将是今后汽车内饰材料的主要发展方向。（4）工程塑料的需求量将逐年增大，尤其是高性能工程塑料以其良好的力学性能和耐热性、耐酸性，以及寿命长、可靠性好等特点而越来越广泛地用于汽车工业，其前景非常好。（5）GF增强工程塑料具有质轻、强度高、耐腐蚀、绝缘、耐瞬时高温、传热慢、隔音、防水、易着色、能透过电磁波、成型方便、可设计性强等优点，已被广泛地应用来生产保险杠、车顶盖、导流罩、电瓶托架、挡泥板、前脸部件、裙边部件及车身壳体等。今后GF增强工程塑料的应用将会进一步的扩大。（6）力图材料的通用性，为了有效合理地利用能源及原材料，降低汽车成本，车用工程塑料的发展方向除了高性能化外，高功能化也是很有前途的，今后塑料在功能零部件上的开发利用将会十分活跃。近几年来塑料在汽车上的用量逐年呈递增趋势，目前我国轿车正大规模进入家庭，并呈快速增长态势。2007年我国国产汽车超过800万辆。据行业专家预计，2008年国产汽车将超过1000万辆，汽车用塑料需求量也将会达到90万t，可以预料这种倾向在今后还将继续。但市场机遇与挑战同时存在，我国车用工程塑料及其零部件生产企业要想在汽车行业占有一席之地，就必须提高竞争能力，把企业开发能力和产品水平提到更高的层次上，参与汽车工业的发展与竞争。预计今后的10年将是我国汽车业的大发展时期，也是我国车用塑料业面临巨大机遇和挑战的时期。3.2 工程塑料在农业机械上的应用每种工业材料的发展过程，都可用其自身的所谓生命期曲线来表示（图3-2）。不同材料在不同生命期内，其增长（或下降）的速度具有很大的差异，但所经历的时期以及趋势大致是相同的。工程塑料目前正处于成长期，随着时间的推移，其产量还将因各工业部门需要的扩大得到迅速增长，从而稳步进入成熟期。 图3-2 材料的生命曲线 图3-3 工程塑料的生命曲线 工程塑料的发展生命期，也可以由产品开发和工艺开发的需要（所谓“市场潜力”）随时间的推移发生变化的曲线来表示，一般都经历三个不同阶段（图3-3）。农业机械的发展与材料的进步息息相关。在过去农业机械水平不高，发展缓慢的情况下，工程塑料也刚刚兴起，工程塑料在农业机械上的应用正处于成长时期，因此在农业机械中的应用十分有限。随着时间的推移，农业机械的不断发展，农业机械水平的不断提高，新材料新工艺的不断涌现，工程塑料在农业机械上的应用将得到迅速增长，稳步进入成熟期。特别是近10年来，工程塑料采用改性手段ABC（Alloy塑料合金、Blending塑料共混、Compounding塑料复合），使新品种工程塑料的生产更加方便，性能更加优异，价格优势明显；在一定程度上可以减少污染。工程塑料的发展趋势，迎合了现代农业技术对农业机械材料的期望和要求，在农业机械中的应用将广泛且迅速。特别是在农业机械结构件和农机零部件上，工程塑料将会替代金属材料，占有绝对地位，具有十分广阔的应用前景。3.3 建材行业领域的应用与发展近年来，建材行业领域用塑料发展很快，以工程塑料为原料的各种塑料薄膜、片材、板材、管材、框架、异型材等制品将具有更大的市场需求。按照建设部提出的“十一五”规划，5年内建筑节能量要达到1.01亿吨标准煤，节能建筑总面积要超过21.6亿平方米，其中新建筑16亿平方米，改造现有建筑5.6亿平方米。中国有400亿平方米既有建筑，目前约有三分之一需进行节能改造，按照每平方米200元的改造标准，这部分建筑节能材料和技术在未来的市场容量可达2.6万亿元。对于具有节能、节材、节水、节地等特点的塑料管道，到2010年建筑给水和排水管道80%要采用塑料管，建筑雨水排水管道70%要采用塑料管。这其中，将有不少市场份额属于工程塑料。 就工程塑料而言，开发一种新的聚合物投资大、见效慢，所以在短期内，新的聚合物品种开发方面将不会有重大突破，一般采用现有聚合物经过改性等手段来满足客户不断提出的新需求。今后几年，工程塑料将在合金技术、纳米技术和功能材料等方面有较大的发展，并将被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等高新技术领域。另一方面，由于石油资源的短缺，今后二氧化碳聚合物、玉米、植物纤维及植物蛋白聚合物会被进一步开发利用，像PLA穴聚乳酸雪、PBS穴醇酸聚酯类雪等等。三聚氰胺泡沫材料和纤维织物有可能替代聚氨酯泡沫和化纤织物，原因在于其耐热和阻燃性能远远高于聚氨酯和化纤材料。3.4 电子电器行业领域的应用状况与通用塑料相比，工程塑料具有更优异的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等优点；与金属材料相比，工程塑料具有重量轻、成型时能耗小等优点。工程塑料已经成为当今世界塑料工业的发展中增长速度最快的材料。进入21世纪后，全球工程塑料的消费量每年在1000万吨左右，并以每年4.5%的速度递增，预计2007年用量可达到1350万吨。在亚洲，工程塑料主要应用在电子电气行业，比例超过50%，而在欧美，工程塑料则主要应用于汽车行业。中国1998年到2005年工程塑料消费年均增率为26%。预计今后几年增长率为15%18%。随着中国电器产品出口量的逐年增加，工程塑料的用量呈上升趋势。尽管目前国内产品的技术含量和附加值都还很低，但这并不影响制造业对工程塑料的巨大需求。迫于成本压力，对材料本土化的要求越来越明显，这为工程塑料提供了广阔的应用前景。图3-4工程塑料在电子电器领域的应用中国1998年到2005年工程塑料消费年均增率为26%。预计今后几年增长率为15%18%。随着中国电器产品出口量的逐年增加，工程塑料的用量呈上升趋势。3.5 工程塑料在弹药部件上的应用及发展趋势工程塑料具有密度小、比强度高、化学稳定性好、成本低等特点，可代替金属、木材、陶瓷等传统结构材料制造各种次承力和非承力的结构件及功能部件，近年来其在弹药部件上的应用得到了快速发展，已用于弹带、弹托和闭气环，提高了弹药的初速和精度，延长了身管的使用寿命，在装备中发挥了较好的作用。目前常用的工程塑料主要包括聚酰胺（尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯（PC）、ABS、聚甲醛、聚苯醚及其改性材料等。笔者主要综述工程塑料在弹药部件上的应用，并结合弹药技术的发展，对其发展趋势作简要分析。1、工程塑料在弹药部件上的主要应用采用轻质高性能工程塑料制造弹药零部件，能够起到减轻质量、增大射程、提高性能、降低成本、提高命中精度和威力的作用，对改进机动性和抗干扰能力、节省能源和减轻后勤供应等提供了有力的支持，其应用主要包括以下几方面。弹托随着弹药技术的发展，穿甲弹药提高穿甲威力主要有以下几个途径：提高弹体材料强度和弹丸长径比，提高火药质量和改变装填结构，减轻消极质量。其中采用轻质材料制造弹托是减轻消极质量、提高初速的重要途径。国外小口径穿甲弹弹托用轻质材料的研究历史较长，在旋转稳定脱壳穿甲弹弹托上的应用较为成熟。20世纪70年代初，美国太平洋技术公司研制的12.7mm脱壳穿甲弹，其弹托材料采用了性能优异的PC复合材料。该公司相继研制出的20mm及30mm口径的脱壳穿甲弹，其弹托材料采用了尼龙基复合材料。瑞士欧立康公司20世纪80年代中期研制的一种新式双35mm口径脱壳穿甲弹，其弹托、弹带均采用了新型的热塑性树脂基复合材料。另外，法国、德国、荷兰等国对双40mm脱壳穿甲弹的弹托及弹带也相继采用了新型复合材料，这大大降低了弹丸的消极质量，对提高武器的综合性能起到了关键的作用。随着反导技术的不断发展及对穿甲弹威力提高的要求，小口径尾翼稳定脱壳穿甲弹将是反导脱壳穿甲弹的发展方向，如意大利的“达多”采用了40mm尾翼稳定脱壳穿甲弹，25mm口径尾翼稳定脱壳穿甲弹也已出现。2004年法国防务展上展出的一种30mm尾翼稳定脱壳穿甲弹，弹托采用热塑性树脂基复合材料制造。“密集阵”近防系统是美国雷西昂公司开发的现役唯一一种能实现自动搜索、探测、评估、跟踪、锁定和攻击威胁目标（如反舰导弹、水面水雷、小型飞行器等）的近防系统，到现在已经生产了800多套，装备了几乎美国所有的海军舰艇及另外20多个国家的舰艇。MK149型次口径脱壳（APDS）炮弹是“密集阵”系统使用的反导专用炮弹，它由弹心、弹托、底推板等部件组成，弹托、底推板由聚四氟乙烯塑料制成。近年来，纤维增强