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塑料在各行各業(yè)的應(yīng)用

2025China.cn   2009年01月16日

目前,在一切以市場為導(dǎo)向、以客戶為中心的環(huán)境下,為了提高產(chǎn)品的競爭力,制造商們投入了很大精力在產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、低耗上,以保持好的盈利率和低的成本。這主要是通過設(shè)計、視覺外觀或者是隨著新功能性的發(fā)展需要更小型化、更成熟的系統(tǒng)來完成的。部件的經(jīng)濟合理化是工業(yè)上的另一個重要趨勢,例如在汽車、設(shè)備、電子和醫(yī)療領(lǐng)域,因為這樣增加了終端產(chǎn)品的可靠性,同時降低總成本。

 

因為這些原因,塑料替代金屬和其它一些傳統(tǒng)的材料就成為許多市場產(chǎn)品經(jīng)營的主要策略之一,而且這個趨勢也在迅速加快。因為塑料比金屬有著更多的優(yōu)點,所有這些優(yōu)點會帶來生產(chǎn)力的提高和產(chǎn)品的優(yōu)勢。

 

塑料替代金屬這一巨大的潛能貫穿整個工業(yè),目前塑料替代金屬應(yīng)用已經(jīng)占了總量的15%。具有特制外形的高性能材料的發(fā)展,先進工具的使用使得設(shè)計和模塑工具達到優(yōu)化,這些條件合在一起將會使得這一替代發(fā)展趨勢得到極大的促進。

 

醫(yī)療

 

在功能高分子領(lǐng)域中,醫(yī)用高分子已成為一個重要分支,而且廣泛應(yīng)用于以診斷和治療為中心的醫(yī)療領(lǐng)域,目前各種免疫方法用的基質(zhì)多數(shù)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。醫(yī)用塑料根據(jù)實際應(yīng)用,大致分為制作人工臟器、修復(fù)人體缺陷和制作醫(yī)療器械三大類材料。

 

我國醫(yī)用高分子材料中,聚丙烯酸酯是應(yīng)用最廣泛的。聚甲基丙烯甲酯質(zhì)輕,具有較高的力學(xué)強度、較好的抗潮濕性能,可長期在潮濕條件使用,對水溶性無機鹽、堿及某些稀酸有一定穩(wěn)定性,特別是耐生物老化性能和生物相容性好,光學(xué)性能優(yōu)異、透光率高。醫(yī)學(xué)上常用來作顱骨修補材料、人工骨、人工關(guān)節(jié)、胸腔填充材料、人工關(guān)節(jié)骨粘固劑,特別是在假牙、牙托的應(yīng)用中更為廣泛。

 

作為醫(yī)用塑料的聚酯類材料成纖維后富有彈性、強度高、耐熱、耐撓曲、耐腐蝕、吸水性很低、生物相容性好,因此其織物在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用廣泛,如人工血管、人工食道、人工腱、創(chuàng)傷覆蓋保護材料、心血管修補材料等。

 

聚氨酯屬于聚醚型聚氨酯。由于具有微相分離結(jié)構(gòu),因而有良好的抗凝血性能、力學(xué)性能、彈性、化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性、耐撓曲性、耐疲勞性、耐水性、耐磨性和耐輻射性。

 

有機硅類由于與生命有著極為密切的關(guān)系,且有機硅化合物具有優(yōu)良的生物可接收性、生理惰性和耐生物老化性能,是用途極為廣泛的醫(yī)用材料。如有機硅油用作血液消泡劑,有機硅凝膠用于皮膚疤痕的治療,硅樹脂用于醫(yī)療器械的表面處理劑。

 

體育

 

塑料橡膠在體育產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用主要包括體育用品、器材及場館建設(shè)。塑料橡膠材料運用到體育裝備中,可提高其科技含量,可協(xié)助運動員沖破運動及體能的極限。應(yīng)用的橡塑材料各有特性,例如體育用品中的橡塑材料具有耐磨性、防滑、柔軟度、延伸性好等特點,主要材料有PU、EVATPR等;應(yīng)用于運動器械類的橡塑材料則具有耐磨性強,腳感舒適、彈性好;而場館建設(shè)所采用的橡塑材料要具備抗擊、低透明性、耐磨性好等特性,如丙稀酸乳酯、聚氨酯、丙烯酸復(fù)配乳液等。

 

 

橡塑在體育產(chǎn)業(yè)的運用趨勢有彈性好、耐磨、防滑及舒適的聚氨酯;抗炎熱、寒冷、風(fēng)雨雪等多功能的材料;高回彈性、摩擦性好、優(yōu)越的耐候性能且無毒環(huán)保的矽PU。

 

軍事

 

由于新型塑料光纖傳輸系統(tǒng)能夠帶來顯著的社會、經(jīng)濟與國防效益,并將推動民族產(chǎn)業(yè)在信息傳輸領(lǐng)域加速發(fā)展,為國民經(jīng)濟創(chuàng)造巨大財富,因此其發(fā)展愈來愈為各國所關(guān)注。

 

比如:以塑代銅,即用塑料光纖取代銅芯電纜,可為國家節(jié)約大量的銅資源;以光代電,即用光信號取代電信號,可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息全光高速傳輸;綜合成本大大降低,即新產(chǎn)品成本比傳統(tǒng)產(chǎn)品成本更低,可為國家和企業(yè)節(jié)省大量資金;尤其在環(huán)保和節(jié)能等方面,更是讓各國高度重視與青睞。

 

塑木復(fù)合材料具有塑料與木材的雙重特性,其某些性能指標(biāo)甚至優(yōu)于塑料和木材,除斷裂伸長率、沖擊強度較低外,其他各項性能均已達到現(xiàn)用軍用包裝材料的性能指標(biāo)范圍。通過進一步研究改進塑木復(fù)合材料的物理機械性能,并通過合理的包裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高箱體的整體強度,這種材料用于某些軍品包裝完全是有可能的。國內(nèi)已提出一種全新的拼接方式,從結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)部件的選材兩個方面來保證木塑包裝箱的密封性和整體強度。

 

人們正在研制替換木材的各種各樣的人造復(fù)合材料用于軍港設(shè)施方面,已由美國多所大學(xué)、一所國家實驗室和工業(yè)研究單位組成了一個跨學(xué)科的研究組,專門研究塑木復(fù)合材料用于海軍泊岸設(shè)施中的可行性,多方位的合作促進了該項目成果的快速轉(zhuǎn)化,目前在美國海軍港口中已采用部分木塑復(fù)合型材作為海軍泊岸設(shè)施中的甲板鋪板等構(gòu)件。

 

塑木復(fù)合材料具有較好的保溫隔熱性能,這對提高營房的建筑質(zhì)量和居住舒適性很有價值,可以制成地板、吊板、屋頂、天窗、墻板、鋪板、門板、踏腳板、欄桿、扶手、地腳板、門/窗型材、家具、籬笆、柵欄、平臺、路板、站臺等。另外,塑木復(fù)合材料與水泥鋼材相比質(zhì)量輕,安裝使用方便,用其制造可移動式的警衛(wèi)崗?fù)び葹楹线m。

 

除此之外,塑木復(fù)合材料在軍車配件(可用作軍車車門內(nèi)飾、車身底板、車外層板件、門內(nèi)裝飾板、座椅靠背、儀表板、扶手、座位底座、頂板等)、槍械部件(可用作槍托材料等)、軍用物流托盤、軍品倉儲隔離枕木等方面也有廣泛的應(yīng)用前景。

 

建筑

 

塑料建材制品主要包括塑料管道、塑料門窗等。由于塑料建材制品的節(jié)能效果突出,不僅在生產(chǎn)過程中節(jié)能,而且在應(yīng)用過程中也節(jié)能;同時,塑料建材制品在降低工程成本,減小建筑物自重,加快施工進度,提高建筑功能與質(zhì)量,改善居住條件等方面具有優(yōu)越性能。因此,塑料建材制品在建筑工程、市政工程、村鎮(zhèn)建設(shè),以及工業(yè)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

 

性能優(yōu)異的塑料管道使得體現(xiàn)“綠色奧運”和“色建筑”主旨的建筑技術(shù)得以在奧運工程中大面積的應(yīng)用。其中聚丁烯(PB)管、耐熱聚乙烯(PE-RT)管、交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管在奧運場館的低溫?zé)崴孛孑椛洳膳こ讨械玫酱罅繎?yīng)用。此外,聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PP-R)管、鋼塑復(fù)合管、聚氯乙烯(PVC-U)管在奧運場館的給水排水、生活熱水供水、暖通空調(diào)、雨水收集等工程中也得到了應(yīng)用,取得了良好的效果。

 

包裝

 

各種商品所使用的包裝材料,通常多半均為一次性使用,當(dāng)商品從生產(chǎn)單位流通到消費者手中或者到商品開封使用后,包裝材料即完成了它的使命。對于包裝材料,一是要求其性能好,能適應(yīng)保護、宣傳商品的需要;二是要求其成本盡可能地低。通用塑料如聚烯烴,它們具有性能優(yōu)良,生產(chǎn)量大,價格低廉等共同特點,是塑料包裝材料的首選物料;其次是生產(chǎn)規(guī)模較大,性能更佳,但價格較高的通用型工程塑料,如熱塑性聚酯。

 

塑料包裝材料的主要形態(tài):塑料薄膜;塑料容器;周轉(zhuǎn)箱;熱成型杯盤之類的容器。還有塑料打包帶、結(jié)扎繩、塑料網(wǎng),具減震、防震與隔熱保溫效果的泡沫塑料制品等。

 

電子電氣

 

塑料在電工領(lǐng)域的作用主要有兩個方面,一是作為電氣絕緣材料;二為機械結(jié)構(gòu)材料。這些材料應(yīng)用的電工領(lǐng)域,主要是電機、電器工業(yè)和電線電纜工業(yè)。

 

主要指用作部分支撐、固定及保護等用途的材料,其主要功能為承受機械應(yīng)力,除了機械強度外,材料或部件的耐撓曲性和尺寸穩(wěn)定性也十分重要。用作結(jié)構(gòu)材料的塑料,往往也有絕緣作用,但不是主要功能。

 

汽車

 

目前世界上不少轎車的塑料用量已經(jīng)超過了120千克/輛,國內(nèi)一些轎車的塑料用量也已經(jīng)達到90千克/輛。隨著汽車輕量化進程的加速,塑料在汽車中的應(yīng)用將更加廣泛。

 

汽車構(gòu)件中材料的相互替代作用將繼續(xù)驅(qū)動汽車用塑料的增長。測定表明,與替代材料相比,汽車保險杠輕10.4千克,發(fā)動機罩輕4.2千克,燃料箱輕5千克。因為支持和帶動的部件減輕,底盤、驅(qū)動系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)也可以做得更輕。汽車的自重每減少10%,燃油的消耗可降低6-8%。為此,增加塑料類材料在汽車中的使用量,便成為降低整車成本及其重量,增加汽車有效載荷的關(guān)鍵。

 

作為最柔軟的熱塑性彈性體已成為重要的新型材料之一,例如汽車內(nèi)飾,并已應(yīng)用于二次注塑的內(nèi)部整型面板與支架。其加工優(yōu)勢包括:熔融粘度較低、流動性能極佳、結(jié)晶快、周期短、脫模性能出色、熔點相對較低等。

 

農(nóng)業(yè)

 

塑料在農(nóng)業(yè)方面常用的材料有薄膜、管道、片板、繩索和紡織袋等,多數(shù)用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)經(jīng)吹塑、擠壓等成型工藝制造而成。

 

農(nóng)業(yè)用塑料領(lǐng)域越來越廣闊,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了狹隘意義上的農(nóng)業(yè)。從北方到南方,從平原到丘陵和山區(qū),從沿海到沙漠,農(nóng)林牧副漁業(yè)中各種塑料制品無所不用。尤其值得一提的是為解決我國水資源貧乏的問題,近年來開發(fā)了一種以高吸水樹脂為原料的節(jié)水材料,大量推廣用于農(nóng)田、食物保鮮保潔、園林、農(nóng)產(chǎn)品運輸時的防結(jié)露等。(

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