一、工程塑料的全球應(yīng)用趨勢
根據(jù)《中國產(chǎn)業(yè)信息》的*新數(shù)據(jù),2013年我國工程塑料消費量達到330萬噸,行業(yè)銷售市場規(guī)模約595億元。在*新的發(fā)改委和工信部聯(lián)合公布的《工業(yè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中將工程塑料明確劃歸到新材料領(lǐng)域,成為重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),專業(yè)人士預(yù)計未來4到5年,工程塑料的需求量將繼續(xù)維持10%以上的增長速度。
在太陽能光伏、風(fēng)能等新能源領(lǐng)域,歐美發(fā)達國家的工程塑料應(yīng)用量已接近50%,而我國的使用比例還不到20%,其他基本仍以金屬原料為主。同樣在汽車領(lǐng)域,與全球42%的工程塑料應(yīng)用量相比,在我國僅為10%左右,預(yù)計未來幾年汽車行業(yè)將成為工程塑料消費量增速*快的領(lǐng)域。盡管工程塑料應(yīng)用方面發(fā)展迅速,但國內(nèi)工程塑料自給率卻不足25%,“十二五”規(guī)劃明確指出,到2015年國內(nèi)工程塑料市場滿足率將力爭超過50%,顯現(xiàn)出我國工程塑料行業(yè)發(fā)展前景極其廣闊。
二、工程塑料為什么要代替金屬
工程塑料是塑料大家族中的后起之秀。它們不僅保留了普通塑料一系列優(yōu)良特性,而且遠高于普通熱塑性塑料的耐熱性(一般可在100℃~200℃以上高溫下長期工作)和機械強度,因而可在許多應(yīng)用領(lǐng)域中代替金屬作為工程材料(或稱結(jié)構(gòu)材料)使用。
隨著社會及科技的發(fā)展,我們對工業(yè)設(shè)備、汽車等提出了更高的要求:輕型、節(jié)能、美觀、**、環(huán)保等。而塑料制品由于具有良好的性能、低廉的價格、簡單的加工工藝,在和金屬材料的PK中,取得越來越明顯的優(yōu)勢。
以汽車為例,在汽車工業(yè)領(lǐng)域大量使用塑料制品,以代替各種昂貴的有色金屬和合金材料,不僅提高了汽車造型的美觀與設(shè)計的靈活性,降低了零部件加工、裝配與維修的費用,而且還可以降低汽車的能耗。
美國通用公司做過一個測試,在一個汽車設(shè)備的制造過程中,共需要38個金屬零件,成本高達75美元。同樣,如果采用了工程塑料制造,把所有部件整合成一個部件,成本僅需30美元,縮短了55%的裝配時間,高達99%的合格產(chǎn)率。這得益于工程塑料的生產(chǎn)工藝可以整合零件、二次加工成本低、縮短設(shè)計周期、質(zhì)量好、生產(chǎn)率高。
所以,工程塑料代替金屬是用戶需求、節(jié)能減排、市場競爭的需要。
三、工程塑料相比金屬材料有什么具體優(yōu)勢
我們以聚碳酸酯(PC)為例,既具有類似有色金屬的強度,同時又兼?zhèn)溲诱剐约皬婍g性,它的沖擊強度極高,用鐵錘敲擊不能被破壞,能經(jīng)受住電視機熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好,并可施以任何著色。具體比較如下:
以光伏產(chǎn)業(yè)為例,目前歐美發(fā)達國家在光伏設(shè)備塑料匯流箱的使用比例已達53%,而國內(nèi)才剛剛起步,比例僅為16%。而就在兩年前這個比例還不足5%。由于匯流箱都用于戶外等惡劣環(huán)境下,對箱體抗腐蝕性、使用壽命、抗沖擊、耐候性、以及對箱體內(nèi)元器件保護防護等級等核心要求非常高。相比金屬箱體,工程塑料箱體的抗腐蝕性是金屬的2倍,使用使用壽命是金屬的2~3倍,抗沖擊性和耐候性能均超過金屬箱體,防護等級比金屬箱體提高22%,可達IP67。所以,目前國內(nèi)光伏廠商均開始研制并使用以工程塑料為主的匯流箱,相信不用幾年,可跟上或超過金屬箱的使用比例。
四、結(jié)束語
事實證明,金屬和普通塑料均無法滿足越來越多的使用和環(huán)保要求。對此工程塑料及較簡單的加工方法則是人們所期望的。工程塑料不僅機械強度高,而且綜合機械性能好;耐熱性、耐久性優(yōu)良,壽命長,可靠性好。上述舉例的光伏新能源、汽車行業(yè)多個應(yīng)用中,今后塑料在其他零部件上的開發(fā)利用將會更加活躍。
從全世界材料生產(chǎn)所消耗的能量來看,工程塑料生產(chǎn)有利于節(jié)省能量、節(jié)省能源。塑料以石油為原料,其使用結(jié)果,既可輕量化又可省能源,可以說是一舉兩得。但目前而言塑料比金屬材料的強度略差,一般情況下,工程塑料要隨之增加壁厚以增加強度。隨著科技的不斷發(fā)展,越來越多的復(fù)合型工程塑料也隨之產(chǎn)生,這在國有經(jīng)濟各領(lǐng)域中具有越來越廣泛而又重要的作用,代替金屬材料是必然趨勢。
德國SPELSBERG全系列產(chǎn)品均采用工程塑料為材質(zhì),經(jīng)一次性模具注塑而成,保證了其防護等級,工程塑料特性決定了其抗老化、防腐蝕、抗UV紫外線等。