1. Úvod
Inženýrské plasty se v důsledku jejich vynikajících mechanických vlastností, tepelné odolnosti a rozměrové stability široce používají v automobilovém průmyslu, elektronice, domácích spotřebiči, leteckém prostoru a lékařských aplikacích. S průmyslovými vylepšeními a stále složitějšími aplikačními prostředími se tradiční inženýrské plasty snaží splnit určité požadavky na výkon, jako je nedostatečná síla, omezená odolnost proti teplotě a špatná zpomalení hoření. K řešení těchto výzev se objevily upravené inženýrské plasty. Modifikace inženýrských plastů prostřednictvím fyzikálních nebo chemických prostředků, jako je posílení, zpřísnění, zpomalení plamene, elektrická vodivost a tepelná vodivost, nejen významně zvyšují jejich výkon, ale také rozšiřují své aplikace a stávají se klíčovým směrem vývoje v materiálovém průmyslu.
2. Klíčová vylepšení výkonu Modifikované inženýrské plasty
Zlepšení mechanických vlastností
Posilovací síla a tuhost: Běžnou metodou je přidat skleněné vlákno (GF), uhlíkové vlákno (CF) nebo minerální plniva. Tato výztuž účinně zlepšují pevnost v tahu, modul ohybu a rozměrovou stabilitu plastů. Například nylon vyztužený ze skleněných vláken (PA-GF) se široce používá v automobilových kapucích a převodech. Zlepšení houževnatosti a odolnosti vůči nárazu: zhoršení gumy (jako je EPDM a EPR), modifikace kopolymerace nebo míchání s elastomery mohou zlepšit plastickou křehkost, zvýšit sílu nárazu a zvýšit výkon při nízkých teplotách a v náročném prostředí.
Optimalizace tepelného výkonu
Zlepšení rezistence na vysokou teplotu: návrh molekulární struktury, zavedení aromatických kruhových struktur a přidání vysoce tepelně stabilních plniv může výrazně zvýšit teplotu zkreslení tepla (HDT) plastů. Například PPS a PEEK jsou široce používány ve špičkové elektronice a leteckém a leteckém prostoru.
Zvýšení tepelné vodivosti: Přidání tepelně vodivých plniv, jako je kovový prášek, nitrid křemíku a grafen, může zlepšit tepelnou vodivost plastů, což umožňuje jejich použití v aplikacích, jako jsou LED osvětlení a systémy chlazení baterií.
Retardance hoření
Halogenové retardéry hoření: Přestože jsou efektivní, představují obavy o životní prostředí a v současné době se používají.
Halogenové retardéry bez halogenu: retardéry hoření na bázi plamene na bázi fosforu, na bázi anorganu na bázi hydroxidu na bázi hydroxidu jsou šetrnější k životnímu prostředí a splňují předpisy EU, jako jsou ROH a REACH. V sektoru elektroniky a automobilových interiérů jsou zvláště důležité modifikované materiály s plamenem. Elektrické vlastnosti
Izolace: Plastikami může udržovat vynikající izolační vlastnosti prostřednictvím čištění a použitím specializovaných plniv a používají se v elektrických krytech a komponentách motorické izolace.
Vodivé vlastnosti: Přidáním uhlíkových nanotrubic (CNT), grafenu nebo kovových vláken, vodivých nebo antistatických modifikovaných plastů lze produkovat pro elektronickou a elektrickou ochranu.
Ochrana a udržitelnost životního prostředí
Modifikované plasty na bázi bio: Například inženýrské plasty na bázi PLA, po úpravě po zesílení a zpomalení hoření, mohou částečně nahradit petrochemické inženýrské plasty.
Recyklovatelnost a nízko-VOC modifikace: Prostřednictvím retardance hologenu bez halogenu, přísad bez těžkých kovů a technologie fyzického míchání jsou modifikované inženýrské plasty více v souladu se zeleným environmentálním trendům.
3. typické aplikace modifikovaných inženýrských plastů
Automobilový průmysl
Lehké: Automobilové díly postupně nahrazují kov plasty, aby se snížila hmotnost vozidla a zlepšila spotřebu paliva. Například PA a PBT vyztužené ze skleněných vláken se široce používají v kapotě motoru, sacích potrubí, kliky dveří atd.
Nová energetická vozidla: baterie, nabíjecí porty a lehká těla vozidla klade vyšší požadavky na plameny, odolné proti teplu a tepelně vodivé plasty. Elektronika a elektrická
Vysoce tepelně rezistentní, plamenové a izolační modifikované plasty jsou primárními materiály pro elektrické spínače, zásuvky, kabelové pochvy a elektronické pouzdra zařízení.
S rozvojem 5G a nového energetického průmyslu roste poptávka po vysokofrekvenční, nízko dielektrické konstantě (DK) a nízko dielektrické ztrátě (DF) modifikované plasty.
Domácí spotřebiče a spotřební zboží
Modifikovaná inženýrská plastika rovnováha estetika, mechanická pevnost a trvanlivost. Například slitiny ABS/PC se široce používají v televizních krytech, dveřích lednic a usazích vysavače.
Aerospace
Vysoce výkonné modifikované inženýrské plasty, jako jsou PEEK a PPS, udržují stabilní výkon ve vysokoteplotních, vysokotlakých a vysoce korozivních prostředích, což výrazně snižuje strukturální hmotnost letadla.
Zdravotnické prostředky
Modifikované materiály, jako jsou PC a POM, se používají v chirurgických nástrojích a systémech dodávání léčiv, které jsou upřednostňovány pro jejich vysokou čistotu, odolnost proti sterilizaci a biokompatibilitu.
4. Budoucí vývojové trendy
Multifunkční integrace: Budoucí úpravy se nejen zaměří na zlepšení jediného výkonu, ale také budou provádět komplexní rovnováhu mechanických, plamenových, tepelně rezistentních, tepelně vodivých a elektrických vlastností. Nanotechnologie a inteligentní plniva: Přidání nanomateriálů (jako je grafen, CNT a nanosilicon) nejen významně zlepšuje výkon, ale také potenciálně propůjčuje inteligentní funkce (jako je samoléčení a snímání).
Zelený a udržitelný rozvoj: Modifikované inženýrské plasty založené na biologických materiálech se stanou důležitou alternativou k tradičním petrochemickým plastům.
Nákladová efektivita a škálovatelnost: Zlepšení výkonu při snižování nákladů a dosažení rozsáhlé aplikace je klíčem k budoucí industrializaci.
