Produk plastik khas: sokongan bahan teras untuk pembuatan mewah

Produk plastik istimewa, sebagai ahli keluarga plastik mewah, memainkan peranan yang tidak boleh diganti dalam pelbagai bidang utama industri moden kerana prestasi cemerlangnya. Berbanding dengan plastik am dan plastik kejuruteraan biasa, produk plastik khas boleh mengekalkan prestasi yang stabil di bawah keadaan persekitaran yang lebih ketat, memenuhi keperluan ketat industri pembuatan mewah seperti aeroangkasa, maklumat elektronik, pembuatan automotif dan peralatan perubatan untuk bahan berprestasi tinggi dan pelbagai fungsi. Mereka secara beransur-ansur menjadi sokongan bahan teras untuk mempromosikan peningkatan industri dan inovasi teknologi.

1、 Ciri prestasi produk plastik khas

Sebab mengapa produk plastik khas boleh menonjol dalam aplikasi mewah terutamanya disebabkan oleh prestasinya yang unik dan cemerlang, yang meletakkan asas yang kukuh untuk aplikasi yang boleh dipercayai dalam keadaan yang melampau.

Rintangan haba yang luar biasa

Suhu penggunaan berterusan produk plastik khas biasanya melebihi 150 ℃, dan sesetengah produk juga boleh berfungsi dengan stabil untuk masa yang lama dalam persekitaran suhu tinggi 200 ℃ atau bahkan 400 ℃. Sebagai contoh, suhu penggunaan jangka panjang polietheretherketone (PEEK) boleh mencapai 260 ℃ -280 ℃, dan suhu penggunaan jangka pendek boleh melonjak hingga 330 ℃. Rintangan haba yang sangat baik ini menjadikannya bahan pilihan dalam pembuatan komponen suhu tinggi seperti enjin pesawat dan peralatan suhu tinggi industri.

Kestabilan kimia yang sangat baik

Produk plastik khas mempamerkan ketahanan yang sangat tinggi terhadap kakisan kimia. Seperti polytetrafluoroethylene (PTFE), ia mempamerkan lengai terhadap hampir semua reagen kimia, menjadikannya sukar bagi asid kuat, bes atau bahan pengoksida untuk menghakisnya. Ini menjadikannya digunakan secara meluas dalam saluran paip kimia, pelapik reaktor dan bidang lain, memastikan operasi peralatan selamat jangka panjang dalam persekitaran kimia yang kompleks.

Sifat mekanikal yang sangat baik

Walaupun produk plastik khusus mempunyai ketumpatan yang agak rendah, ia mempunyai ciri kekuatan tinggi dan modulus tinggi. Mengambil polimida (PI) sebagai contoh, kekuatan tegangannya boleh mencapai 100-300MPa, dan ia juga mempunyai rintangan keletihan dan rintangan haus yang sangat baik. Ia boleh mengekalkan prestasi yang baik walaupun di bawah beban berselang-seli jangka panjang dan geseran, memenuhi keperluan ketat untuk sifat mekanikal bahan komponen struktur aeroangkasa, bahagian mekanikal mewah, dsb.

Penebat elektrik yang baik

Dalam bidang elektronik dan kejuruteraan elektrik, produk plastik khas mempunyai kelebihan yang ketara dalam prestasi penebat elektrik. Sebagai contoh, polimer kristal cecair (LCP) bukan sahaja mempunyai pemalar dielektrik yang rendah, tetapi juga mempunyai kehilangan dielektrik yang minimum, yang boleh mengekalkan prestasi elektrik yang stabil dalam persekitaran frekuensi tinggi dan berkesan mengurangkan pengecilan dan gangguan semasa penghantaran isyarat. Oleh itu, ia mempunyai aplikasi penting dalam peralatan komunikasi 5G, papan litar elektronik frekuensi tinggi dan bidang lain.

2、 Kategori biasa produk plastik khusus

Produk plastik khas meliputi pelbagai kategori, setiap satunya menunjukkan nilai yang tidak boleh ditukar ganti dalam bidang tertentu kerana sifat uniknya.

Polieter eter keton (PEEK)

PEEK, sebagai separa kristal, bahan polimer aromatik termoplastik, mempunyai sifat komprehensif yang sangat baik. Ia bukan sahaja mempunyai rintangan haba yang baik, kestabilan kimia, dan sifat mekanikal, tetapi juga kebolehprosesan yang sangat baik, dan boleh dibuat menjadi pelbagai komponen berbentuk kompleks melalui pelbagai proses seperti pengacuan suntikan, penyemperitan, dan pengacuan mampatan. Dalam industri aeroangkasa, PEEK digunakan secara meluas untuk mengeluarkan komponen untuk enjin pesawat, komponen sistem bahan api, dan selongsong untuk peralatan elektronik penerbangan; Dalam bidang perubatan, kerana biokompatibiliti yang baik, ia boleh digunakan untuk mengeluarkan peranti perubatan mewah seperti sendi tiruan dan implan tulang belakang.

Polimida (PI)

PI ialah sebatian polimer heterosiklik aromatik yang mengandungi cincin imida (- CO - NH - CO -) dalam rantai utama molekul. Sifat utamanya seperti penebat elektrik, sifat mekanikal, dan kestabilan kimia kekal tidak berubah dalam julat suhu yang luas dari -269 ℃ hingga 400 ℃. Dalam industri elektronik, filem PI ialah substrat yang ideal untuk papan litar fleksibel (FPC), yang boleh memenuhi keperluan pengecilan, pemberat ringan, dan kebolehpercayaan tinggi produk elektronik; Dalam bidang aeroangkasa, bahan PI boleh digunakan untuk mengeluarkan lapisan perlindungan haba, komponen penebat, dan lain-lain untuk kapal angkasa, dengan berkesan menahan suhu dan sinaran melampau dalam persekitaran angkasa.

Polifenilena sulfida (PPS)

PPS terdiri daripada susunan berselang-seli cincin benzena dan atom sulfur, dengan struktur molekul tetap dan kehabluran tinggi. Ia mempunyai rintangan kakisan kimia yang sangat baik dan boleh menahan hakisan pelbagai asid kuat, bes kuat, dan pelarut organik. Pada masa yang sama, ia mempunyai kestabilan haba yang baik dan boleh digunakan untuk masa yang lama pada suhu antara 220 ℃ hingga 240 ℃. Dalam industri automotif, PPS biasanya digunakan untuk mengeluarkan komponen persisian enjin seperti pancarongga masuk, perumah pam bahan api, dsb., yang boleh mengurangkan berat komponen secara berkesan, meningkatkan penjimatan bahan api dan kebolehpercayaan kereta; Dalam bidang peralatan elektronik, PPS boleh digunakan untuk mengeluarkan penyambung, bingkai gegelung, dsb., untuk memenuhi keperluan penggunaannya dalam persekitaran suhu tinggi dan kelembapan tinggi.

Polimer Kristal Cecair (LCP)

LCP ialah bahan poliester aromatik dengan sejumlah besar struktur gelang benzena tegar pada rantai utama, yang mempunyai sifat kristal cecair yang unik. Semasa proses pengacuan, molekul LCP secara automatik boleh menjajarkan dan membentuk struktur yang sangat teratur, dengan itu memberikan produk dengan kekuatan dan modulus yang sangat tinggi. LCP mempunyai pekali pengembangan linear yang sangat kecil, ketepatan dan kestabilan dimensi yang sangat tinggi. Dalam bidang elektronik dan peralatan elektrik, terutamanya dalam antena, penyambung RF, dan pembungkusan cip peralatan komunikasi 5G, LCP telah menjadi bahan utama untuk mencapai pengecilan dan ketepatan peranti elektronik berprestasi tinggi kerana prestasi elektrik yang sangat baik dan kestabilan dimensi.

Polyarylethersulfone (PSF)

Rantaian utama molekul PSF mengandungi kumpulan sulfon (- SO ₂ -) dan kumpulan arylena, yang boleh dikelaskan kepada polysulfone (PSU), polieter sulfon (PESU), dan polyphenylene sulfone (PPSU) berdasarkan monomer sintetik yang berbeza. PSF mempunyai rintangan haba yang baik, dengan suhu penggunaan jangka panjang melebihi 180 ℃. Pada masa yang sama, ia mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik, dengan kekuatan tegangan melebihi 70MPa dan rintangan yang luar biasa terhadap kelembapan dan haba. Hayat perkhidmatannya dalam persekitaran wap 145 ℃ adalah sekurang-kurangnya 12 tahun. Dalam bidang peranti perubatan, PSF biasanya digunakan untuk mengeluarkan produk perubatan pakai buang seperti membran hemodialisis dan set infusi. Oleh kerana keselamatannya yang tinggi, ia memenuhi piawaian makanan dan kebersihan FDA AS (Pentadbiran Makanan dan Dadah) dan Kesatuan Eropah; Dalam bidang aeroangkasa, PSF boleh digunakan untuk mengeluarkan hiasan dalaman, sarung peralatan elektronik, dsb. pesawat, yang boleh mengurangkan berat keseluruhan pesawat sambil memastikan kekuatan struktur.

3、 Proses pengeluaran dan masalah teknikal

Keperluan prestasi tinggi produk plastik khas menentukan kerumitan dan kesukaran teknikal proses pengeluaran mereka, dan setiap jenis plastik khas mempunyai proses pengeluaran yang unik dan nod teknikal utama.

Teknologi sintesis bahan mentah

Sintesis plastik khas selalunya memerlukan kawalan yang tepat terhadap keadaan tindak balas dan nisbah bahan mentah. Mengambil sintesis PEEK sebagai contoh, tindak balas penggantian nukleofilik biasanya digunakan, dengan 4,4 '- difluorobenzophenone dan hidrokuinon sebagai bahan mentah utama, dan tindak balas pempolimeran dijalankan dengan kehadiran pelarut polar yang kuat dan karbonat logam alkali. Semasa proses tindak balas, faktor seperti suhu, tekanan, masa tindak balas, dan ketulenan bahan mentah boleh menjejaskan berat molekul, struktur molekul dan sifat polimer dengan ketara. Oleh itu, kawalan proses yang sangat tepat dan peralatan tindak balas lanjutan diperlukan.

Kawalan proses pengagregatan

Semasa proses pempolimeran, kadar tindak balas pempolimeran, pengagihan berat molekul, dan struktur mikro polimer plastik khas perlu dikawal dengan ketat. Sebagai contoh, proses pempolimeran PI biasanya dibahagikan kepada dua langkah. Pertama, anhidrida binari dan amina binari menjalani tindak balas pemeluwapan suhu rendah dalam pelarut kutub untuk menghasilkan prapolimer asid poliamida. Kemudian, asid poliamida ditukar kepada PI melalui imidisasi terma atau imidisasi kimia. Dalam proses ini, tahap dan kaedah imidisasi secara langsung menentukan prestasi PI, dan kawalan tepat suhu tindak balas, masa, dan jumlah reagen imidisasi diperlukan.

Membentuk teknologi pemprosesan

Pengacuan dan pemprosesan produk plastik khas juga menghadapi banyak cabaran. Oleh kerana takat leburnya yang tinggi dan kelikatan cair yang tinggi, ia memerlukan parameter yang ketat seperti suhu, tekanan, dan daya ricih untuk peralatan pemprosesan. Mengambil acuan suntikan LCP sebagai contoh, suhu suntikan biasanya perlu mencapai 300 ℃ -350 ℃, dan suhu acuan juga perlu dikawal pada tahap yang tinggi untuk memastikan molekul LCP boleh berorientasikan dan terhablur sepenuhnya, dengan itu memperoleh prestasi produk yang baik. Di samping itu, disebabkan keperluan yang sangat tinggi untuk ketepatan dimensi dan kualiti permukaan produk plastik khas, reka bentuk acuan termaju dan teknik pemprosesan ketepatan seperti pengacuan suntikan ketepatan berkelajuan tinggi dan teknologi microforming juga diperlukan semasa proses pengacuan.

4、 Medan Aplikasi dan Kes Biasa

Produk plastik khas, dengan prestasi cemerlangnya, telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang pembuatan mewah, menjadi kuasa utama dalam mempromosikan kemajuan teknologi dan peningkatan produk dalam pelbagai industri.

Medan aeroangkasa

Dalam industri aeroangkasa, penggunaan produk plastik khas adalah sangat meluas. Sebagai contoh, komponen sistem suntikan bahan api enjin pesawat biasanya diperbuat daripada bahan PEEK, yang boleh menahan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan kakisan bahan api, sambil turut mengurangkan berat komponen dan meningkatkan kecekapan bahan api enjin dan kebolehpercayaan prestasi. Dari segi kapal angkasa, substrat panel solar satelit selalunya diperbuat daripada bahan komposit PI. Kekuatan tinggi, ketumpatan rendah dan rintangan sinaran yang sangat baik bagi bahan PI boleh memastikan operasi stabil jangka panjang panel solar dalam persekitaran ruang yang keras, menyediakan bekalan tenaga yang boleh dipercayai untuk satelit.

Dalam bidang maklumat elektronik

Dengan perkembangan pesat industri maklumat elektronik, keperluan prestasi untuk bahan semakin meningkat, dan penggunaan produk plastik khas dalam bidang ini menjadi semakin penting. LCP digunakan secara meluas dalam pengeluaran antena dan papan litar fleksibel dalam produk elektronik seperti telefon pintar dan komputer riba. Antena LCP mempunyai ciri pemalar dielektrik rendah dan kehilangan rendah, yang boleh meningkatkan kecekapan dan kualiti penghantaran isyarat secara berkesan, memenuhi permintaan untuk penghantaran isyarat berkelajuan tinggi dan frekuensi tinggi dalam komunikasi 5G; Papan litar fleksibel LCP mempunyai fleksibiliti yang baik dan kestabilan dimensi, yang boleh mencapai pengecilan dan reka bentuk produk elektronik yang ringan.

Bidang pembuatan automotif

Dalam bidang pembuatan kereta, penggunaan produk plastik khas membantu mencapai berat ringan dan prestasi tinggi kereta. Sebagai contoh, intake manifold enjin kereta diperbuat daripada bahan PPS, yang boleh mengurangkan berat intake manifold sebanyak 30% hingga 50% berbanding dengan bahan logam tradisional. Pada masa yang sama, PPS boleh meningkatkan kecekapan pengambilan, mengurangkan penggunaan tenaga enjin dan pelepasan. Di samping itu, plastik khas seperti PEEK dan PI secara beransur-ansur digunakan dalam komponen dalaman dan luaran kereta. Contohnya, PEEK boleh digunakan untuk mengeluarkan mekanisme pelarasan dan gesper tali pinggang keledar untuk tempat duduk kereta, yang boleh mengurangkan berat komponen dan meningkatkan prestasi keseluruhan kereta sambil memastikan kekuatan dan keselamatan.

Medan peranti perubatan

Dalam bidang peranti perubatan, produk plastik khas telah menjadi bahan yang ideal untuk mengeluarkan peranti perubatan mewah kerana biokompatibiliti yang sangat baik, kestabilan kimia dan sifat mekanikalnya. Sebagai contoh, bahan PEEK boleh digunakan untuk menghasilkan sendi tiruan dan implan tulang belakang. Modulus elastiknya, yang serupa dengan tulang manusia, boleh mengurangkan perlindungan tekanan antara implan dan tulang manusia dengan berkesan, mengurangkan risiko longgar dan patah implan, dan meningkatkan hayat perkhidmatan implan dan kualiti hidup pesakit. Di samping itu, bahan PSF biasanya digunakan untuk mengeluarkan selongsong dan membran dialisis dialisis darah, dan biokompatibiliti yang baik dan rintangan kakisan kimia boleh memastikan keselamatan dan keberkesanan proses dialisis darah.

5、 Status dan Trend Pembangunan Pasaran

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan pesat industri pembuatan mewah global, pasaran untuk produk plastik khusus telah menunjukkan trend pertumbuhan yang stabil. Menurut institusi penyelidikan pasaran, saiz pasaran global plastik kejuruteraan khas telah berkembang daripada 65.2 bilion yuan pada 2018 kepada 94 bilion yuan pada 2022, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 9.58% dalam tempoh ini; Dalam tempoh yang sama, saiz pasaran plastik kejuruteraan khas China meningkat daripada 7.2 bilion yuan kepada 13.5 bilion yuan, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 16.9%. Dijangkakan menjelang 2027, saiz pasaran global plastik kejuruteraan khas akan mencapai 138.2 bilion yuan, dan saiz pasaran China akan mencapai 21.2 bilion yuan dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 9.53%. Kadar pertumbuhan pasaran China adalah lebih tinggi daripada tempoh yang sama di dunia.

Kapasiti dan corak bekalan-permintaan

Pada masa ini, kapasiti pengeluaran global produk plastik khusus tertumpu terutamanya di tangan beberapa perusahaan kimia besar di negara dan wilayah maju seperti Eropah, Amerika, dan Jepun, seperti DuPont di Amerika Syarikat, BASF di Jerman, dan Baoli di Jepun. Perusahaan ini menguasai pasaran plastik khusus mewah dengan teknologi canggih dan pengalaman pengeluaran yang kaya. Walau bagaimanapun, dengan pertumbuhan berterusan permintaan untuk produk plastik khusus di negara Asia seperti China dan Korea Selatan, serta peningkatan keupayaan penyelidikan dan pembangunan teknologi perusahaan tempatan, bahagian kapasiti pengeluaran di rantau Asia semakin meningkat secara beransur-ansur. Dari segi penawaran dan permintaan, disebabkan pengembangan berterusan bidang aplikasi produk plastik khas, terutamanya didorong oleh industri baru muncul seperti kenderaan tenaga baharu, komunikasi 5G, dan aeroangkasa, permintaan pasaran untuk produk plastik khas terus kukuh. Walau bagaimanapun, masih terdapat kekurangan bekalan untuk beberapa produk mewah, terutamanya yang mempunyai prestasi khas dan keperluan spesifikasi, yang banyak bergantung kepada import.

Inovasi teknologi memacu pembangunan

Inovasi teknologi adalah teras penggerak di sebalik pembangunan pasaran produk plastik khas. Di satu pihak, perusahaan besar dan institusi penyelidikan terus meningkatkan pelaburan mereka dalam penyelidikan dan pembangunan bahan plastik khas. Melalui reka bentuk molekul, pengoptimuman proses sintesis, dan penambahan bahan tambahan berfungsi, mereka telah membangunkan jenis baharu produk plastik khas dengan prestasi yang lebih tinggi dan keberkesanan kos yang lebih baik. Sebagai contoh, kemajuan ketara telah dicapai dalam penyelidikan dan pembangunan plastik khusus berasaskan bio sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Produk plastik khusus yang disediakan daripada sumber boleh diperbaharui, seperti poliamida berasaskan bio dan poliester berasaskan bio, bukan sahaja mempunyai sifat yang serupa dengan plastik khusus berasaskan petroleum tradisional, tetapi juga mengurangkan jejak karbon produk secara berkesan, memenuhi keperluan pembangunan mampan. Sebaliknya, dengan perkembangan teknologi pembuatan pintar, proses pengeluaran produk plastik khas sentiasa mencapai automasi dan peningkatan pintar. Dengan memperkenalkan peralatan pengeluaran termaju dan sistem kawalan, kecekapan pengeluaran dipertingkatkan, kos pengeluaran dikurangkan, dan kestabilan dan konsistensi kualiti produk dipastikan.

Peluasan Permohonan dan Prospek Pasaran

Dengan peningkatan berterusan prestasi produk plastik khas dan pengurangan kos secara beransur-ansur, bidang aplikasinya akan diperluaskan lagi. Dari segi industri baru muncul, dengan perkembangan pesat industri kenderaan tenaga baharu, penggunaan produk plastik khas dalam sistem pengurusan bateri, penebat motor, struktur badan ringan, dan kawasan lain akan mengalami pertumbuhan yang meletup; Dalam bidang komunikasi 5G, dengan liputan komprehensif rangkaian 5G dan pengayaan berterusan senario aplikasi, keperluan prestasi untuk produk plastik khas dalam penghantaran isyarat, perisai elektromagnet, pelesapan haba dan aspek lain akan menjadi semakin tinggi, menyediakan ruang pasaran yang luas untuk produk plastik khas. Di samping itu, produk plastik khas akan memainkan peranan yang semakin penting dalam bidang seperti penjagaan kesihatan, perlindungan alam sekitar, pertahanan negara, dan industri ketenteraan kerana kelebihan prestasinya yang unik. Ia boleh dijangka bahawa prospek pasaran masa depan untuk produk plastik khusus akan menjadi luas dan akan menjadi kuasa sokongan yang penting untuk menggalakkan pembangunan pembuatan mewah di seluruh dunia.