1. Inleiding
Technische kunststoffen, vanwege hun uitstekende mechanische eigenschappen, hittebestendigheid en dimensionale stabiliteit, worden veel gebruikt in automotive, elektronica, thuisapparatuur, ruimtevaart en medische toepassingen. Met industriële upgrades en steeds meer complexe toepassingsomgevingen, worstelen traditionele technische kunststoffen moeite om aan bepaalde prestatie-eisen te voldoen, zoals onvoldoende sterkte, beperkte weerstand met hoge temperatuur en slechte vlamvertraging. Om deze uitdagingen aan te gaan, zijn gemodificeerde technische kunststoffen naar voren gekomen. Wijzigingen van technische kunststoffen door fysische of chemische middelen, zoals versterking, hardering, vlamvertraging, elektrische geleidbaarheid en thermische geleidbaarheid, verbeteren niet alleen hun prestaties aanzienlijk, maar breiden ook hun toepassingen uit, en worden een belangrijke ontwikkelingsrichting in de materiaalindustrie.
2. Belangrijkste prestatieverbeteringen in Gemodificeerde technische kunststoffen
Het verbeteren van mechanische eigenschappen
Versterking van sterkte en stijfheid: een veel voorkomende methode is het toevoegen van glasvezel (GF), koolstofvezel (CF) of minerale vulstoffen. Deze versterkingen verbeteren effectief de treksterkte, buigmodulus en dimensionale stabiliteit van kunststoffen. Glasvezelversterkte nylon (PA-GF) wordt bijvoorbeeld veel gebruikt in automobielkappen en tandwielen. Verbetering van de taaiheid en de impactweerstand: rubberharding (zoals EPDM en EPR), copolymerisatiemodificatie of mengen met elastomeren kan plastic brosheid verbeteren, de impactsterkte verbeteren en de prestaties bij lage temperaturen en in uitdagende omgevingen verbeteren.
Het optimaliseren van thermische prestaties
Verbetering van de weerstand van hoge temperatuur: het ontwerp van de moleculaire structuur, de introductie van aromatische ringstructuren en de toevoeging van sterk thermisch stabiele vulstoffen kan de warmtevervormingstemperatuur (HDT) van kunststoffen aanzienlijk verhogen. PPS en PEEK worden bijvoorbeeld veel gebruikt in high-end elektronica en ruimtevaart.
Verbetering van de thermische geleidbaarheid: de toevoeging van thermisch geleidende vulstoffen zoals metaalpoeder, siliciumnitride en grafeen kan de thermische geleidbaarheid van kunststoffen verbeteren, waardoor het gebruik ervan in toepassingen zoals LED -verlichting en batterijkoelsystemen mogelijk wordt.
Vlamvertraging
Op halogeen gebaseerde vlamvertragers: hoewel effectief, presenteren ze milieuproblemen en nemen ze momenteel in gebruik.
Halogeenvrije vlamvertragers: op fosfor gebaseerde, op stikstof gebaseerde en anorganische op hydroxide gebaseerde vlamvertragers zijn milieuvriendelijker en voldoen aan de EU-voorschriften zoals ROHS en Reach. Gemodificeerde materialen voor vlamvertrouwen zijn vooral belangrijk in de sectoren Electronics and Automotive Interiors. Elektrische eigenschappen
Isolatie: door zuivering en het gebruik van gespecialiseerde vulstoffen kan kunststoffen uitstekende isolatie -eigenschappen behouden en worden ze gebruikt in elektrische behuizingen en motorisolatiecomponenten.
Geleidende eigenschappen: door koolstofnanobuizen (CNT's), grafeen of metaalvezels toe te voegen, kunnen geleidende of antistatische gemodificeerde kunststoffen worden geproduceerd voor elektronische en elektrische bescherming.
Milieubescherming en duurzaamheid
Bio-gebaseerde gemodificeerde kunststoffen: bijvoorbeeld op PLA gebaseerde engineeringplastics, na versterkings- en vlamvertragende modificatie, kunnen bijvoorbeeld gedeeltelijk op petrochemische gebaseerde engineering kunststoffen vervangen.
Recyclebaarheid en lage VOC-modificatie: door halogeenvrije vlamvertraging, zware metaalvrije additieven en fysieke mengtechnologie zijn gemodificeerde technische kunststoffen meer in lijn met groene milieutrends.
3. Typische toepassingen van gemodificeerde technische kunststoffen
Auto -industrie
Lichtgewicht: auto -onderdelen vervangen geleidelijk metaal door kunststoffen om het voertuiggewicht te verminderen en het brandstofverbruik te verbeteren. Glasvezelversterkte PA en PBT worden bijvoorbeeld op grote schaal gebruikt in motorkappen, inlaatspruitstukken, deurgrepen, enz.
Nieuwe energievoertuigen: batterijmodules, laadpoorten en lichtgewicht voertuiglichamen stellen allemaal hogere eisen aan vlamvertragend, hittebestendige en thermisch geleidende kunststoffen. Elektronica en elektrisch
Zeer warmte-resistente, vlamvertragend en isolerende gemodificeerde kunststoffen zijn de primaire materialen voor elektrische schakelaars, stopcontacten, kabelschede en omhulsels van elektronische apparaten.
Met de ontwikkeling van 5G en nieuwe energie-industrie, groeit de vraag naar hoogfrequente, lage diëlektrische constante (DK) en gemodificeerde kunststoffen met lage diëlektrische verlies (DF) snel.
Huishoudelijke apparaten en consumentengoederen
Gemodificeerde engineering Plastics balanceren esthetiek, mechanische sterkte en duurzaamheid. ABS/PC -legeringen worden bijvoorbeeld veel gebruikt in tv -omhulsels, koelkastdeuren en stofzuigerhuizen.
Ruimtevaart
Hoogwaardige gemodificeerde technische kunststoffen zoals PEEK en PPS behouden stabiele prestaties in hoge temperatuur, hogedruk en sterk corrosieve omgevingen, waardoor het structureel gewicht van het vliegtuig aanzienlijk wordt verminderd.
Medische hulpmiddelen
Gemodificeerde materialen zoals PC en POM worden gebruikt in chirurgische instrumenten en systemen voor medicijnafgiftes, begunstigd voor hun hoge netheid, sterilisatieweerstand en biocompatibiliteit.
4. Trends van toekomstige ontwikkeling
Multifunctionele integratie: toekomstige wijzigingen zullen niet alleen gericht zijn op het verbeteren van een enkele prestatie, maar zullen ook een uitgebreid evenwicht nastreven van mechanisch, vlamvertragend, warmtebestendige, thermisch geleidende en elektrische eigenschappen. Nanotechnologie en slimme vulstoffen: de toevoeging van nanomaterialen (zoals grafeen, CNT's en nanosilicon) verbetert niet alleen de prestaties aanzienlijk, maar geeft ook mogelijk intelligente functies (zoals zelfherstellend en detectie).
Groene en duurzame ontwikkeling: gemodificeerde technische kunststoffen op basis van op bio gebaseerde materialen zullen een belangrijk alternatief worden voor traditionele petrochemische kunststoffen.
Kosteneffectiviteit en schaalbaarheid: het verbeteren van de prestaties terwijl de kosten worden verlaagd en het bereiken van grootschalige toepassingen zijn de sleutel tot toekomstige industrialisatie.
