机电082班26沈强 我国工程塑料的应用和发展.docx
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1、常州信息职业技术学院学生毕业设计(论文)报告系别:机电工程系专业:机电一体化班号:机电 082学 生 姓 名:沈强学 生 学 号:0804050226设 计(论 文)题 目:我国工程塑料的应用和发展指 导 教 师:裴志坚设 计 地 点:常州信息职业技术学院起 迄 日 期:2010.08.12010.08.30毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书专业专业机电一体化班级班级机电 082姓名姓名沈 强一、课题名称:我国工程塑料的应用和发展二、课题应达到的要求:(1)工程塑料的介绍;(2)工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用现状;(3)特种工程塑料的市场与应用;(4)工程塑料今后的发展前
2、景。三、主要工作内容:(1)通过网络和图书馆等渠道查阅资料,了解工程塑料;(2)分析工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用现状;(3)了解特种工程塑料的市场与应用;(4)展望工程塑料今后的发展前景。四、主要参考文献:_1 杨超,侯俊峰,闫烨.2008 年我国工程塑料应用进展J.工程塑料应用.2009.07;2 钱志国.工程塑料及其合金在汽车工业上的应用J.工程塑料应用.2008.11;3 杨超.2007 年我国工程塑料应用进展J.工程塑料应用.2008.07;4 武六旺.浅谈工程塑料的应用前景与发展趋势J.工程塑料应用.2006.10;5 郑恺.工程塑料在电子、家电行业中的应用J.电器.2
3、007.02;6 生建友,王明月.工程塑料在电子设备上的应用J.工程塑料应用.2005.02;7 钱伯章.我国工程塑料的发展趋势与应用前景J.国外塑料.2009.06;8 李生柱.特种工程塑料发展动态J.塑料工业.2007.06;学生(签名)年月日指 导 教师(签名)年月日教研室主任(签名)年月日系主任(签名)年月日毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)开题报告设计设计(论文论文)题目题目我国工程塑料的应用和发展一、选题的背景和意义:塑料是电子信息、交通运输、航空航天、机械制造业的上游产业,在国民经济中占据着重要的地位。从 2000 年到 2005 年,我国塑料制品的产量从 1035.8 万
4、吨增加到 2198.6 万吨,年均增长 16.24。塑料行业发达地区重点分布在东南沿海省市,产业的集群效应十分明显。到 2005 年,我国塑料合成树脂消费量达 4330.4 万吨,工程塑料在汽车、电子电器领域的应用进一步拓展,年均增长量在 30以上。在当今国民经济迅速发展的社会中,塑料新材料工业作为战略性的基础工业,它的专业技术水平和产业规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和综合国力的重要标志。随着世界制造业和高新科学技术产业的飞速发展,对新材料需求日益增长,新材料产业发展前景十分广阔。二、课题研究的主要内容:1.通过网络和图书馆等渠道查阅资料,了解工程塑料;2.分析工程塑料在汽车工业、电
5、子电气等行业中的应用现状;3.了解特种塑料市场的与应用;4.展望工程塑料在今后的发展前景。三、主要研究(设计)方法论述:1.翻阅相关书籍,了解工程塑料;2.上网查阅有关资料,熟悉工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中的应用;3.及时与老师进行交流,反应相关问题并积极主动地提出解决方案;4.资料主要由指导老师提供及查阅参考书整理而成。四、设计(论文)进度安排:时间(迄止日期)工作内容8.18.3选择课题并熟悉课题,明确任务要求,调研,收集资料8.48.5指导老师下达开题任务,撰写开题报告8.6提交开题报告,报指导老师审批8.78.8了解工程塑料8.98.10分析工程塑料在汽车工业、电子电气等行业中
6、的应用现状8.118.12了解特种塑料市场与应用8.138.14展望工程塑料在今后的发展前景8.158.16整理总结8.198.21撰写论文,检查并修正错误8.228.23提交初步完成的毕业论文8.248.26在老师的指导下对论文进一步完善8.278.28准备答辩,全面完成毕业论文五、指导教师意见:指导教师签名:年月日六、系部意见:系主任签名:年月日我国工程塑料的应用和发展摘 要本文着重阐述了我国工程塑料的应用前景及发展趋势,其中列举工程塑料在汽车工业、农业机械、汽车工业、电子电器行业等领域上的应用与发展,并简单分析了特种工程塑料的市场概况及其应用前景。本文认为,从理论上来说,对工程塑料的研究
7、意义在于,作为一个新兴产业,中国完全有机会在这一领域实现跨越式发展,因此,工程塑料应该是一个具有跨越式成长特性的产业,对工业的发展将产生强大的推动作用。关键词:特种工程塑料;应用;趋势Application and Development of Chinese Engineering PlasticsAbstractThis article focuses on the application prospect of engineering plastics in Chinaand development trend,which lists engineering plastics in th
8、e automotive industry,agricultural machinery,automotive,electrical and electronic industry and other fieldson the application and development,and a simple analysis of the market profile andspecial engineering plastics its application.This paper argues that in theory,researchon the significance of en
9、gineering plastics,as a new industry,China has theopportunity to achieve leapfrog development in this area,therefore,plastic should be agrowing feature of the industry by leaps and bounds,on industrial development willhave a strong impetus.Keywords:Special Engineering Plastics;Application;Trends目目 录
10、录第一章 前言.1第二章 工程塑料.3第三章 工程塑料在不同领域的应用及其发展方向.63.1 工程塑料在汽车工业上的应用现状及发展前景.63.1.1 工程塑料在汽车工业上的应用现状.63.1.2 汽车用工程塑料的发展趋势.103.2 工程塑料在农用机械上的应用.103.3 建材行业领域的应用与发展.113.4 电子电器行业领域的应用与发展.123.5 工程塑料在弹药部件上的应用及发展趋势.12第四章 特种工程塑料的市场及应用.174.1 特种工程塑料的市场概况.174.2 特种工程塑料的应用.174.2.1 航空航天领域.174.2.2 电子信息领域.184.2.3 医疗卫生领域.184.2.
11、4 能源领域.19第五章 浅谈工程塑料的应用前景与发展趋势.20答谢辞.22参考文献.23第一章第一章 前言前言塑料是电子信息、交通运输、航空航天、机械制造业的上游产业,在国民经济中占据重要地位。塑料表观消费量的增长与 GDP 增长的弹性系数为 1.11.5,其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用,同时也推动传统产业改造和产品结构的调整。近年来,随着我国制造业的快速发展,塑料的应用领域日趋广泛,用量不断增加,特别是加入 WTO 以后,为塑料行业带来了前所未有的发展机遇。与通用塑料相比,工程塑料具有更优异的力学性能、性能、化学药品性、热性、磨性、寸稳定性、候性等优点,比金属材料轻
12、,成型时能耗小,可以代替某些金属作为结构材料使用,成为当今世界塑料工业发展中增长速度最快的材料。中国工程塑料市场的发展虽然只有短短的 20 年,但其增长速度却是惊人的,几乎是以 GDP3 倍的速度逐年增长。“十一五”间,国家将致力于资源节约、环境友好型和谐社会的建设,通过实施以自主创新为核心的中长期经济发展规划,突破制约我国长期发展的资源、源短缺问题,使我国经济建设走上全面协调可持续发展的轨道。生产和使用塑料,特别是工程塑料,是节约能源和资源的重要举措,我国“九五”、“十五”间都将“工程塑料生产技术及装备和通用塑料高性能化”为国家优先发展的高新技术产业化的重点之一。“十一五”期间,国家仍将“复
13、合材料、能性高分子材料、工程塑料及低成本化、新型塑料合金生产”为产业结构调整的鼓励类项目。为了促进我国工程塑料行业更加快速健康地发展,中国工程塑料工业协会依据中央有关制订“十一五”民经济发展规划的精神,提出本行业发展规划建议。本规划以指导行业发展、促进企业建设为目的,协助政府主管部门掌握行业发展动向,在宏观调控方针政策的指引下,加强对行业发展的引导与政策支持。中国工程塑料工业历经 10 年发展,成果丰硕,已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工应用等相关配套能力的完整产业链。这是中国工程塑料工业协会理事长杨伟才在5月27日北京召开的中国工程塑料工业协会峰会上表示的。10 年前,中国工程塑
14、料业刚刚起步,生产能力与需求相比严重滞后,原料树脂 85%以上依靠进口,一半以上的改性树脂材料使用国外产品。而时至今日,我国的工程塑料树脂均能在国内生产,聚合能力已经达到每年 60 万吨左右,改性树脂材料年产量也有 200 多万吨,就连过去国外对我国禁运的特种工程塑料树脂,现在国内几乎都有生产,并且能够少量出口。中国工程塑料工业协会数据表明,在过去的 10 年里,我国工程塑料产值年均增长 20%以上,企业规模不断发展壮大,科技水平日益提高。目前,在工程塑料合成方面已有中蓝集团、云天化集团、神马集团、仪征化纤、德阳科技等上规模的企业。由于工程塑料具有特别优异的性能,其技术发展水平受到政府层面的重
15、视,已被列入国家中长期科技发展纲要中高新技术的重点选项。在今年科技部产业支撑计划中,有非光气法聚碳酸酯等 7 个工程塑料项目被列入。另外,经过长期的技术攻关,目前我国工程塑料技术水平发展较快,在改性材料与树脂合金方面,部分产品技术、质量指标也已接近国外先进水平。一些特种工程塑料产品的工艺技术已经进入到国际先进行列。尽管我国的工程塑料在合成和加工方面取得了长足发展,但总体看来仍存在产能过度集中在一些技术含量相对较低产品上的缺点。郑恺表示,企业应当将目光放长远,把握住当前如大飞机等一批国家重点工程建设的契机,提升科技水平,加快产品结构升级,促进我国工程塑料行业更快、更健康的发展。第二章第二章 工程
16、塑料工程塑料什么是工程塑料?工程塑料指的是可作为结构材料的塑料。它与通用塑料并没有明显的界线,其主要品种有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯、热塑性的聚氨酯、聚砜、聚芳砜(见聚砜)、聚苯硫醚及其他芳杂环聚合物等。也有人将氟树脂、超高分子量聚乙烯和所有热塑性的增强塑料,以及其它以此为基础的高分子共混物和改性的材料包括在内。五大工程塑料:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯。工程塑料的特性:密度小,一般为钢铁的 1/4,铜的 1/91/5,铝的 1/2。这对于全面减轻车辆、飞行器的重量有特殊意义。比强度高,用玻璃纤维增强的工程塑料,其抗张强度与质量之比达 17004000,而钢材
17、仅为 1600 左右。化学稳定性好,对酸、碱以及一般有机溶剂均有良好耐腐蚀性。电绝缘性优良。耐磨,具自润滑性,可减低摩擦系数。耐热性和尺寸稳定性高。抗冲击、抗疲劳性能优良。表 1 常见的工程塑料:树脂名称英文缩写主要特性主要用途尼龙(大类)PA强韧、耐磨性、耐油性良纤维、机械零件聚甲醛POM强韧、耐磨性、耐溶性、耐疲劳性良齿轮轴承、汽车、机器零件聚碳酸酯PC强韧、透气、电气特性、耐热性良汽车及机器零件、杂货、薄膜聚酯(大类)PET、PBT强韧、耐磨性、耐油性良、耐热纤维、电器零件、薄膜、包装聚苯醚PPO强韧、耐热、电气特性 电器零件、机械零件表 2 特种工程塑料:树脂名称英文缩写主要特性主要用
18、途氟树脂(大类)FR稳定性良、耐磨性、耐药性良电气绝缘材料、耐药品材料、轴承聚氨酯(热塑性)TPU强韧手柄、鞋材聚砜PSU聚苯硫醚PPS耐热、强韧、电气性能运动器械(如旱冰鞋轮子)聚醚醚酮PEEK强韧聚酰亚胺PIM耐热、强韧、电气性能印刷电路材料超高分子量聚乙烯UHMWPE耐磨性、耐药性良工程塑料英文名为:ENGINEERING-PLASTICS,工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料,耐热性在 100以上,主要运用在工业上”,其性能包括:1热性质:玻璃转移温度(TG)及熔
19、点(TM);热变形温度(HDT)高;长期使用温度高(UL-746B);使用温度范围大;热膨胀系数小。2机械性质:高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性。3其它:耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。被当做通用性工程塑料者包括聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(尼龙)、聚缩醛(POM)、变性聚苯醚(变性 PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳基酯,热硬化性塑料则有不饱和聚酯、酚塑料、环氧塑料等。它们的基本特性为拉伸强度均超过 50MPA,抗拉强度在 500KG/CM,耐冲击性超过 50J/M,弯曲弹性率在24000KG/CM,负载绕曲温度超过 100,硬度、
20、老化性优。聚丙烯若改善其硬度和耐寒性,也可列入工程塑料的范围。此外,还包括较特殊者的强度弱、耐热耐药品性优的氟素塑料,耐热性优的硅溶融化合物,以及聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、POLYBISMALEIMIDE、POLYSUFONE(PSF)、PES、丙烯塑料、变性蜜胺塑料、BTRESIN、PEEK、PEI、液晶塑料等。各工程塑料的化学构造不同,所以它们的耐药品性、摩擦特性、电机特性等有所差异。由于各工程塑料的成型性不同,因此有的适用于任何成型方式,有的只能以某种成型方式进行加工,这样就造成了应用上的局限。热硬化型工程塑料的耐冲击性较差,因此大多添加玻璃纤维。工程塑料除了聚碳酸酯等耐冲击性大外,通常具
21、有硬、脆、延伸率小的性质,但如果添加 2030%的玻璃纤维,则它的耐冲击性将有所改善。工程塑料是指一类可以作为结构材料,在较宽的温度范围内承受机械应力,在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用,并有良好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能,可以作为工程结构件的塑料。如 ABS、尼龙、聚矾等。可以做为构造用及机械零件用之高性能塑胶,耐热性在 100以上,主要运用在工业上,其性能包括:1.热性质:玻璃转移温度(TG)及熔点(TM)高、热变形温度(HDT)高、长期使用温度高(UL-746B)、使用温度范围大、热膨胀系数小。2.机械性质:高强度、
22、高机械模数、潜变性低、耐磨损、耐疲劳性。3.其他:耐化学药品性、优良的抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。被当做通用性塑胶者包括聚碳酸酯(POLYCARBONATE,PC)、聚醯胺(尼龙,POLYAMIDE,PA)、聚缩醛(POLYACETAL,POLYOXY METHYLENE,POM)、变性聚苯醚(POLYPHENYLENE OXIDE,变性 PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(POLY PHENYLENE SULFIDE,PPS)、聚芳基酯,而热硬化性塑胶则有不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶等。拉伸强度均超过 50MPA,抗拉强度在500KG/CM2 以上,耐冲击性超过 50J
23、/M,弯曲弹性率在 24000KG/CM2,负载挠曲温度超过 100,其硬度、老化性优。聚丙烯若改善硬度及耐寒性,则亦可列入工程塑胶的范围。此外,较特殊者为强度弱、耐热、耐药品性优的氟素塑胶,耐热性优的矽溶融化合物、聚醯胺醯亚胺、聚醯亚胺、POLYBISMALEIMIDE、POLYSUFONE(PSF)、PES、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、BTRESIN、PEEK、PEI、液晶塑胶等。因为化学构造不同,故耐药品性、摩擦特性、电机特性等也有若干差异。且因成形性的不同,故有适用于任何成形方式者,亦有只能以某种成形方式加工者,造成应用上的受限。热硬化型的工程塑胶,其耐冲击性较差,因此大多添加玻璃纤维。工
24、程塑胶除了聚碳酸酯等耐冲击性大者外,通常具有延伸率小、硬、脆的性质,但若添加 2030%的玻璃纤维,则可有所改善。耐磨改性工程塑料耐磨改性工程塑料可以提供较低的摩擦力系数来降低磨损率。比如,血糖计的盖子在使用了耐磨材料后可以增加它的来回开合的使用寿命。同时,耐磨改性工程塑料也使用于配色产品中,甚至用于不同的材料之间。在一次性使用的产品中,例如针和刀片也受益于该材料的润滑作用。此外,耐磨材料的其它运用包括导尿管,套管,传动装置及真空管。其它的效果还包括,由于光滑部件的运动而减少了噪音,提高了塑料的加工生产性能和挤出成型的效率。导电改性工程塑料当热塑性材料增添了导电成份后,就具有了永久的静电消散(
25、ESD)和防止静电积聚功能从而能够起到保护作用。导电类热塑性材料允许静电连续性释放,而不是快速的积聚并放电。静电会损坏敏感性电子元件并且在易燃环境下可以引发爆炸。积聚的静电会堵塞材料的传动而中断机械的传动。导电性热塑材料可以广泛的运用于配色产品中,而且某些导电材料是透明的。其运用主要包括,ECG传感器,吸液管,电器保护装置以及新型的医疗分娩装置,诸如吸入产品,包括PMDI 间隔装置。抗辐射类改性工程塑料特定的添加剂可以提高热塑性塑料的密度。这些高密度的热塑性塑料具有金属的质感,但同时又保持了塑料的加工特性。医疗产品领域因为环保的原因正在寻找此类可替代铅的材料。同时这些高比重的添加物也具有抗辐射
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