การปรับปรุงประสิทธิภาพและการวิเคราะห์ความคาดหวังของแอปพลิเคชันของพลาสติกวิศวกรรมดัดแปลง

1. บทนำ
พลาสติกวิศวกรรมเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมความต้านทานความร้อนและความเสถียรในมิติมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยานยนต์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องใช้ในบ้านการบินและอวกาศและการใช้งานทางการแพทย์ ด้วยการอัพเกรดอุตสาหกรรมและสภาพแวดล้อมการใช้งานที่ซับซ้อนมากขึ้นพลาสติกวิศวกรรมแบบดั้งเดิมกำลังดิ้นรนเพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพบางอย่างเช่นความแข็งแรงไม่เพียงพอการต่อต้านอุณหภูมิสูง จำกัด เพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้พลาสติกวิศวกรรมที่ได้รับการดัดแปลงได้เกิดขึ้น การปรับเปลี่ยนพลาสติกทางวิศวกรรมผ่านวิธีการทางกายภาพหรือทางเคมีเช่นการเสริมแรง, การแข็งตัว, การหน่วงด้วยเปลวไฟ, การนำไฟฟ้าและการนำความร้อนไม่เพียง แต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังขยายการใช้งานของพวกเขากลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในอุตสาหกรรมวัสดุ

2. การปรับปรุงประสิทธิภาพที่สำคัญใน พลาสติกวิศวกรรมดัดแปลง
การปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล
การเสริมสร้างความแข็งแรงและความแข็งแกร่ง: วิธีการทั่วไปคือการเพิ่มเส้นใยแก้ว (GF), คาร์บอนไฟเบอร์ (CF) หรือฟิลเลอร์แร่ การเสริมกำลังเหล่านี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของแรงดึงโมดูลัสดัดงอและความเสถียรในมิติของพลาสติก ตัวอย่างเช่นไนลอนเสริมเส้นใยแก้ว (PA-GF) ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องดูดควันยานยนต์และเกียร์ การปรับปรุงความทนทานและความต้านทานต่อแรงกระแทก: การทำให้ยางแข็ง (เช่น EPDM และ EPR) การปรับเปลี่ยนโคพอลิเมอไรเซชันหรือการผสมผสานกับอีลาสโตเมอร์สามารถปรับปรุงความอ่อนแอของพลาสติกเพิ่มความแข็งแรงของแรงกระแทกและเพิ่มประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำและในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย

การเพิ่มประสิทธิภาพความร้อน
การปรับปรุงความต้านทานอุณหภูมิสูง: การออกแบบโครงสร้างโมเลกุลการแนะนำโครงสร้างของวงแหวนอะโรมาติกและการเติมฟิลเลอร์ที่มีความร้อนสูงสามารถเพิ่มอุณหภูมิความร้อน (HDT) ของพลาสติกได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น PPS และ PEEK นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในอิเล็กทรอนิกส์ระดับสูงและการบินและอวกาศ

การเพิ่มค่าการนำความร้อน: การเติมฟิลเลอร์นำไฟฟ้าด้วยความร้อนเช่นผงโลหะซิลิกอนไนไตรด์และกราฟีนสามารถปรับปรุงการนำความร้อนของพลาสติกทำให้การใช้งานในแอพพลิเคชั่นเช่นแสง LED และระบบระบายความร้อนด้วยแบตเตอรี่

การชะลอเปลวไฟ
สารหน่วงไฟที่ใช้ฮาโลเจน: ในขณะที่มีประสิทธิภาพพวกเขานำเสนอความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและกำลังลดลงในการใช้งาน

สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน: ฟอสฟอรัสที่ใช้ไนโตรเจนและสารหน่วงไฟที่ใช้ไฮดรอกไซด์อนินทรีย์เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นและเป็นไปตามกฎระเบียบของสหภาพยุโรปเช่น ROHS และ REACH วัสดุดัดแปลงจากเปลวไฟทนไฟมีความสำคัญอย่างยิ่งในภาคอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์ตกแต่งภายใน คุณสมบัติไฟฟ้า
ฉนวนกันความร้อน: ผ่านการทำให้บริสุทธิ์และการใช้ฟิลเลอร์พิเศษพลาสติกสามารถรักษาคุณสมบัติของฉนวนที่ยอดเยี่ยมและใช้ในสิ่งกีดขวางไฟฟ้าและส่วนประกอบของฉนวนมอเตอร์
คุณสมบัตินำไฟฟ้า: โดยการเพิ่มท่อนาโนคาร์บอน (CNTs), กราฟีนหรือเส้นใยโลหะ, พลาสติกที่ปรับเปลี่ยนหรือป้องกันการต้านการต้านการป้องกันสามารถผลิตได้สำหรับการป้องกันทางอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า
การปกป้องสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน
พลาสติกดัดแปลงทางชีวภาพ: ตัวอย่างเช่นพลาสติกวิศวกรรมที่ใช้ PLA หลังจากการเสริมแรงและการดัดแปลงสารหน่วงไฟสามารถแทนที่พลาสติกวิศวกรรมที่ใช้ปิโตรเคมีบางส่วน
ความสามารถในการรีไซเคิลและการปรับเปลี่ยน VOC ต่ำ: ผ่านการหน่วงการดูดซับเปลวไฟที่ปราศจากฮาโลเจนสารเติมแต่งที่ปราศจากโลหะหนักและเทคโนโลยีการผสมทางกายภาพพลาสติกวิศวกรรมดัดแปลงนั้นสอดคล้องกับแนวโน้มสิ่งแวดล้อมสีเขียวมากขึ้น

3. การใช้งานทั่วไปของพลาสติกวิศวกรรมดัดแปลง
อุตสาหกรรมยานยนต์
น้ำหนักเบา: ชิ้นส่วนยานยนต์จะค่อยๆเปลี่ยนโลหะด้วยพลาสติกเพื่อลดน้ำหนักยานพาหนะและปรับปรุงการประหยัดเชื้อเพลิง ตัวอย่างเช่น PA ที่เสริมด้วยไฟเบอร์แก้วและ PBT นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในหมวกเครื่องยนต์ท่อไอดีที่จับประตู ฯลฯ
ยานพาหนะพลังงานใหม่: โมดูลแบตเตอรี่, พอร์ตการชาร์จและยานพาหนะที่มีน้ำหนักเบาล้วน แต่มีความต้องการที่สูงขึ้นเกี่ยวกับสารทนไฟ, ทนความร้อนและพลาสติกนำไฟฟ้าด้วยความร้อน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า
พลาสติกที่ทนต่อความร้อนได้สูงเปลวไฟและฉนวนพลาสติกดัดแปลงเป็นวัสดุหลักสำหรับสวิตช์ไฟฟ้าซ็อกเก็ตปลอกสายเคเบิลและปลอกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ด้วยการพัฒนาของ 5G และอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ความต้องการความถี่สูงค่าคงที่ความถี่ต่ำ (DK) และพลาสติกดัดแปลงไดอิเล็กทริกต่ำ (DF) กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว
เครื่องใช้ในบ้านและสินค้าอุปโภคบริโภค
พลาสติกวิศวกรรมที่ปรับเปลี่ยนได้สมดุลความสวยงามความแข็งแรงเชิงกลและความทนทาน ตัวอย่างเช่นโลหะผสม ABS/PC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปลอกทีวีประตูตู้เย็นและตัวทำความสะอาดสูญญากาศ
การบินและอวกาศ
พลาสติกวิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพสูงเช่น PEEK และ PPS รักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงความดันสูงและสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูงลดน้ำหนักโครงสร้างเครื่องบินอย่างมีนัยสำคัญ
อุปกรณ์การแพทย์
วัสดุที่ได้รับการดัดแปลงเช่นพีซีและ POM ใช้ในเครื่องมือผ่าตัดและระบบส่งยาซึ่งเป็นที่โปรดปรานสำหรับความสะอาดสูงความต้านทานต่อการฆ่าเชื้อและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ

4. แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
การบูรณาการมัลติฟังก์ชั่น: การปรับเปลี่ยนในอนาคตไม่เพียง แต่มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพเดียว แต่ยังจะมีความสมดุลที่ครอบคลุมของเครื่องจักรกลการทนไฟ, ทนต่อความร้อน, ความร้อนและคุณสมบัติทางไฟฟ้า นาโนเทคโนโลยีและฟิลเลอร์อัจฉริยะ: การเพิ่มวัสดุนาโน (เช่นกราฟีน, CNTs และ nanosilicon) ไม่เพียง แต่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญ
การพัฒนาสีเขียวและยั่งยืน: พลาสติกวิศวกรรมที่ปรับเปลี่ยนตามวัสดุที่ใช้ชีวภาพจะกลายเป็นทางเลือกสำคัญสำหรับพลาสติกปิโตรเคมีแบบดั้งเดิม
ต้นทุน-ประสิทธิผลและความสามารถในการปรับขนาด: การปรับปรุงประสิทธิภาพในขณะที่ลดต้นทุนและการบรรลุแอปพลิเคชันขนาดใหญ่เป็นกุญแจสำคัญในการทำให้อุตสาหกรรมในอนาคต