塑料百年(四)_铝合金_中华铝业

三、交通运输行业塑料及其复合材料在现代交通运输业的基础设施方面,广泛用于路基、高速公路护栏、各种交通标识和标牌,以及高速铁路的钢轨扣件穴包括绝缘板、垫和挡板座等雪、轨道填充材料及弹性枕木等部件。在交通运输工具方面,应用塑料最多的是汽车。在铁路机车上塑料则主要用于无油润滑部件、制动盘摩擦片、车窗玻璃等。
聚苯乙烯(PS)泡沫板材在国外作为路基填充材料已有30年历史,在美国和欧洲已被普遍采用。
PS泡沫板材在公路建设上的应用,可有效改善路面质量,更好地保证道路完好平坦,尤其是在一些特殊地段,如沼泽地带、冻土地区、雨雪较多的山地。用PS泡沫板作路基填料费用低廉,维护工作量和费用也大大降低。另外,路基用PS泡沫板还可以采用包装材料的回收料来制作,为包装废弃物寻找了一个合理的去处。
纤维增强塑料(FRP)代替钢材用作高速公路护栏,可以很好地解决公路钢护栏锈蚀的问题,而且安装方便,成本低,使用性能优于钢护栏,同时它也成为人们解决桥梁钢筋锈蚀问题的一个重要选择。
FRP绝缘的特性使它还可代替钢材制作道路照明用灯杆。
FRP目前主要有3种,即碳纤维增强塑料CFRP、芳纶纤维增强塑料AFRP和玻璃纤维增强塑料GFRP。
其中CFRP是迄今为止应用于土木工程领域最早、技术最成熟,用量{zd0}的FRP。日本最早采用CFRP绞线作为先张预应力筋修建了跨度576m、宽70m的Shinmia公路桥。近年来,国外又新建了很多不同型式的CFRP桥梁。因为CFRP能提供铝合金大致相同的性能,还被广泛用于各种航空航天工具的主要部位。
GFRP因其优异的性能现在也已经广泛用于各类桥梁的建设,同时由于它能抗海生物附着,且可设计性好,整体性好,成型简便,造价低,所制造的舰船维修保养方便,使得它已成为一种重要的船用材料。
GFRP还大量使用在各种航空航天工具一些较为次要的部位。
由聚碳酸酯穴PC雪制作的交通指挥灯、路标灯灯罩,可以避免玻璃破碎伤人、更换灯罩不及时而影响市容等一系列问题。国外还在越野公路、山区道路上敷设PC反光道钉。这种道钉两侧贴上反光微珠,夜间可在汽车前灯照射下能够形成二三百米的光带,保证了行车安全。
改性聚烯烃制品用于交通标识制品在户外使用,能承受风、雨、烟雾、汽车尾气、日光等外界因素的多重污染和侵蚀,也可承受一定应力破坏。
超韧PA塑料和FRP用在高速铁路的轨道结构中,可满足耐低温、抗冲击、绝缘等要求。此外,塑料还用作可变垫板、电热垫板、轨道填充材料、弹性枕木等零部件。美国2003年商业化生产一种命名为Tuff-Tie的铁路用塑料轨枕,这种轨枕利用回收的HDPE材料,添加了50%的生石膏制造,可与原先的木轨枕一样铺设和使用,并有更佳的机械性能,成本更低穴价格是木轨枕的1/2雪,而使用寿命却延长2~3倍,同时还解决了报废的原木轨枕由于带有防腐油产生的环境污染问题。
用在汽车上的塑料种类繁多,目前车用塑料的品种与所占比例大体为:聚丙烯21%、聚氨酯19.6%、PVC12.2%、FRP10.4%、ABS8%、尼龙7.8%、聚乙烯6%。从品种上看,聚烯烃材料因密度小、性能较好且成本低,近来有把汽车内饰和外装材料统一到聚烯烃材料的趋势,因此其用量会有较大增长。聚氨酯由于原材料的多样性,以及不同助剂和成型方法的使用,可制得符合汽车工业要求的不同类型的产品。目前聚氨酯泡沫塑料重点发展的车用制件包括座椅、保险杠、制动与输油管件、仪表盘、门内护板和主柱板、轿车复合型地毯、内饰顶棚、隔音耐热减震阻尼制品等。而聚氨酯弹性体则重点开发汽车传动皮带、油封、缓冲器、门窗封条、异型材胶带、高承载轮胎等。聚氨酯涂料和胶粘剂在汽车工业的应用也越来越广,以胶粘剂为例,可用作挡风玻璃胶、刹车蹄片胶、高强度压敏胶带以及行李箱、发动机盖、内饰件等的密封和粘结。
ABS塑料因其强度高、刚性好、耐高温、加工成型性好、尺寸稳定、外观质量好等特点,在汽车零部件塑料化初期就已广泛应用。美国、西欧、日本在汽车上使用的ABS塑料约占其总量的20-25%。
用在铁道机车车辆上的塑料除了GFRP,主要是具有夹层结构的塑料合金,其内外塑料皮层的中间芯部采用有足够厚度且有绝热作用的泡沫塑料,可用于高速列车的流线型车头,列车的门板、地板和天花板等内饰件。与时速高达200km/h以上的高速列车制动相配套的新型制动盘则用特种工程塑料(指聚苯硫醚、聚酰亚胺等耐温高、综合性能好但价格贵、用量少的一类塑料)及其复合材料制作,以满足摩擦系数稳定,配方不含铅、石棉等有害物质,耐温达630℃以上等苛刻要求。
PA或增韧增强聚苯硫醚代替金属做机车发动机冷却水泵的叶轮和进水接盘,不仅避免了金属的气蚀现象,而且简化了制造工艺,实现了轻量化,提高了生产效率,降低了成本。
四、电子工业及其他塑料机械尤其是注塑机,为电器、电子信息行业提供制造冰箱、洗衣机、空调器、录像机、收录机、电视机、音响、计算机、打印机、复印机、传真机、电话机、手机等产品的机壳、主配件等以及信息载体的各类光盘)的技术装备。在这些方面应用的塑料制品主要是通用工程塑料。所谓工程塑料是指与通用塑料穴PE、PP、PVC、PS、ABS等热塑性塑料雪相比,可以作为结构材料承受机械应力,能在较宽的温度范围和较为苛刻的化学及物理环境中使用的塑料材料。工程塑料中还可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。一般所谓通用工程塑料常指聚酰胺穴PA雪、聚甲醛穴POM雪、聚碳酸酯穴PC雪、改性聚苯醚穴PPO雪、热塑性聚酯穴PBT和PET雪等产量较大,应用范围较广,耐温在100~150℃之间的塑料。不过近年来通用塑料通过改性或者纤维增强,在性能上和通用工程塑料相当,成为其强劲的竞争对手。耐温在150℃以上,生产规模较小,用途相对较窄的塑料被称为特种工程塑料,包括聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)和氟塑料等。特种工程塑料一般用在对耐温和强度要求较高的航空航天、国防和医疗器械等方面。
塑料农膜(地膜和棚膜)在农用塑料中占主要地位,是继化肥、农药之后的第三大农业生产资料。塑料管材也可广泛用于农业排灌。
医用塑料制品对人类疾病的诊断、xx及保健方面发挥着越来越重要的作用。除了PVC、PE、PP和PS等通用塑料在医疗中广泛应用,一些工程塑料尤其是特种工程塑料在医疗设备上具有特殊的用途,因而近年来需求强劲。
PC的典型特性是韧性、强度、刚性和耐热蒸汽xx,这些特点使得它成为血液渗析过滤器、外科工具柄和氧气罐的{sx};PC在医学上的应用还包括无针注射体系、灌注仪器、血液离心机碗和活塞。
PA具有良好的柔顺性、硬度、强度和抗弯曲性,广泛用于膨胀导管不易破且不会导致皮肤或组织发炎。一些PA等级已批准可作为血液连接器。还有PPS、LCP、PEEK、PEI以及氟塑料等特种工程塑料都在医学上可用作xx释放装备、外科工具和内窥镜等。
中国的塑料工业发展现状―――在开放中加速成长
我国的塑料工业起步稍晚于欧美,在兵荒马乱的20世纪上半叶发展缓慢。
1926年上海胜德赛珍厂开始生产酚醛树脂及模塑粉(电木粉)。随后,广州、天津、重庆等地相继建立了一批手工业作坊式的塑料加工厂,主要原料依赖进口,产品品种少。到1949年,全中国的塑料产量才400吨左右。中华人民共和国成立后,酚醛塑料等热固性塑料有所发展。
1958年自行研究设计的{dy}套PVC年产3000吨的生产装置在锦西化工厂建成投产,并首先用于包装行业。用PVC压延法生产的薄膜,用来包装碳铵、硫铵化肥,代替了原先使用的麻袋包装。这是中国塑料工业进入一个新时期的标志。
1960年,上海建成年产500吨PS生产装置。
1965年,上海高桥化工厂以千吨级规模生产HDPE。
1970年,年产3500吨LDPE装置和年产5000吨PP装置开始在兰州化学工业公司投入生产。
1965年我国的塑料总产量为9.7万吨,1970年增至17.6万吨。
70年代以后,燕山石化总公司、上海金山石化公司等先后从日本、英国、美国等国家引进管式法LDPE生产线和HDPE生产线、PP生产线,以满足塑料工业对树脂生产的要求。自1979年改革开放以来中国塑料制品产量以高于12%的速度发展,几乎是同期GDP增长速度的1.5倍,远远高于世界塑料行业4%的平均增长速度。塑料制品产量从1980年的114.4万吨增加到1985年的248.3万吨,年均增长率为16.8%;1985-1995年均增长率为15%;自1996年起塑料制品产量超过1500万吨,跃居世界第二位。
2004年中国塑料制品产量已接近1850万吨,2006年超过2500万吨,稳占轻工业总生产值的第三位及出口总值的第五位。中国塑料工业经过长期的奋斗和面向全球的开放,已形成门类较齐全的工业体系,成为与钢材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料产业,使我国在短短的几十年间便成为世界塑料大国。
我国的塑料制品规模以上企业主要集中在东南沿海和经济发达地区,其中广东占22%,浙江占19%,江苏占11%,三省合计占52%,2006年三省的塑料制品产量合计占全国的56.8%。
各地塑料制品业已形成了较为鲜明的地域特色:广东省以塑料管及附件、塑料包装箱及容器、日用塑料制品及其他塑料制品为主;浙江省以塑料薄膜、塑料人造革合成革为主;江苏省以泡沫塑料为主;山东省以农膜、塑料编织品为主;辽宁省以塑料型材为主,其产量均居全国xx。随着我国塑料生产和消费的日益扩大,全国还成立了以浙江余姚中国塑料城和广东顺德乐从德富塑料城为代表的大型塑料交易市场。余姚中国塑料城是目前国内{zd0}的集塑料原料、塑料制品、塑料机械、塑料信息和会展于一体的专业市场,已成功举办八届中国塑料博览会。
塑料包装是是我国塑料制品加工业发展最快的领域之一。
塑料包装材料也是我国塑料制品应用中的{zd0}领域之一。
20世纪90年代以来,全国塑料包装产量以年均12%的增长率增加。
2005年我国塑料包装产量超过700万吨,约占包装材料总产量的1/3,居各种包装材料之首。各种矿产品、化工产品、合成树脂、食品、棉花和羊毛等包装已大量采用塑料编织袋和复合包装袋;还有用于饮料、洗涤用品、化妆品、化工产品等必不可少的复合膜、包装膜、容器、周转箱等塑料包装材料也有很大的需求。我国粮食的小包装在一些大城市中已有了起步并取得了进展。
我国在20世纪80年代引进塑料建材生产技术并实现了塑料管材和异型材(塑钢门窗)的工业化生产。随着近几年来我国房地产业的迅猛增长,以及国家对基础设施投入的加大,我国的塑料建材业已成为塑料行业中仅次于包装的第二大支柱产业,年均增速超过15%。据中国塑料加工工业协会提供的数据,“十五”期间,各种建筑塑料管和塑料门窗全国平均市场占有率分别达45%和20%,各种塑料管与门窗型材供给约100万吨,加上防水材料、装饰装修材料、保温材料及其它建筑用塑料制品,总量超过400万吨。近几年来,我国塑料建材行业尤其是塑料型材、管材已经进入稳定成熟的增长时期。现在全国30%以上的地区应用了新型塑料管材,发展快的一些省市已经达到了90%。东北三省、内蒙古等地的一些城镇,40%以上的新建住宅都使用了塑料门窗,青岛、大连80%以上的新建住宅使用了塑料窗。同时,塑料建材从内装饰件开始向结构件、功能件发展。除了塑料地板、墙体内装饰件保持稳定增长外,塑料子建筑模板、防水材料、外墙支撑件、外墙保温板、塑料加强砖等得到越来越多的应用,其增速已经超过了塑料管材的增速。
农用塑料在国家大力扶持农业的政策指引下生产和消费都大幅增长。据中国塑协农膜专业委员会不xx统计,目前全行业已拥有大小规模不等的农膜生产企业近千家,生产能力200万吨/年以上,实际产量超过100万吨/年,其中年生产能力万吨以上的企业约60家。大型骨干企业约30家,其生产能力和年产量均占全国总量的60%。我国每年地膜覆盖面积已达1.8亿亩以上,地膜的年用量45万吨以上;棚膜覆盖面积超过2000万亩,年需65万吨棚膜,农用膜实际消费量超过110万吨。国家统计局数据显示,2005年我国农用塑料薄膜使用量达176万吨。
我国已成为世界上农膜产量和使用量{zd0}的国家,大致相当于世界其他国家总和的1.6倍。其他塑料排灌设备年塑料用量约为20-30万吨。
车用塑料在我国是起步较晚,应用量还相对较少的领域。
从20世纪90年xx始,随着汽车材料国产化的开展,我国车用塑料才步入了世界发展的轨道。汽车用塑料量的多少被发达国家作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。目前我国塑料件约占汽车自重的7%~10%,仅相当于汽车工业发达国家上个世纪90年代的水平。德、美、日等国的汽车塑料用量已达到10%~15%,有的甚至达到了20%以上。
近几年来,随着人们生活水平的提高,以及国家政策的扶持,我国的合资汽车厂如雨后春笋般投产,汽车消费市场也是一片红火。但与之相比,国内车用塑料零部件业的发展则显得不尽如人意。由于引进车型五花八门,采用标准又各有不同,迫使原料供应商只能根据每个汽车的不同标准生产多牌号的产品,以适合各个厂家的需求。而国产汽车塑料专用树脂牌号少、生产工艺落后、产量低,产品质量也不如国外的稳定,因此只能依靠进口专用树脂生产。大部分国内汽车塑料制品企业分散、规模偏小、技术含量较低。不过也有一批规模化、专业化的汽车塑料制品供应商,如上海延锋伟世通、长春富奥-江森公司等,利用引进车型的技术和加工设备进行全面技术改造后,部分生产工艺水平达到了国内{lx1}和国际同步水平。
塑料在我国电子电器等领域的应用也和车用塑料一样,需求极剧增长,尤其是工程塑料树脂。除POM外,其它工程塑料树脂产品增长速度都超过了20%,PC和PPO的增长速度超过了30%。尽管我国在塑料原料―――合成树脂和助剂方面也发展迅速,在1990年至1999年10年间,合成树脂的年平均增长率高达15.34%,2000-2005年均增长11.8%,约为世界年平均增长率的3倍,但依然供不应求。由于技术落后,在工程塑料制品生产方面,所用的合成树脂原料大多依赖进口。即使是通用树脂PE、PP、PVC、PS和ABS等许多牌号也必须大量进口,例如燃气管专用PE80、PE100、PPR管所用的专用原料,BOPP薄膜使用的PP专用料等,特别是每年国内使用的100多万吨ABS树脂,其90%是依赖进口解决。塑料助剂的国内产量也无法满足市场需求。此外,塑料在我国医疗器械、国防、航空航天和环保等方面的生产和应用还与发达国家有相当大的差距。因此提高国产工业用塑料的技术含量还有待于我国各级政府和企业的大力资助以及相关领域科学家的共同努力。
在塑料制品产量和消费量剧增的同时,我国的塑料机械(包括模具)行业也发展迅速,其发展速度与所创主要经济指标在机械工业的194个行业中xxxx。塑料机械年制造能力约20万台(套),门类齐全,在世界排名{dy}。
塑料机械企业主要分布在东南沿海、珠江三角洲一带,其中浙江宁波地区发展势头最猛,现已成为中国{zd0}的注塑机生产基地,年生产量占国内注塑机年总产量1/2以上,占世界注塑机的1/3,宁波因而被中国机械工业联合会授予“塑机之都”的称号。
芽浙江台州的模具制造和广东省的塑机制造也很xx。广东省模具由于发展速度快,专业化、标准化程度高,模具品质高等因素,具有较强的市场适应能力和出口创汇能力,在全国同行业中的地位逐年上升,被中国模具工业协会领导称为“当今中国模具{dy}大省”。
我国不仅是世界上{zd0}的塑料机械生产国,同时也是世界上{zd0}的塑料机械进口国和重要的出口国。近年来我国塑料机械出口年均增长40%,对发达国家和地区的出口量占到了一半以上,技术水平迅速提高,在世界塑料机械市场所占份额由2001年的6.4%增长到2004年的10.2%。尽管如此,由于成本和技术能力所限,我国的大部分塑料机械产品仍然主要集中在通用的中小型设备上,通风管道,技术含量低,20世纪80-90年代的低档产品供大于求。有的品种比如密炼机基本上还处于模仿国外产品的阶段,虽然技术参数、主要性能和外形也都相似,但规格不全,尚未形成完整的系列。国产挤出机缺乏竞争力,大部分挤出机企业都只能生产中小型通用机械用的挤出成型装备,在控制水平、效率、精度、可靠性和成套性等方面与发达国家相比差距较大。大型的、精密的挤出机组主要靠进口。据2001年统计,中国进口塑料机械使用外汇11.2亿美元,而出口塑料机械创汇只有1.3亿美元,进口远大于出口。不过可喜的是越来越多的具有前瞻眼光的企业正努力开展自主研发,向塑料机械的中xx市场进军。一些骨干企业引进国外先进技术后迅速转化吸收,开发出独具特色的新产品,已引起国内外同行的注目。
目前,国内一些主要生产厂家对进口开炼机进行改进,已形成完整系列,品种规格齐全,xx可以满足用户各方面的要求。如大连冰山橡塑股份有限公司率先完成了开炼机的系列化改型开发,改型后的开炼机结构紧凑、传动效率高、润滑条件好,已达到国际先进水平,获得国内外用户青睐。
注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的塑机品种之一。在我国,注塑机的产值占塑机总产值的38%,近一半的塑料制品是由注塑机生产的。
国内一些注塑机生产企业已经研发出多种达到或者接近国际先进水平的注塑机。比如宁波海达塑料机械有限公司开发的包括列入国家火炬计划的直压式注塑机、作为HD系列升级版的HDX系列注塑机等;宁波海天开发出用于汽车配件的中国{zd0}锁模力注塑机,以及节能效果明显的HTD全电动注塑机、J5伺服节能注塑机和大型二板系列注塑机,还有可用于生产各种高精密塑料制品的全自动HTF80X-HFT3600X型系列注塑机等;宁波震雄开发出用于光盘的专用机和用于PET瓶坯注塑的全电动专用机型;宁波海航开发出能耗仅为普通卧式注塑机50%的超大型节能注塑机。宁波海太塑机,海达塑机,双马塑机等公司,普遍采用变量泵节能技术,与过去定量泵塑机相比,节电在30?60%之间。
中国的中空成型机发展迅速,也已形成了自己的系列。为盛装不同溶液的需求,可生产单层、多层容器,容积为1-5000L。目前新开发出的主要机型有:数控多坐标中空成型机、高效双模注拉吹中空成机、直接调温式注拉吹中空成型机等。
近几年中国塑料机械成套性也有很大进展。如塑料造粒机组从主机、供料计量、机头、造粒和回收系统,到加热、冷却、电控、温控系统都达到了相当完善的程度。薄壁管、厚壁管、缠绕管、波纹管穴单、双壁雪、复合管等各种管材机组的规格日趋齐全,产品水平、质量不断提高。为适应多层复合膜的需要,复合共挤技术及其成型机组穴吹膜机组雪也发展迅速。如青岛德意利集团最近研制的中空壁缠绕管生产线,生产的直管管径可达300mm。
又如广东金明塑胶设备有限公司吸收、引进德国莱芬豪赛公司关键技术制造的大型多层共挤复合膜机组,吹制膜单幅宽可达20m。该机组可吹制棚膜、农膜和土工膜,是一机两用设备,适用于多种PE及其共聚物等原料。机组中除采用了内冷技术及超声波监控技术外,还同时采用了机、电、气动和液压等多种技术,并有多项技术申请了技术专利。
随着中国经济整体稳定持续健康发展,中国塑料工业实现了跨越式的发展,以塑料制品业为核心的“朝阳工业”产业规模进一步扩大,连续多年主要经济指标逐年递增,全行业不断发展壮大,塑料加工机械、塑料制品、塑料树脂已分别位居世界{dy}、第二、第三,已具备一定的实力参与国际竞争。但是在经济全球化高速发展和我国加入WTO后的新形势下,越来越多的跨国巨鳄来到中国,抢占中国这个世界{zd0}的市场,我国的塑料工业面临着前所未有的机遇和挑战。要想在竞争中胜利,我们需要不断增强行业技术创新能力,持续不断的开发出具有自主知识产权的新产品;不断调整产业结构,使企业结构和产品结构产业集约度稳步上升,这样才能使我国塑料工业的整体优势得到进一步提升和加强,与国际上发达国家的差距逐渐缩小,让我们从“塑料大国”发展成为“塑料强国”。

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