1. Einführung
Die technischen Kunststoffe sind aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften, Wärmebeständigkeit und dimensionalen Stabilität in großem Umfang in Automobil-, Elektronik-, Haushaltsgeräten, Luft- und Raumfahrt und medizinischen Anwendungen eingesetzt. Mit industriellen Upgrades und zunehmend komplexeren Anwendungsumgebungen haben traditionelle technische Kunststoffe Schwierigkeiten, bestimmte Leistungsanforderungen zu erfüllen, wie z. B. unzureichende Festigkeit, begrenzter Hochtemperaturbeständigkeit und schlechte Flamme-Remote. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, sind modifizierte technische Kunststoffe entstanden. Modifikationen von technischen Kunststoffen durch physikalische oder chemische Mittel wie Verstärkung, Härten, Flammenhemmung, elektrische Leitfähigkeit und thermische Leitfähigkeit verbessern nicht nur ihre Leistung erheblich, sondern erweitern auch ihre Anwendungen und werden zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung in der Materialindustrie.
2. Wichtige Leistungsverbesserungen in Modifizierte technische Kunststoffe
Verbesserung der mechanischen Eigenschaften
Stärkung der Festigkeit und Steifheit: Eine gemeinsame Methode besteht darin, Glasfaser (GF), Kohlefaser (CF) oder Mineralfüller hinzuzufügen. Diese Verstärkungen verbessern effektiv die Zugfestigkeit, den Biegemodul und die dimensionale Stabilität von Kunststoffen. Zum Beispiel wird ein Glasfaser-verstärkter Nylon (PA-GF) in Automobilhauben und-Zahnrädern häufig verwendet. Verbesserung der Zähigkeit und Aufprallwiderstand: Gummihärtung (wie EPDM und EPR), Copolymerisationsmodifikation oder Mischung mit Elastomeren können die Plastikfestigkeit verbessern, die Schlagkraft verbessern und die Leistung bei niedrigen Temperaturen und in herausfordernden Umgebungen verbessern.
Optimierung der thermischen Leistung
Verbesserung der Hochtemperaturresistenz: Molekularstrukturkonstruktion, die Einführung aromatischer Ringstrukturen und die Zugabe von hochthermisch stabilen Füllstoffen können die Wärmeverzerrungstemperatur (HDT) von Kunststoffen erheblich erhöhen. Beispielsweise werden PPS und PPEK in der High-End-Elektronik und in der Luft- und Raumfahrt häufig eingesetzt.
Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit: Die Zugabe von thermisch leitenden Füllstoffen wie Metallpulver, Siliziumnitrid und Graphen kann die thermische Leitfähigkeit von Kunststoffen verbessern und ihre Verwendung in Anwendungen wie LED -Beleuchtung und Batteriekühlsystemen ermöglichen.
Flammenhemmung
Basis von Halogenbasis auf Flammschutzmitteln: Obwohl sie effektiv sind, stellen sie zwar Umweltprobleme vor und sinken derzeit im Einsatz.
Halogenfreie Flammschutzmittel: Phosphorbasierte, stickstoffbasierte und anorganische Hydroxid-basierte Flammschutzmittel sind umweltfreundlicher und erfüllen EU-Vorschriften wie ROHs und Reichweite. Flammenretardante modifizierte Materialien sind besonders wichtig in den Sektoren Elektronik und Automobil-Innenausstattung. Elektrische Eigenschaften
Isolierung: Durch die Reinigung und die Verwendung von spezialisierten Füllstoffen können Kunststoffe hervorragende Isolationseigenschaften aufrechterhalten und in elektrischen Gehäusen und motorischen Isolierkomponenten verwendet werden.
Leitfähige Eigenschaften: Durch Zugabe von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs), Graphen- oder Metallfasern können leitende oder antistatische modifizierte Kunststoffe zum elektronischen und elektrischen Schutz hergestellt werden.
Umweltschutz und Nachhaltigkeit
BIO-basierte modifizierte Kunststoffe: Zum Beispiel können PLA-basierte technische Kunststoffe nach Verstärkung und flammhemmender Modifikation petrochemisch-basierte technische Kunststoffe teilweise ersetzen.
Recyclierbarkeit und Modifikation mit niedriger VOC: Durch halogenfreie Flamme-Referenzangaben, schwermetallfreie Additive und physikalische Mischtechnologie entsprechen modifizierte technische Kunststoffe eher den umweltfreundlichen Umwelttrends.
3.. Typische Anwendungen modifizierter technischer Kunststoffe
Automobilindustrie
Leichtgewichtig: Automobilteile ersetzen allmählich Metall durch Kunststoffe, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Zum Beispiel werden Glasfaserverstärkte PA und PBT in Motorhauben, Ansaugkrümmern, Türgriffen usw. häufig verwendet.
Neue Energiefahrzeuge: Batteriemodule, Ladeanschlüsse und leichte Fahrzeugkörper stellen alle höheren Anforderungen an flammretardante, hitzebeständige und thermisch leitfähige Kunststoffe. Elektronik und Elektrik
Hochwärme resistente, flammenretardante und isolierende modifizierte Kunststoffe sind die Hauptmaterialien für elektrische Schalter, Steckdosen, Kabelscheißen und elektronische Gerätegehäuse.
Mit der Entwicklung von 5G und der neuen Energieindustrie wächst die Nachfrage nach hochfrequenter, niedrig dielektrischer Konstante (DK) und niedrig dielektrischem Verlust (DF) modifizierter Kunststoff schnell.
Haushaltsgeräte und Konsumgüter
Modifizierte technische Kunststoffe Gleichgewicht Ästhetik, mechanische Stärke und Haltbarkeit. Beispielsweise werden ABS/PC -Legierungen häufig in Fernsehgehäusen, Kühlschranktüren und Staubsaugergehäusen verwendet.
Luft- und Raumfahrt
Hochleistungsmodifizierte technische Kunststoffe wie PEEK und PPS bewahren die stabile Leistung in Hochtemperatur-, Hochdruck- und stark korrosiven Umgebungen auf, wodurch das strukturelle Gewicht des Flugzeugs signifikant reduziert wird.
Medizinprodukte
Modifizierte Materialien wie PC und POM werden in chirurgischen Instrumenten und Arzneimittelabgabesystemen verwendet, die für ihre hohe Sauberkeit, Sterilisationsresistenz und Biokompatibilität bevorzugt werden.
4. zukünftige Entwicklungstrends
Multifunktionale Integration: Zukünftige Modifikationen konzentrieren sich nicht nur auf die Verbesserung einer einzelnen Leistung, sondern werden auch ein umfassendes Gleichgewicht zwischen mechanischen, flammretardanten, hitzebeständigen, thermisch leitenden und elektrischen Eigenschaften verfolgen. Nanotechnologie und intelligente Füllstoffe: Die Zugabe von Nanomaterialien (wie Graphen, CNTs und Nanosilicon) verbessert nicht nur die Leistung, sondern verleiht möglicherweise auch intelligente Funktionen (wie Selbstheiler und Erfindung).
Grüne und nachhaltige Entwicklung: Modifizierte technische Kunststoffe basierend auf biologischen Materialien werden zu einer wichtigen Alternative zu traditionellen petrochemischen Kunststoffen.
Kosteneffizienz und Skalierbarkeit: Verbesserung der Leistung, die Reduzierung der Kosten und das Erreichen großer Anwendungen sind der Schlüssel zur zukünftigen Industrialisierung.
