工程塑料为何能逐步替代金属资料？细数工程塑料的优点
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在各种塑料中，有的像石头一样坚硬，有的像钢一样坚韧，有的钢黄金一样安定。也有人认为，用工程塑料代替金属，产品质量要降低。事实是，用工程塑料代替金属在许多场合却提高了产品的质量。近年来，工程塑料成为塑料工业增长最快的材料，在国内其年消费量超过10%，随着我国经济持续增长，工程塑料的使用范围不断拓宽，被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、机械设备、新能源、交通等多个行业，以塑代钢已成为国际流行趋势。
一、工程塑料的全球应用趋势
根据发改委和工信部联合公布的《工业产业调整和振兴规划》中将工程塑料明确划归到新材料领域，成为重点发展的战略性新兴产业，专业人士预计未来几年，工程塑料的需求量将继续维持10%以上的增长速度。
在太阳能光伏、风能等新能源领域，欧美发达国家的工程塑料应用量已接近50%，而我国的使用比例还不到20%，其他基本仍以金属原料为主。同样在汽车领域，与全球42%的工程塑料应用量相比，在我国仅为10%左右，预计未来几年汽车行业将成为工程塑料消费量增速最快的领域。尽管工程塑料应用方面发展迅速，但国内工程塑料自给率却不足25%，我国工程塑料行业发展前景极其广阔。
二、工程塑料为什么要代替金属
工程塑料是塑料大家族中的后起之秀。它们不仅保留了普通塑料一系列优良特性，而且远高于普通热塑性塑料的耐热性（一般可在100℃～200℃以上高温下长期工作）和机械强度，因而可在许多应用领域中代替金属作为工程材料（或称结构材料）使用。
随着社会及科技的发展，我们对工业设备、汽车等提出了更高的要求：轻型、节能、美观、安全、环保等。而塑料制品由于具有良好的性能、低廉的价格、简单的加工工艺，在和金属材料的PK中，取得越来越明显的优势。
工程塑料为何能逐步代替金属材料？细数工程塑料的优点
以汽车为例，在汽车工业领域大量使用塑料制品，以代替各种昂贵的有色金属和合金材料，不仅提高了汽车造型的美观与设计的灵活性，降低了零部件加工、装配与维修的费用，而且还可以降低汽车的能耗。
美国通用公司做过一个测试，在一个汽车设备的制造过程中，共需要38个金属零件，成本高达75美元。同样，如果采用了工程塑料制造，把所有部件整合成一个部件，成本仅需30美元，缩短了55%的装配时间，高达99%的合格产率。这得益于工程塑料的生产工艺可以整合零件、二次加工成本低、缩短设计周期、质量好、生产率高。
三、工程塑料相比金属材料有什么具体优势
我们以聚碳酸酯（PC）为例，既具有类似有色金属的强度，同时又兼备延展性及强韧性，它的冲击强度极高，用铁锤敲击不能被破坏，能经受住电视机荧光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又极好，并可施以任何着色。具体比较如下：
工程塑料为何能逐步代替金属材料？细数工程塑料的优点
以光伏产业为例，目前欧美发达国家在光伏设备塑料汇流箱的使用比例已达53%，而国内才刚刚起步，比例仅为16%。而就在两年前这个比例还不足5%。由于汇流箱都用于户外等恶劣环境下，对箱体抗腐蚀性、使用寿命、抗冲击、耐候性、以及对箱体内元器件保护防护等级等核心要求非常高。相比金属箱体，工程塑料箱体的抗腐蚀性是金属的2倍，使用使用寿命是金属的2～3倍，抗冲击性和耐候性能均超过金属箱体，防护等级比金属箱体提高22%，可达IP67。所以，目前国内光伏厂商均开始研制并使用以工程塑料为主的汇流箱，相信不用几年，可跟上或超过金属箱的使用比例。
四、工程塑料具体的性能特点
(1)制品质量轻：工程塑料的比重一般在0.83～2.2左右，只有钢铁的1/9～1/4，铝的1/2左右。有些工程塑料，例如聚丙烯等，比水还轻得多。塑料的这一特性，对要求减轻自重的机械装备，如车辆、船舶和飞机等，具有特别重要的意义。
(2)比强度高：对于等体积的材料来说，工程塑料的强度一般比金属要低些，然而由于工程塑料比金属要轻得多，因此以等重量相比时，则有些工程塑料的强度比一般金属高得多，是现有结构材料中强度最高的材料。例如，玻璃纤维增强的环氧树脂，它的单位重量的抗拉强度比一般钢材要高2倍左右。
(3)化学稳定性好：工程塑料一般对酸、碱等化学药品，均有良好的抗腐蚀能力，这是一个很显著的优点。其中聚四氟乙烯和聚氯醚具有非常突出的抗腐蚀能力，在用于化工防腐设备等方面有着广阔的发展前途。
(4)电气性能优良：几乎所有的工程塑料都有优越的电绝缘性能、极小的介电损耗和优良的耐电弧特性，可与陶瓷、橡胶等绝缘材料比美。因此，工程塑料在电机、电器和电子工业等方面的应用有着极其广阔的前景。
(5)减摩、耐磨性能优良：利用这一特性，可以用工程塑料来制造各种自润滑轴承、齿轮和密封圈等。工程塑料还具有良好的对异物埋没性，这对于在有磨粒或杂质存在的恶劣条件下的使用尤为重要。
(6)吸震和消声作用优良：装有工程塑料轴承和齿轮的机械，可以减小震动，减弱噪声，甚至做到消声。例如，汽车横拉杆球头座原用45号碳结钢，使用寿命短；噪声大；改用尼龙后，不仅使用寿命延长1倍左右，而且噪声大大减小。
(7)成型加工方便：工程塑料制品往往可以一次成型，而金属制品总要经过好几道，十几道，甚至几十道工序才能加工完成。工程塑料的这一特性，对节省工时、提高劳动生产率是十分有意义的。塑料的机械加工也比较容易。
事实证明，金属和普通塑料均无法满足越来越多的使用和环保要求。对此工程塑料及较简单的加工方法则是人们所期望的。工程塑料不仅机械强度高，而且综合机械性能好；耐热性、耐久性优良，寿命长，可靠性好。上述举例的光伏新能源、汽车行业多个应用中，今后塑料在其他零部件上的开发利用将会更加活跃。
从全世界材料生产所消耗的能量来看，工程塑料生产有利于节省能量、节省能源。塑料以石油为原料，其使用结果，既可轻量化又可省能源，可以说是一举两得。但目前而言塑料比金属材料的强度略差，一般情况下，工程塑料要随之增加壁厚以增加强度。随着科技的不断发展，越来越多的复合型工程塑料也随之产生，这在国有经济各领域中具有越来越广泛而又重要的作用，代替金属材料是必然趋势。
美国工程塑料需求未来预计每年增长2.6%。越来越多的金属被塑料所替代，目前工程塑料的发展和趋势已成为一个新的研究项目。工程塑料目前最大的市场仍然是汽车和电子电气行业。机动车市场将越来越多地依赖于工程塑料，以减少车辆重量，提高燃料效率。但增长最快将来自建筑，医疗和消费市场。PA、ABS、和PC仍将是三个体量最大的工程塑料，其中尼龙将是三种工程塑料中增长速度最快的。受限于低成本的树脂竞争和已然成熟的市场应用，ABS将是所有的工程塑料中增长速度最慢的。相对于以上三大工程塑料，较小体量的工程塑料如聚苯硫醚、砜聚合物、含氟聚合物，以及聚酮将表现出更快的增长。
由于我国汽车、电子和建筑等行业发展迅速，当前，我国已成为全球工程塑料需求增长最快的国家。据中投分析，在今后，随着国内经济的不断发展，工程塑料的需求将会进一步得到增长，我国工程塑料行业发展前景十分广阔。以家电行业来说，今后仅以冰箱、冷柜、洗衣机、空调及各类小家电产品每年的工程塑料需求量将达60万吨左右。而用于通信基础设施建设以及铁路、公路建设等方面的工程塑料用量则更为惊人。
一、工程塑料的全球应用趋势
根据发改委和工信部联合公布的《工业产业调整和振兴规划》中将工程塑料明确划归到新材料领域，成为重点发展的战略性新兴产业，专业人士预计未来几年，工程塑料的需求量将继续维持10%以上的增长速度。
在太阳能光伏、风能等新能源领域，欧美发达国家的工程塑料应用量已接近50%，而我国的使用比例还不到20%，其他基本仍以金属原料为主。同样在汽车领域，与全球42%的工程塑料应用量相比，在我国仅为10%左右，预计未来几年汽车行业将成为工程塑料消费量增速最快的领域。尽管工程塑料应用方面发展迅速，但国内工程塑料自给率却不足25%，我国工程塑料行业发展前景极其广阔。
二、工程塑料为什么要代替金属
工程塑料是塑料大家族中的后起之秀。它们不仅保留了普通塑料一系列优良特性，而且远高于普通热塑性塑料的耐热性（一般可在100℃～200℃以上高温下长期工作）和机械强度，因而可在许多应用领域中代替金属作为工程材料（或称结构材料）使用。
随着社会及科技的发展，我们对工业设备、汽车等提出了更高的要求：轻型、节能、美观、安全、环保等。而塑料制品由于具有良好的性能、低廉的价格、简单的加工工艺，在和金属材料的PK中，取得越来越明显的优势。
工程塑料为何能逐步代替金属材料？细数工程塑料的优点
以汽车为例，在汽车工业领域大量使用塑料制品，以代替各种昂贵的有色金属和合金材料，不仅提高了汽车造型的美观与设计的灵活性，降低了零部件加工、装配与维修的费用，而且还可以降低汽车的能耗。
三、工程塑料相比金属材料有什么具体优势
我们以聚碳酸酯（PC）为例，既具有类似有色金属的强度，同时又兼备延展性及强韧性，它的冲击强度极高，用铁锤敲击不能被破坏，能经受住电视机荧光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又极好，并可施以任何着色。具体比较如下：
工程塑料为何能逐步代替金属材料？细数工程塑料的优点
以光伏产业为例，目前欧美发达国家在光伏设备塑料汇流箱的使用比例已达53%，而国内才刚刚起步，比例仅为16%。而就在两年前这个比例还不足5%。由于汇流箱都用于户外等恶劣环境下，对箱体抗腐蚀性、使用寿命、抗冲击、耐候性、以及对箱体内元器件保护防护等级等核心要求非常高。相比金属箱体，工程塑料箱体的抗腐蚀性是金属的2倍，使用使用寿命是金属的2～3倍，抗冲击性和耐候性能均超过金属箱体，防护等级比金属箱体提高22%，可达IP67。所以，目前国内光伏厂商均开始研制并使用以工程塑料为主的汇流箱，相信不用几年，可跟上或超过金属箱的使用比例。
四、工程塑料具体的性能特点
(1)制品质量轻：工程塑料的比重一般在0.83～2.2左右，只有钢铁的1/9～1/4，铝的1/2左右。有些工程塑料，例如聚丙烯等，比水还轻得多。塑料的这一特性，对要求减轻自重的机械装备，如车辆、船舶和飞机等，具有特别重要的意义。
(2)比强度高：对于等体积的材料来说，工程塑料的强度一般比金属要低些，然而由于工程塑料比金属要轻得多，因此以等重量相比时，则有些工程塑料的强度比一般金属高得多，是现有结构材料中强度最高的材料。例如，玻璃纤维增强的环氧树脂，它的单位重量的抗拉强度比一般钢材要高2倍左右。
(3)化学稳定性好：工程塑料一般对酸、碱等化学药品，均有良好的抗腐蚀能力，这是一个很显著的优点。其中聚四氟乙烯和聚氯醚具有非常突出的抗腐蚀能力，在用于化工防腐设备等方面有着广阔的发展前途。
(4)电气性能优良：几乎所有的工程塑料都有优越的电绝缘性能、极小的介电损耗和优良的耐电弧特性，可与陶瓷、橡胶等绝缘材料比美。因此，工程塑料在电机、电器和电子工业等方面的应用有着极其广阔的前景。
(5)减摩、耐磨性能优良：利用这一特性，可以用工程塑料来制造各种自润滑轴承、齿轮和密封圈等。工程塑料还具有良好的对异物埋没性，这对于在有磨粒或杂质存在的恶劣条件下的使用尤为重要。
(6)吸震和消声作用优良：装有工程塑料轴承和齿轮的机械，可以减小震动，减弱噪声，甚至做到消声。例如，汽车横拉杆球头座原用45号碳结钢，使用寿命短；噪声大；改用尼龙后，不仅使用寿命延长1倍左右，而且噪声大大减小。
(7)成型加工方便：工程塑料制品往往可以一次成型，而金属制品总要经过好几道，十几道，甚至几十道工序才能加工完成。工程塑料的这一特性，对节省工时、提高劳动生产率是十分有意义的。塑料的机械加工也比较容易。
事实证明，金属和普通塑料均无法满足越来越多的使用和环保要求。对此工程塑料及较简单的加工方法则是人们所期望的。工程塑料不仅机械强度高，而且综合机械性能好；耐热性、耐久性优良，寿命长，可靠性好。上述举例的光伏新能源、汽车行业多个应用中，今后塑料在其他零部件上的开发利用将会更加活跃。
从全世界材料生产所消耗的能量来看，工程塑料生产有利于节省能量、节省能源。塑料以石油为原料，其使用结果，既可轻量化又可省能源，可以说是一举两得。但目前而言塑料比金属材料的强度略差，一般情况下，工程塑料要随之增加壁厚以增加强度。随着科技的不断发展，越来越多的复合型工程塑料也随之产生，这在国有经济各领域中具有越来越广泛而又重要的作用，代替金属材料是必然趋势。
美国工程塑料需求未来预计每年增长2.6%。越来越多的金属被塑料所替代，目前工程塑料的发展和趋势已成为一个新的研究项目。工程塑料目前最大的市场仍然是汽车和电子电气行业。机动车市场将越来越多地依赖于工程塑料，以减少车辆重量，提高燃料效率。但增长最快将来自建筑，医疗和消费市场。PA、ABS、和PC仍将是三个体量最大的工程塑料，其中尼龙将是三种工程塑料中增长速度最快的。受限于低成本的树脂竞争和已然成熟的市场应用，ABS将是所有的工程塑料中增长速度最慢的。相对于以上三大工程塑料，较小体量的工程塑料如聚苯硫醚、砜聚合物、含氟聚合物，以及聚酮将表现出更快的增长。
由于我国汽车、电子和建筑等行业发展迅速，当前，我国已成为全球工程塑料需求增长最快的国家。据中投分析，在今后，随着国内经济的不断发展，工程塑料的需求将会进一步得到增长，我国工程塑料行业发展前景十分广阔。以家电行业来说，今后仅以冰箱、冷柜、洗衣机、空调及各类小家电产品每年的工程塑料需求量将达60万吨左右。而用于通信基础设施建设以及铁路、公路建设等方面的工程塑料用量则更为惊人。
