材料发展史与人类文明发展史息息相关,从最早的石器、陶器、青铜器、铁器,到目前种类已包罗万象,涵盖金属、无机非金属、高分子材料和复合材料。
高性能工程塑料是指在高温下仍能保持良好力学性能的高分子材料,具有优异的阻燃性,燃烧时只产生少量的热量和烟雾,在航空航天、轨道交通等对阻燃性能有严苛要求的领域有广阔的应用。
在航空领域,福克公司在2001年将空客A345—500和A340—600系列商用喷气式飞机的机翼与机身连接处使用的金属铝替换成聚苯硫醚玻璃纤维复合材料,使飞机质量更轻,具有更好的抗冲击、耐温,以及耐化学腐蚀的性能。
在高端汽车市场,高性能工程塑料用于发动机和传动部件中,已取代青铜离合器环,用于齿轮、轴承、垫圈和密封件、转子泵、防抱死制动系统制动器、热声毯、悬架部件、电动窗部件等。
在电子电器领域,液晶聚芳酯材料具有良好的流动能力和高的热稳定性,被用于制造芯片载体、印刷电路板、线轴、插座、电容器外壳、光电器件、电位器。聚酰亚胺被誉为微电子领域解决问题的能手,以其为基本材料制作的柔性覆铜板、光刻胶成为微电子领域必不可少的材料。
在医疗行业,与钛等金属植入材料相比,高性能工程塑料具有与人骨相近的生物力学性能,且对X射线没有屏蔽性,被应用在骨科、颅面、心血管和牙科植入物,如椎间融合器、髋关节和股骨置换、骨螺钉和别针、植入心脏泵的部件、牙柱和牙帽等。聚芳醚砜由于其优异的耐水解性、无毒以及透明性,其做成的薄膜被用于心脏瓣膜,制成的中空纤维膜被用作肾透析的血液透析膜。
在油气行业,以高性能工程塑料为基体制造的复合材料能够承受日益恶劣的环境,典型应用包括阀门、备用环、连接器、密封件、电线和电缆的绝缘、立管和供应管线的管道,在非常规钻井中发挥了重要作用。
在石化等众多工业领域,高性能工程塑料及其深加工产品都发挥了重要的作用,可取代不锈钢和许多稀有合金,具有更长的使用寿命和更高的成本效益。
随着航空航天、武器装备、轨道交通等领域轻量化、远航程、节能的需求不断增强,对高强度、高抗冲击性能、安全裕度和可循环再生高分子材料的需求与日俱增,高性能工程塑料需求量将越来越大。(王锦艳)