Инженерийн хуванцарыг инженерийн материал болгон ашиглаж болох ба машины эд анги үйлдвэрлэхэд металлыг орлуулах хуванцар болгон ашиглаж болно. Инженерийн хуванцар нь өндөр хатуулаг, бага мөлхөгч, механик бат бэх, халуунд тэсвэртэй, сайн цахилгаан тусгаарлагч зэрэг маш сайн цогц шинж чанартай байдаг. Тэдгээрийг химийн болон физикийн хатуу ширүүн орчинд удаан хугацаагаар ашиглах боломжтой бөгөөд инженерийн бүтцийн материал болгон металлыг орлуулах боломжтой боловч илүү үнэтэй, бага гаралттай байдаг.
ангилал
Инженерийн хуванцарыг хоёр төрөлд хувааж болно: ерөнхий инженерийн хуванцар ба тусгай инженерийн хуванцар. Эхнийх нь үндсэндээ таван ерөнхий инженерийн хуванцарыг агуулдаг: полиамид, поликарбонат, полиоксиметилен, өөрчлөгдсөн полифенилен эфир болон термопластик полиэфир; Сүүлийнх нь голчлон 150 ° C-аас дээш халуунд тэсвэртэй инженерийн хуванцарыг хэлдэг бөгөөд гол сортуудад полиимид, полифенилен сульфид, полисульфон, үнэрт полиамид, полиарилат, полифенилен эфир, полиарилетеркетон, шингэн болор полимер, фторрезин.
Үндсэн гүйцэтгэл
Инженерийн хуванцаруудын гүйцэтгэлийн шинж чанарууд нь ихэвчлэн:
- Ерөнхий зориулалтын хуванцартай харьцуулахад маш сайн дулаан, хүйтэнд тэсвэртэй, өргөн температурт механик шинж чанар сайтай, бүтцийн материал болгон ашиглахад тохиромжтой;
- Зэврэлтэнд тэсвэртэй, хүрээлэн буй орчны нөлөөнд бага өртдөг, удаан эдэлгээтэй;
- Металл материалтай харьцуулахад боловсруулахад хялбар, үйлдвэрлэлийн өндөр үр ашигтай, процедурыг хялбарчилж, зардлыг хэмнэдэг;
- Сайн хэмжээст тогтвортой байдал, цахилгаан тусгаарлагч;
- Хөнгөн жин, өндөр хувийн хүч чадал, гайхалтай үрэлтийн бууралт, элэгдэлд тэсвэртэй.
түүх
Инженерийн хуванцар 1950-иад онд хурдацтай хөгжиж байв. Нейлон 66 давирхайг 1939 онд амжилттай боловсруулж, үйлдвэрлэлд оруулсан боловч тухайн үед голчлон синтетик утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг байжээ. 1950-иад он хүртэл цэвэр утаснуудын уламжлалт хэрэглээг эвдэж, хуванцар хийхийн тулд хэвэнд оруулсангүй. 1950-иад оны сүүлээр полиоксиметилен ба поликарбонатыг амжилттай хөгжүүлсний дараа инженерийн хуванцар үнэхээр хурдацтай хөгжиж байв. Тэдгээрийн гарч ирэх нь маш чухал ач холбогдолтой байв. Полиоксиметилений өндөр талстжилтын ачаар энэ нь маш сайн механик шинж чанартай тул хуванцарыг металлыг орлож, анх удаа бүтцийн материалын эгнээнд нэгдэх боломжтой материал болгож байна. Хожим нь сополимер формальдегидийг амжилттай хөгжүүлж, шураг шахах хэвний машиныг түгээмэл болгосноор инженерийн хуванцар материалын салбарт чухал байр суурь эзэлж байгааг улам бүр тогтоожээ. Поликарбонат бол маш сайн цогц шинж чанартай тунгалаг инженерийн хуванцар юм. Энэ нь өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд хамгийн хурдацтай хөгжиж буй инженерийн хуванцаруудын нэг юм. Инженерийн хуванцарын салбарт түүний гарц, хэрэглээ нь полиамидын дараа ордог.
1961 онд DuPont полиимидыг амжилттай хөгжүүлснээр тусгай инженерийн хуванцарыг хөгжүүлэх замыг нээсэн. Полимид гарч ирснээр полисульфон, полифенилен сульфид, полибензимидазол зэрэг халуунд тэсвэртэй олон төрлийн инженерийн хуванцарыг бий болгож, хуванцар үйлдвэрлэлийн хөгжилд гүн нөлөө үзүүлсэн.
1964 онд АНУ-ын Женерал Моторс өөрийн боловсруулсан полифенилен эфирийн давирхайг үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд нэвтрүүлсэн.
1980 онд Британийн ICI компани полиэтеретеркетон (PEEK) хэмээх тусгай инженерийн хуванцарыг 336°С хүртэл хайлах цэгийг амжилттай бүтээжээ. PEEK нь маш сайн халуунд тэсвэртэй, цацраг туяа, химийн бодисыг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд тарилга хийх боломжтой тул олны анхаарлыг татсан. PEEK матрицаар хийгдсэн, шилэн эслэг эсвэл карбон файбераар бэхжүүлсэн нийлмэл материалыг агаарын тээвэр, сансар огторгуйн салбарт ашиглаж ирсэн.
1980-аад оны дундуур термотроп шингэн болор полимерийг амжилттай хөгжүүлсэн нь тусгай инженерийн хуванцарыг хөгжүүлэх түүхэн дэх бас нэг томоохон үйл явдал байв. Шингэн болор полимерууд нь маш сайн халуунд тэсвэртэй бөгөөд 200 ° C-аас дээш температурт хэрэглэж болно. Тэдгээр нь өөрийгөө бэхжүүлж, өндөр бат бэх, өндөр модуль, химийн эсэргүүцэл зэрэг шинж чанартай байдаг. Тэдгээр нь хайлмал зуурамтгай чанар багатай бөгөөд хэвэнд амархан ордог. Тэд электроникийн салбарт маш өргөн хэрэглээний хэтийн төлөвтэй байдаг.
Хэрэглээ
Ерөнхий зориулалтын хуванцартай харьцуулахад инженерийн хуванцар нь механик шинж чанар, бат бөх чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын хувьд илүү өндөр шаардлагыг хангаж чаддаг.
Инженерийн хуванцарыг автомашинд голчлон бампер, түлшний сав, хяналтын самбар, кузовын хавтан, хаалга, гэрлийн таг, түлшний хоолой, радиатор, хөдөлгүүртэй холбоотой эд ангиудад ашиглах нь улам бүр нэмэгдсээр байна.
Машин механизмд инженерийн хуванцарыг холхивч, араа, шураг самар, битүүмжлэх зэрэг механик эд ангиуд, орон сууц, бүрээс, гар дугуй, бариул, бэхэлгээ, хоолойн холболт зэрэг механик бүтцийн эд ангиудад ашиглаж болно.
Электрон цахилгаан хэрэгсэлд инженерийн хуванцарыг утас, кабелийн бүрээс, хэвлэмэл хэлхээний хавтан, тусгаарлагч хальс болон бусад тусгаарлагч материал, цахилгаан тоног төхөөрөмжийн бүтцийн эд ангиудад ашиглаж болно.
Гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд инженерийн хуванцарыг хөргөгч, угаалгын машин, агааржуулагч, телевизор, цахилгаан сэнс, тоос сорогч, цахилгаан индүү, богино долгионы зуух, будаа агшаагч, радио, стерео төхөөрөмж, гэрэлтүүлгийн хэрэгсэлд ашиглаж болно.
Химийн үйлдвэрт инженерийн хуванцарыг дулаан солилцуур, химийн тоног төхөөрөмжийн доторлогоо зэрэг химийн тоног төхөөрөмж, хоолой, хоолойн холбох хэрэгсэл, хавхлага, шахуурга зэрэг химийн шугам хоолойд ашиглаж болно.
Хятадын автомашин, электроник, барилгын салбарын хурдацтай хөгжлийн улмаас Хятад улс дэлхийн инженерийн хуванцар бүтээгдэхүүний эрэлт хэрэгцээ хамгийн хурдан өссөн орон болжээ. Шинжилгээгээр, Хятадын эдийн засаг тасралтгүй хөгжихийн хэрээр инженерийн хуванцар бүтээгдэхүүний эрэлт хэрэгцээ улам нэмэгдэж, Хятадын инженерийн хуванцар үйлдвэрлэлийн хөгжлийн хэтийн төлөв маш өргөн байна. Гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн үйлдвэрлэлд хөргөгч, хөлдөөгч, угаалгын машин, агааржуулагч, төрөл бүрийн гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн инженерийн хуванцар материалын жилийн хэрэгцээ 600,000 орчим мянган тоннд хүрнэ. Харилцаа холбооны дэд бүтэц, төмөр зам, хурдны зам барихад ашигласан инженерийн хуванцарын хэмжээ бүр ч гайхалтай бөгөөд ойрын хэдэн жилд нийт хэрэгцээ нь 4.5 сая гаруй тоннд хүрэх төлөвтэй байна.
2010 онд Хятадын инженерийн хуванцарын хэрэглээ 2.443 сая тоннд хүрч, өнгөрсөн оны мөн үеийнхээс 11%-иар өссөн нь дэлхийн хамгийн хурдан эрэлт хэрэгцээтэй улс болжээ. 2011 онд Хятадын инженерийн хуванцар хэрэглээ 2.72 сая тонн болсон нь өнгөрсөн оны мөн үеийнхээс 11.34%-иар өссөн байна. Хятадын инженерийн хуванцарын хэрэглээ 3.37 онд 2013 сая тонн, 4.17 онд 2015 сая тоннд хүрэх төлөвтэй байна.
Хөгжлийн хэтийн төлөв
Markets and Markets-ийн судалгааны тайланд дурдсанаар, 53.58 онд дэлхийн инженерийн хуванцар зах зээлийн үнэлгээ ойролцоогоор 2013 тэрбум ам.доллар байсан бөгөөд 79.03 он гэхэд 2018 тэрбум ам.долларт хүрч, жилийн нийлмэл өсөлт 8%-д хүрэх төлөвтэй байна.
Инженерийн хуванцар нь маш сайн тогтвортой байдал, дулаан, химийн эсэргүүцэл сайтай, өндөр бат бэх чанараараа өргөн хүрээтэй хэрэглээтэй бөгөөд эрэлт хэрэгцээ нь хурдацтай өссөөр байна. Инженерийн хуванцарыг ашиглах гол хэрэглээний нэг нь төрөл бүрийн терминалын үйлдвэрүүдэд металлыг орлуулах явдал юм. Ялангуяа байгаль орчныг хамгаалах дүрэм журам улам бүр чангарч байгаа нь автомашинаас утааг бууруулж, түлшний хэмнэлтийг сайжруулахыг шаарддаг бөгөөд инженерийн хуванцарыг автомашин, тээврийн салбарт өргөнөөр ашиглаж байна. Үүнээс гадна инженерийн хуванцарыг өргөн хэрэглээний болон гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, цахилгаан ба электрон бүтээгдэхүүн, үйлдвэрийн машин, сав баглаа боодол, түүнчлэн эмнэлгийн, барилга болон бусад салбарт өргөнөөр ашигладаг.
2014 онд Ази Номхон далайн бүс нутаг дэлхийн инженерийн хуванцар зах зээлийн дийлэнх хувийг эзэлжээ. Статистикийн мэдээгээр, 47.9 онд Ази Номхон далайн бүс нутаг дэлхийн инженерийн хуванцар зах зээлийн эрэлтийн 2013%-ийг эзэлж байсан бол 2018 онд Ази Номхон далайн бүс нутаг дэлхийн хамгийн том инженерийн хуванцар зах зээлийн байр сууриа хадгалан үлдэх төлөвтэй байна. баруун Европын зах зээл. Ирэх таван жилд түүний инженерийн хуванцар зах зээлийн эрэлт жилд дунджаар 7.8%-иар өсөх төлөвтэй байна.
Үндсэн төрлүүд
Инженерийн хуванцар нь ихэвчлэн поликарбонат (PC), полиамид (PA), полиацетал (POM), полифенилен исэл (PPO), полиэфир (PET, PBT), полифенилен сульфид (PPS), полиарилат гэх мэт.
Полиамид
Полиамид (PA, ихэвчлэн нейлон гэгддэг) нь өвөрмөц бага жинтэй, өндөр суналтын бат бэх, элэгдэлд тэсвэртэй, сайн тосолгооны материал, маш сайн цохилтод тэсвэртэй, хатуу болон уян хатан чанараараа хүмүүсийн анхаарлыг татсан. Үүнээс гадна боловсруулахад хялбар, өндөр үр ашигтай, хувийн жинд хөнгөн (зөвхөн 1/7 металл), металлыг орлуулахын тулд янз бүрийн бүтээгдэхүүн болгон боловсруулж болно. Энэ нь автомашин, тээврийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Ердийн бүтээгдэхүүнд насосны импеллер, сэнсний ир, хавхлагын суудал, бут, холхивч, төрөл бүрийн багажны самбар, автомашины цахилгаан хэрэгсэл, халуун, хүйтэн агаарын хяналтын хавхлага болон бусад эд анги орно. Нэг машинд ойролцоогоор 3.6-4 кг нейлон бүтээгдэхүүн хэрэглэдэг. Автомашины салбарт полиамидын хэрэглээний эзлэх хувь хамгийн их, дараа нь электроник, цахилгаан.
Полиамидын өөрчлөлтийн янз бүрийн зорилгын дагуу полиамидын өөрчлөлтийг арматурын, чангаруулах, галд тэсвэртэй, дүүргэгч, хайлшийн төрөлд хувааж болно. Полиамид нанокомпозитын судалгаа ч гэсэн маш их ахиц дэвшил гаргасан.
Илүү бат бөх, дулааны хэв гажилтын температуртай полиамид материалыг авахын тулд полиамид матрицад органик бус эсвэл органик утас эсвэл дүүргэгчийг нэмж, өндөр бат бэх полиамид нийлмэл материалыг гаргаж авдаг. холих болон шахмал. Хүчитгэсэн ТХГН-ийн олон сорт байдаг бөгөөд бараг бүх полиамид материалыг бэхжүүлсэн сорт болгон хийж болно.
Арилжааны гол сортууд нь: хүчитгэсэн PA6, хүчитгэсэн PA66, хүчитгэсэн PA46, хүчитгэсэн PA1010, хүчитгэсэн PA610 гэх мэт. Тэдгээрийн дотроос хамгийн том гарц нь хүчитгэсэн PA6 ба PA66 юм. Түгээмэл хэрэглэгддэг полиамид арматурын материалууд нь шилэн шилэн, карбон файбер, арамид шилэн ба органик бус сахал нь полиамидыг бэхжүүлэхэд ашиглагддаг.
Полифенилен сульфид
PPS гэж товчилсон.
PPS-ийн гайхалтай шинж чанарууд нь: ① халуунд тэсвэртэй, 180 ~ 220 ℃ температурын хязгаарт ашиглах боломжтой; ② ойролцоо зэврэлтэнд тэсвэртэй политрафрафороэтилен; ③ маш сайн цахилгаан шинж чанар; ④ маш сайн механик шинж чанар; ⑤ галд тэсвэртэй сайн шинж чанартай.
PPS-ийн сул талууд нь: ① Үнэ хэт өндөр байна. Энэ нь өндөр температурт тэсвэртэй хуванцаруудын дунд бага үнэтэй боловч ерөнхий инженерийн хуванцараас хамаагүй өндөр байдаг; ② хатуулаг, хэврэг чанар муу; ③ Боловсруулах явцад тогтворгүй зуурамтгай чанар. Цэвэр PPS нь хэврэг шинж чанартай тул дангаар нь хэрэглэх нь ховор. Ашигласан PPS нь түүний гүйцэтгэлээр өөрчлөгдсөн сортууд юм. Тодруулбал: 40% шилэн шилэн хүчитгэсэн PPS (R4), органик бус дүүргэгч PPS (R8), карбон файбер хүчитгэсэн PPS (G6) гэх мэт. PPS нь автомашинд 45%, электроник болон цахилгаан хэрэгсэлд 30%, мөн бусад салбарт 25%-ийг эзэлж байна. PPS хурдацтай хөгжиж байгаа бөгөөд зургаа дахь том инженерийн хуванцар болох төлөвтэй байна.
поликарбонат
Поликарбонат (PC) нь өнгөт металлтай ижил хүч чадалтай бөгөөд нэгэн зэрэг уян хатан чанар, хатуулагтай байдаг. Энэ нь маш өндөр цохилтын бат бөх бөгөөд алхаар гэмтээхгүй. Энэ нь телевизийн дэлгэцийн дэлбэрэлтийг тэсвэрлэх чадвартай. Поликарбонат нь тунгалаг чанар сайтай бөгөөд ямар ч өнгөөр будаж болно. Поликарбонат нь дээр дурдсан гайхалтай шинж чанаруудын улмаас янз бүрийн хамгаалалтын чийдэн, дохионы гэрэл, биеийн тамирын заал, цэнгэлдэх хүрээлэнгийн тунгалаг хамгаалалтын хавтан, гэрэлтүүлгийн шил, өндөр барилгын шил, автомашины гэрэл тусгал, салхины шилний хавтан, онгоцны бүхээгийн шил, болон мотоциклийн жолооны малгай. Хамгийн том зах зээл нь компьютер, албан тасалгааны тоног төхөөрөмж, автомашин, солих шил, хуудас юм. CD, DVD бол хамгийн боломжит зах зээлийн нэг юм.
Полиоксиметилен
Полиоксиметилен (POM) нь гадаадад "ган" болон "супер ган" гэгддэг маш сайн гүйцэтгэлтэй инженерийн хуванцар юм. POM нь металлтай төстэй хатуулаг, бат бөх, хөшүүн чанар бөгөөд өөрөө тосолгооны материал сайтай, ядаргаанд тэсвэртэй, янз бүрийн температур, чийгшилд уян хатан чанартай байдаг. Үүнээс гадна энэ нь химийн сайн эсэргүүцэлтэй байдаг. Бусад олон төрлийн инженерийн хуванцараас хямд өртөгтэй тул POM нь уламжлалт металлаар эзэлдэг зарим зах зээлийг орлуулж, цайр, гууль, хөнгөн цагаан, ган зэргийг сольж олон эд анги хийдэг. POM нь нэвтэрснээсээ хойш электроник, машин, багаж хэрэгсэл, өдөр тутмын хөнгөн үйлдвэр, автомашин, барилгын материал, хөдөө аж ахуй болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Эмнэлгийн технологи, спортын тоног төхөөрөмж зэрэг олон шинэ хэрэглээний салбарт POM өсөлтийн сайн хандлагыг харуулж байна.
PBT
Полибутилен терефталат (PBT) нь термопластик полиэфир юм. Бусад термопластик инженерийн хуванцаруудтай харьцуулахад арматургүй PBT нь илүү сайн боловсруулалтын гүйцэтгэл, цахилгаан шинж чанартай байдаг. PBT нь шилэн шилжилтийн температур багатай, 50 ° C-ийн хөгц температурт хурдан талсжих чадвартай, богино хугацааны боловсруулалттай байдаг. Полибутилен терефталат (PBT) нь электроник, цахилгаан, автомашины үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. PBT нь өндөр дулаалга, температурт тэсвэртэй тул телевизор, автомашины дистрибьютер болон гал асаах ороомог, албан тасалгааны тоног төхөөрөмжийн орон сууц, суурь, янз бүрийн автомашины гадна эд анги, агааржуулагчийн сэнс, электрон зуухны суурь, албан тасалгааны тоног төхөөрөмжийн бүрхүүл зэрэгт ашиглах боломжтой.
Полифенилен исэл
Товчхондоо PPO. Энэ нь маш сайн цогц шинж чанартай байдаг. Түүний хамгийн том онцлог нь урт хугацааны ачаалалд маш сайн хэмжээст тогтвортой байдал, гайхалтай цахилгаан тусгаарлагчтай байдаг. Энэ нь ажлын температурын өргөн хүрээтэй бөгөөд -127-аас 121 ° C-ийн хооронд удаан хугацаанд ашиглах боломжтой. Энэ нь маш сайн ус, уурын эсэргүүцэлтэй байдаг. Бүтээгдэхүүн нь өндөр суналтын бат бэх, цохилтын бат бэх, мөлхөх эсэргүүцэл сайтай байдаг. Үүнээс гадна элэгдэлд тэсвэртэй, цахилгаан шинж чанартай байдаг. Энэ нь голчлон мэс заслын эмнэлгийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд зэвэрдэггүй ганг солиход ашиглагддаг. Цахилгаан механикийн үйлдвэрт араа, үлээгч ир, хоолой, хавхлага, эрэг болон бусад бэхэлгээ, холбогч зэрэгт ашиглаж болно. Мөн электроник, цахилгааны үйлдвэрүүдэд ороомгийн араг яс, хэвлэмэл хэлхээ зэрэг эд анги хийхэд ашигладаг. самбар.
