1. Giriş
Mükemmel mekanik özellikleri, ısı direnci ve boyutsal stabilitesi nedeniyle mühendislik plastikleri otomotiv, elektronik, ev aletleri, havacılık ve tıbbi uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Endüstriyel yükseltmeler ve giderek daha karmaşık uygulama ortamları ile geleneksel mühendislik plastikleri, yetersiz güç, sınırlı yüksek sıcaklık direnci ve kötü alev geciktirme gibi belirli performans gereksinimlerini karşılamak için mücadele etmektedir. Bu zorlukları ele almak için değiştirilmiş mühendislik plastikleri ortaya çıkmıştır. Takviye, sertleşme, alev geciktirme, elektrik iletkenliği ve termal iletkenlik gibi fiziksel veya kimyasal yollarla mühendislik plastiklerinin modifikasyonları, sadece performanslarını önemli ölçüde arttırmakla kalmaz, aynı zamanda uygulamalarını da genişletmek, malzeme endüstrisinde önemli bir geliştirme yönü haline gelir.
2. Değiştirilmiş mühendislik plastikleri
Mekanik Özelliklerin Geliştirilmesi
Mukavemet ve sertliği güçlendirme: Yaygın bir yöntem, cam elyaf (GF), karbon fiber (CF) veya mineral dolgu maddeleri eklemektir. Bu takviyeler, plastiklerin gerilme mukavemetini, bükülme modülünü ve boyutsal stabilitesini etkili bir şekilde iyileştirir. Örneğin, cam elyaf takviyeli naylon (PA-GF) otomotiv davlumbazlarında ve dişlilerde yaygın olarak kullanılır. Sertliği ve darbe direncini iyileştirmek: kauçuk sertleştirme (EPDM ve EPR gibi), kopolimerizasyon modifikasyonu veya elastomerlerle harmanlama plastik kırılganlığı artırabilir, darbe gücünü artırabilir ve düşük sıcaklıklarda ve zorlu ortamlarda performansı artırabilir.
Termal performansını optimize etmek
Yüksek sıcaklık direncinin iyileştirilmesi: moleküler yapı tasarımı, aromatik halka yapılarının tanıtımı ve oldukça termal olarak kararlı dolgu maddelerinin eklenmesi plastiklerin ısı bozulma sıcaklığını (HDT) önemli ölçüde artırabilir. Örneğin, PPS ve PEEK, üst düzey elektronik ve havacılıkta yaygın olarak kullanılır.
Termal iletkenliğin arttırılması: Metal tozu, silikon nitrür ve grafen gibi termal olarak iletken dolguların eklenmesi, plastiklerin termal iletkenliğini artırarak LED aydınlatma ve pil soğutma sistemleri gibi uygulamalarda kullanımlarını sağlayabilir.
Alev geciktirme
Halojen bazlı alev geciktiriciler: Etkili olsa da, çevresel endişeler sunarlar ve şu anda kullanımda azalmaktadır.
Halojen içermeyen alev geciktiriciler: Fosfor bazlı, azot bazlı ve inorganik hidroksit bazlı alev geciktiriciler daha çevre dostudur ve ROHS ve Reach gibi AB düzenlemelerini karşılamaktadır. Alev geciktirici modifiye edilmiş malzemeler elektronik ve otomotiv iç mekan sektörlerinde özellikle önemlidir. Elektriksel Özellikler
Yalıtım: Saflaştırma ve özel dolgu maddelerinin kullanımı yoluyla plastikler mükemmel yalıtım özelliklerini koruyabilir ve elektrik muhafazalarında ve motor yalıtım bileşenlerinde kullanılır.
İletken özellikler: Karbon nanotüpler (CNT'ler), grafen veya metal lifler ekleyerek elektronik ve elektrik koruması için iletken veya antistatik modifiye edilmiş plastikler üretilebilir.
Çevre Koruma ve Sürdürülebilirlik
Biyo tabanlı modifiye edilmiş plastikler: Örneğin, takviye ve alev geciktirici modifikasyondan sonra PLA tabanlı mühendislik plastikleri kısmen petrokimyasal tabanlı mühendislik plastiklerinin yerini alabilir.
Geri dönüştürülebilirlik ve düşük VOC modifikasyonu: Halojen içermeyen alev geciktirme, ağır metal içermeyen katkı maddeleri ve fiziksel harmanlama teknolojisi ile değiştirilmiş mühendislik plastikleri yeşil çevresel eğilimlerle daha uyumludur.
3. Modifiye mühendislik plastiklerinin tipik uygulamaları
Otomotiv endüstrisi
Hafiflik: Otomotiv parçaları, araç ağırlığını azaltmak ve yakıt ekonomisini iyileştirmek için metali plastiklerle yavaş yavaş yerini alıyor. Örneğin, cam elyaf takviyeli PA ve PBT, motor davlumbazlarında, emme manifoldlarında, kapı kollarında vb.
Yeni Enerji Araçları: Pil modülleri, şarj portları ve hafif araç gövdeleri, alev geciktirici, ısıya dayanıklı ve termal olarak iletken plastiklere daha yüksek talepler getirir. Elektronik ve elektrik
Oldukça ısıya dayanıklı, alev geciktirici ve yalıtımlı modifiye edilmiş plastikler, elektrik anahtarları, soketler, kablo kılıfları ve elektronik cihaz gövdeleri için birincil malzemelerdir.
5G ve yeni enerji endüstrilerinin geliştirilmesi ile yüksek frekanslı, düşük dielektrik sabit (DK) ve düşük dielektrik kayıp (DF) modifiye edilmiş plastikler için talep hızla büyüyor.
Ev aletleri ve tüketici malları
Modifiye mühendislik plastikleri estetiği, mekanik güç ve dayanıklılığı dengeler. Örneğin, ABS/PC alaşımları TV muhafazalarında, buzdolabı kapılarında ve elektrikli süpürge muhafazalarında yaygın olarak kullanılır.
Havacılık
PEEK ve PPS gibi yüksek performanslı değiştirilmiş mühendislik plastikleri, yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve yüksek aşındırıcı ortamlarda sabit performansı korur ve uçak yapısal ağırlığını önemli ölçüde azaltır.
Tıbbi cihazlar
PC ve POM gibi modifiye edilmiş malzemeler, yüksek temizlik, sterilizasyon direnci ve biyouyumlulukları için tercih edilen cerrahi aletlerde ve ilaç dağıtım sistemlerinde kullanılır.
4. Gelecekteki gelişme eğilimleri
Çok işlevli entegrasyon: Gelecekteki modifikasyonlar sadece tek bir performansı iyileştirmeye odaklanmakla kalmayacak, aynı zamanda mekanik, alev geciktirici, ısıya dayanıklı, termal iletken ve elektriksel özelliklerin kapsamlı bir dengesini sürdürecektir. Nanoteknoloji ve akıllı dolgu maddeleri: nanomalzemelerin (grafen, CNT'ler ve nanosilikon gibi) eklenmesi sadece performansı önemli ölçüde iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda potansiyel olarak akıllı işlevler (kendi kendini iyileştirme ve algılama gibi) verir.
Yeşil ve Sürdürülebilir Kalkınma: Biyo bazlı malzemelere dayanan değiştirilmiş mühendislik plastikleri, geleneksel petrokimya plastiklerine önemli bir alternatif haline gelecektir.
Maliyet etkinliği ve ölçeklenebilirlik: Maliyetleri azaltırken ve büyük ölçekli uygulamaya ulaşırken performansı artırmak gelecekteki sanayileşmenin anahtarıdır. .
