愛(ài)好體育運動(dòng)的人們也不會(huì )忘記塑料的好處。最早的人造塑料賽璐珞就是為了成為臺球原料而問(wèn)世的,如今絕大部分球類(lèi)、高爾夫球桿、釣魚(yú)桿、滑雪板等用具都是采用塑料制造的。
2004年3月,德國2006年世界杯足球賽組委會(huì )在德國向公眾展示了一個(gè)巨大的足球模型,這個(gè)龐然大物是由乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)制成的32塊塑料薄板構成,高達20米,很輕,能輕易拆裝。在它內部設有極具藝術(shù)性的大屏幕,運用尖端技術(shù)設計的各種強光變幻多彩,還有實(shí)景圖像和各種人機對抗游戲。球體內部可裝配20個(gè)像束頭、4800米多媒體電纜連線(xiàn)和40個(gè)揚聲器系統。當夜幕降臨,幾臺20000瓦的液晶顯示屏發(fā)出耀眼的光芒,給人以更遠更廣的視覺(jué)效果。這個(gè)塑料足球模型在舉辦2006年世界杯賽的所有城市間巡回展示后引起了轟動(dòng)。
孩子們也是塑料制品的受益者,兒童玩具中有80%是用塑料制成的。
歷史的發(fā)展證明,任何一種新材料的出現,都會(huì )給人類(lèi)的生活帶來(lái)翻天覆地的變化,都促進(jìn)了人類(lèi)文明的巨大飛躍。從石器時(shí)代到青銅時(shí)代再到鐵器時(shí)代,都是以新材料的出現和使用為標志的。
20世紀以來(lái)以塑料為代表的高分子合成材料的出現,使幾千年來(lái)的無(wú)機材料和金屬材料在它面前都顯得暗淡無(wú)光,任何一種材料都無(wú)法像塑料那樣,短短百年間就活躍在普通大眾的日常生活各個(gè)領(lǐng)域。正如倫敦科學(xué)博物館館長(cháng)蘇珊·莫斯曼所說(shuō)的,“塑料的故事是過(guò)去百年材料世界的核心線(xiàn)索之一。有了塑料,才有消費革命,收音機、電視、計算機、合成纖維、一次性用具才得以大量生產(chǎn)!钡舱蛉绱,人們已經(jīng)不再反復使用塑料,塑料成為用過(guò)即作為垃圾丟棄的消費品,即或是大型成型件,最后也會(huì )隨著(zhù)產(chǎn)品的損壞而被丟棄。
人類(lèi)的這種嚴重浪費資源的做法給我們賴(lài)以生存的地球環(huán)境帶來(lái)了嚴重的破壞也給人們自身的健康帶來(lái)了潛在的危害。
說(shuō)起塑料的危害,首當其沖就是大家耳熟能詳的“白色污染”!鞍咨廴尽敝饕侨藗儼迅黝(lèi)生活塑料制品隨意亂丟亂扔造成的,由于這些塑料制品難于降解處理,以致造成了城市環(huán)境的視覺(jué)污染,同時(shí)由于它們不能像草木一樣被生物降解,還常常引起動(dòng)物誤食,并造成土壤環(huán)境惡化。
1970年到1987年間,人們調查了太平洋海域的543只白額鹱等大型海鳥(niǎo)。由于它們分不清塑料與海草,竟在其中458頭胃中找到了塑料類(lèi)物品,海龜的胃中也有。由于塑料制品在動(dòng)物體內無(wú)法被消化和分解,以致誤食后即能引起胃部不適、行動(dòng)異常、生育繁殖能力下降,甚至死亡。我國的某些動(dòng)物園就曾發(fā)生過(guò)動(dòng)物誤食游人丟棄的塑料食品袋致死的不幸事件。農田里的廢農膜、塑料袋等也同樣會(huì )引起牲口誤食因厭食而死亡。此外,當它們長(cháng)期殘留在農田中后,既會(huì )影響土壤透氣性,阻礙水分流動(dòng)和作物根系發(fā)育,還會(huì )纏繞農機,影響田間作業(yè),長(cháng)此下去又能影響深層土壤,使土壤環(huán)境惡化,進(jìn)而威脅人類(lèi)生存。
廢棄塑料對海洋的污染已經(jīng)成為國際性問(wèn)題。海洋漂浮物中PS泡沫占22%,其它塑料占23%。這些廢棄塑料不但會(huì )纏住船只的螺旋漿,損壞船身和機器引起事故和停駛,給航運造成重大損失,而每清除1噸海上垃圾要用去清除陸地垃圾10倍的花費。
1995年香港為打撈4765.6噸海上垃圾,耗資1200萬(wàn)港元。由玻璃鋼制成的中、小型船身,當船只一旦報廢就很難處理。在日本每年約有3000只這類(lèi)廢船被丟棄在港岸,既影響觀(guān)瞻,又影響漁業(yè),成為日本沿海的一大公害。
不過(guò)科學(xué)家既然發(fā)明了塑料,總是會(huì )有辦法解決塑料污染的問(wèn)題的。近年來(lái)歐美日等發(fā)達國家已經(jīng)開(kāi)始重視廢棄塑料的資源化,發(fā)展了多種廢棄塑料的利用方法,主要包括:穴1雪直接作為材料這是一種物理再循環(huán)。對于材料為PP、PE、PVC等廢棄的熱塑性塑料制品,可以在進(jìn)行分類(lèi)、清洗后再通過(guò)加熱熔融,使其重新成為制品。然而收集到的廢塑料制品,常常由于所用材料無(wú)法迅速辨認而給再利用帶來(lái)困難。比如極性的PVC與非極性的聚烯烴是不能很好混熔的,即或暫時(shí)熔在一起,也會(huì )很快破裂,而且即使是同一品種不同型號的塑料也不能發(fā)揮其應有特性,因而廢塑料的分類(lèi)成為再利用的一大障礙。為了解決上述困難,一些國家已經(jīng)開(kāi)始在制品上印刷或模壓所用材料種類(lèi)的標志。最常見(jiàn)的可回收用塑料有:聚酯PET、高密度聚乙烯HDPE、聚氯乙烯PVC、低密度聚乙烯LDPE、聚丙烯PP和聚苯乙烯PS。對于熱固性塑料制品,由于它的不熔、不溶性,再利用的途徑主要是把它粉碎后加入粘合劑作為加熱成型產(chǎn)品的填料。
(2)制單體和燃料油這是一種化學(xué)再循環(huán)。塑料用的合成樹(shù)脂都是由各種各樣的單體通過(guò)不同的聚合反應制成的,如果能把聚合成的樹(shù)脂再轉變成單體,則被看成是一種絕對循環(huán),但目前只有有機玻璃(PMMA)的加熱分解和聚酯的醇解比較容易實(shí)現。不過(guò),由聚烯烴類(lèi)制取乙烯、丙烯等單體的工藝也在研制中。
對于難制成單體的廢塑料可以用來(lái)制造燃料油,其方法是將它放入外熱式加熱爐內,以分子篩等硅鋁酸鹽為催化劑,在加熱到430℃~460℃時(shí),即裂解成低分子的石油烴,再通過(guò)分餾便得到汽油、煤油、柴油等有用的液體燃料。但這時(shí)不應使用含氯、含氮類(lèi)廢塑料,否則會(huì )產(chǎn)生氯化氫、氫氰酸等有害氣體,腐蝕設備和污染環(huán)境。
(3)制燃料氣這是一種熱再循環(huán),但嚴格地說(shuō)它不是再循環(huán),只是有效地利用了燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能而已。所用的方法實(shí)際上是類(lèi)似古老的燒木炭的熱裂化工藝,通過(guò)內熱式反應器來(lái)制造燃料氣體。熱裂后得到的氫和C1~C4氣體烴可直接供加熱燃燒。
作為液體燃料的石油,如果先制成塑料,然后再燃燒廢棄的塑料,不但可以降低原油消耗,而且從做功效率來(lái)看也是極有意義的。
塑料對人體健康的危害在20世紀60年代中期就開(kāi)始引起人們的重視。從事PVC樹(shù)脂制造的工人常常會(huì )得一種被稱(chēng)為“肢端骨溶解癥”的怪病,也就是這些工人手指前端的骨頭會(huì )慢慢溶化掉,而且還會(huì )出現手指麻木、刺痛等所謂白蠟癥(雷諾氏綜合癥)。專(zhuān)家們發(fā)現罪魁禍首是PVC塑料中殘存的氯乙烯單體!當人們接觸氯乙烯單體后就會(huì )發(fā)生手指、手腕、顏面浮腫,皮膚變厚、變僵、失去彈性和不能用力握物的皮膚硬化癥,同時(shí)還有人出現脾腫大、胃及食道靜脈瘤、肝損傷,門(mén)靜脈壓亢進(jìn)等癥狀。更可怕的是70年代后又在一些PVC生產(chǎn)廠(chǎng)中發(fā)現有人患有一種極少見(jiàn)的肝癌—肝臟血管肉瘤。此后業(yè)界雖然盡量控制PVC樹(shù)脂中單體的含量,但并未徹底解決,故在1975年美國首先提出禁止用PVC塑料包裝食品和飲料。后來(lái)人們用無(wú)毒的PE和PP塑料代替有毒的PVC食品袋,但在我國,有些小商販為了降低成本,把從非正規廠(chǎng)家買(mǎi)來(lái)的回收PVC做成的廉價(jià)彩色塑料袋當作食品袋使用,對人們的身體健康造成了潛在的損害。因此我們應該提醒大家,要正確使用塑料袋,不要用彩色塑料袋盛食品,也不要把熱騰騰的熟食放在塑料袋里,因為高溫下塑料袋中有毒的添加劑就會(huì )滲到我們的食品上,給我們的健康造成危害。我們應當盡量減少一次性塑料餐具的使用。任何一次性餐具不僅不利于環(huán)保,也是對資源的最大的浪費。我們在日常生活中,不應過(guò)度依賴(lài)塑料袋。目前在歐美很多城市,禁用非生物降解塑料袋已經(jīng)成為法律被付諸實(shí)施,更多城市則采取超市塑料袋收費的限用措施來(lái)逼迫人們少用塑料袋。
塑料與工業(yè)———相互依存
塑料工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)煤和石油。早期的塑料都是以煤化工為基礎,從煤焦油中提取所需原料,后來(lái)隨著(zhù)1936年石油催化裂化技術(shù)的開(kāi)發(fā),以低分子烯烴為原料的塑料品種迅速發(fā)展壯大。
1941年美國研究成功由石油輕質(zhì)餾分催化重整制取芳烴的新工藝,開(kāi)辟了苯、甲苯和二甲苯等重要芳烴的新來(lái)源(在此以前,芳烴主要來(lái)自煤的焦化過(guò)程),更加速了塑料工業(yè)以石油化工產(chǎn)品原料代替煤化工產(chǎn)品原料的進(jìn)程。戰后的歐洲也很快開(kāi)始轉用石油化工產(chǎn)品用作塑料原料,并開(kāi)發(fā)成功了一些關(guān)鍵性的新技術(shù),如20世紀50年代齊格勒-納塔催化劑發(fā)明及其在PE和PP生產(chǎn)中的應用,這樣廉價(jià)的原料供應、可靠又有發(fā)展潛力的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品廣泛的應用范圍三個(gè)因素的綜合,實(shí)現了由煤化工向石油化工的轉換,完成了化學(xué)工業(yè)發(fā)展史上的一次飛躍,進(jìn)而推動(dòng)塑料工業(yè)的飛速發(fā)展。
70年代后,隨著(zhù)世界各國國民經(jīng)濟和石油化工業(yè)的發(fā)展,合成樹(shù)脂的生產(chǎn)規模不斷擴大,工藝技術(shù)不斷提高,產(chǎn)品種類(lèi)也不斷增加,到20世紀末塑料工業(yè)已成為對世界經(jīng)濟具有巨大影響的產(chǎn)業(yè)?梢哉f(shuō),塑料工業(yè)的飛速發(fā)展是站在石油化工的肩膀上。盡管如此,用于生產(chǎn)塑料的石油用量也僅占石油總量的不足10%。
塑料工業(yè)本身包括三個(gè)生產(chǎn)系統:塑料原料的生產(chǎn),塑料制品的加工,塑料成型機械穴包括模具雪的制造。三個(gè)生產(chǎn)系統互相依存,缺一不可。塑料原料指的是合成樹(shù)脂和各種塑料添加劑。合成樹(shù)脂在做成塑料之前只是無(wú)用的粉末、顆;蛞后w,不過(guò)有的樹(shù)脂可直接用于加工成型,故常是塑料的同義語(yǔ),因而前文所述的一些塑料品種的發(fā)明年份實(shí)際上是其合成樹(shù)脂的發(fā)明年代,合成樹(shù)脂的產(chǎn)量也基本就是塑料的產(chǎn)量。大部分塑料制品都是往合成樹(shù)脂中添加了增塑劑、填充劑、潤滑劑、著(zhù)色劑、阻燃劑等助劑以后做成。從最早的塑料開(kāi)始,人們就已經(jīng)利用各種塑料添加劑,木屑作為填充劑使酚醛塑料更為結實(shí)耐用,如果沒(méi)有磷酸酯類(lèi)高沸點(diǎn)溶劑的增塑作用,也許今天PVC還躺在化學(xué)家的實(shí)驗室里睡大覺(jué),由此可見(jiàn)添加劑對塑料制品的質(zhì)量也起著(zhù)重要作用。
塑料加工工藝及塑料機械和模具對塑料制品的質(zhì)量也有舉足輕重的作用。
塑料的成型加工是指由合成樹(shù)脂制成最終塑料制品的過(guò)程。加工方法(通常稱(chēng)為塑料的一次加工)主要包括模壓成型、注射成型、擠出成型、吹塑成型等成型技術(shù)。不少塑料加工技術(shù)都由借鑒橡膠、金屬和陶瓷的加工而來(lái)。
最早的塑料加工方法是模壓成型。這種成型方法可追溯到19世紀90年代,當時(shí)由天然纖維素改性制成的硝酸纖維塑料———賽璐珞誕生之后,因其易燃,只能用模壓法制成塊狀物,再經(jīng)機械加工成片材,片材可用熱成型法加工。這種加工方式具有成型裝置簡(jiǎn)單、設備投資小、模具結構簡(jiǎn)單等特點(diǎn),在機械化、自動(dòng)化生產(chǎn)高度發(fā)達的今天,仍是一種最為普及的生產(chǎn)手段之一。它特別適用于酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等熱固性塑料的成型加工,也可用于熱塑性塑料的加工。此外,還有一種特殊形式的模壓方法,即先將粉狀塑料壓實(shí),然后從模中取出料坯,放在爐中加熱至熔點(diǎn),使塑料顆粒熔化成一個(gè)整體,冷卻后得制品或半成品。
這種方法稱(chēng)燒結成型,主要用于聚四氟乙烯和聚酰亞胺的成型。模壓成型的缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(cháng),效率低,制品尺寸精度差。
注射成型始于20世紀20年代,用于加工醋酸纖維素和聚苯乙烯,1952年往復螺桿式注射機的問(wèn)世,使注射成型技術(shù)進(jìn)入到一個(gè)新的階段。如今注射成型技術(shù)發(fā)展到幾乎適用于所有的熱塑性塑料、某些熱固性塑料及泡沫塑料。這種工藝的成型周期短穴幾秒到幾分鐘雪,成型制品質(zhì)量可由幾克到幾十千克,能一次成型外形復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的模塑品。因此,適應性強,生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是設備及模具成本高,注塑機清理較困難等。
擠出成型的機械設備主要是擠出機,包括單螺桿和雙螺桿擠出機。這種成型技術(shù)最早在20世紀30年代中期研制成功,當時(shí)用于軟PVC擠出成型,塑料專(zhuān)用的單螺桿擠出機相應問(wèn)世;1938年雙螺桿擠出機也投入生產(chǎn)。擠出成型的優(yōu)點(diǎn)是可擠出各種形狀的制品,生產(chǎn)效率高,可自動(dòng)化、連續化生產(chǎn),因而廣泛用于熱塑性塑料制品的加工,比如管、棒、絲、板、薄膜、電線(xiàn)電纜包覆層等,還可用于塑料的混合、塑化造粒、著(zhù)色、摻合等。擠出成型有時(shí)也用于熱固性塑料的成型,并可用于泡沫塑料的成型。
吹塑技術(shù)從20世紀40年代首先開(kāi)始用于生產(chǎn)聚乙烯中空制品。但是直到1979年以后,吹塑成型才進(jìn)入廣泛應用的階段?捎糜诖邓艿牟牧习ň垡蚁、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、熱塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纖維素和聚縮醛樹(shù)脂等熔體指數為0.04—1.12的塑料。吹塑制品的應用涉及到汽車(chē)、辦公設備、家用電器、醫療等方面。近年來(lái)多層吹塑技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。與注射成型相比,吹塑的設備造價(jià)較低,適應性較強,可成型性能好穴如低應力雪、可成型具有復雜起伏曲線(xiàn)穴形狀雪的制品,主要用于各種瓶、桶、壺類(lèi)容器、薄膜及兒童玩具的制造。
20世紀60到70年代,新發(fā)展起來(lái)了各種增強塑料新的成型方法,如纏繞、拉擠、片材模塑成型、反應注射成型、結構泡沫成型、異型材擠出成型、片材固相成型以及共擠出、共注塑等。進(jìn)入80年代,塑料加工向著(zhù)高效、高速、高精度、節能、大型化或超小、超薄等方向發(fā)展,計算機技術(shù)進(jìn)入這一領(lǐng)域,把整個(gè)塑料加工技術(shù)提高到一個(gè)新的水平。
塑料制品的加工質(zhì)量在很大程度上決定于塑料機械(包括模具)。塑料機械主要有開(kāi)煉機、密煉機、注塑機、擠出機和中空成型機等。世界各國政府特別是一些工業(yè)發(fā)達國家,如德國、美國、意大利、日本等國政府都非常重視和支持塑料機械的發(fā)展。塑料機械產(chǎn)業(yè)也集中在這些國家和地區。據德國機械制造協(xié)會(huì )VDMA發(fā)布的報告,2005年德國塑料機械在全球市場(chǎng)所占份額為24.4%,比2003年的26.8%稍有下降熏但依然占據全球市場(chǎng)絕對領(lǐng)先地位,排名第二的意大利占12.7%,緊隨其后的是美國和日本。美國塑料成型機械產(chǎn)值連年減少,占世界總產(chǎn)值的比例由1999年的19.7%下降到2005年的9.4%。日本塑料機械占世界總產(chǎn)值的9.1%。近年來(lái)中國的塑料機械出口增長(cháng)強勁,2005年在全球市場(chǎng)所占份額已達到12.4%,與排名第二的意大利非常接近。
開(kāi)煉機即雙輥筒煉塑機,亦稱(chēng)開(kāi)放式煉塑機,是塑料機械中最基本的一種設備。它主要用于塑料的混煉、為壓延機喂料和配合煉機壓片使用。目前世界各主要工業(yè)國家開(kāi)煉機的生產(chǎn)早已形成系列,規格、尺寸、外形大致相似。
密煉機亦稱(chēng)密閉式煉塑機,主要用于塑料的混煉及其它物料的混合等。對上述用途,密煉機完全可以代替開(kāi)煉機,且生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平大大提高,勞動(dòng)條件得以改善。目前世界主要工業(yè)國家密煉機的生產(chǎn)都已形成系列,基本上有4種類(lèi)型:穴1雪以美國法勒爾-伯明翰公司生產(chǎn)的本伯里式為代表的F系列;穴2雪以德國維爾納·普弗萊特勒公司的產(chǎn)品為代表的GK系列;穴3雪以英國弗蘭西斯·肖公司產(chǎn)品為代表的K系列;穴4雪以日本森山制作所生產(chǎn)的產(chǎn)品為代表的MS系列。
20世紀90年代以來(lái),這4種類(lèi)型密煉機都在向快速、高壓、大容量和加料與操作程序自動(dòng)化方向發(fā)展?傮w上來(lái)說(shuō),前3種系列的密煉機基本結構相近,第4種MS系列的主要結構與前3種系列相比有較大的變化。上述幾種密煉機按時(shí)間順序來(lái)講后者對前者既有借鑒與繼承,也有改進(jìn)和創(chuàng )新。在國際市場(chǎng)的競爭中,它們之間既有相互吸收,也有自我改進(jìn)和發(fā)展,各具特色。
注塑機是塑料加工機械中的主要品種,工業(yè)發(fā)達國家的注塑機產(chǎn)量占塑機總量的50%~80%。近年來(lái)由于汽車(chē)、建筑、家用電器、食品、醫藥等產(chǎn)業(yè)對注射制品日益增長(cháng)的需要,推動(dòng)了注射成型技術(shù)水平的發(fā)展和提高。
20世紀70年代后塑料制品在汽車(chē)、船舶、宇航、機械以及大型家用電器方面的廣泛應用,使大型注塑機得到了迅速發(fā)展。
80年代以來(lái),CAD/CAE/CAPP/CAM計算機應用技術(shù)在塑機制造業(yè)的廣泛采用,促進(jìn)了注塑機研發(fā)和制造水平的高速發(fā)展。由日本和德國一些知名公司生產(chǎn)的目前最先進(jìn)的全電動(dòng)注塑機,具有低能耗、高精度、低噪音的特點(diǎn),且能大大提高生產(chǎn)率和降低成本。
擠出機也是塑料機械的主要品種之一,占塑料機械總產(chǎn)值的31%,用擠出機加工的塑料制品占其總量的1/3左右。
目前擠出機主要有單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機。單螺桿擠出機無(wú)論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都占有重要地位。雙螺桿擠出機喂料特性好,適用于粉料加工,且比單螺桿擠出機有更好的混煉、排氣、反應和自潔功能,加工熱穩定性差的塑料和共混料時(shí)更顯示出其優(yōu)越性。近些年來(lái)國外雙螺桿擠出機已經(jīng)有很大的發(fā)展,各種形式的雙螺桿擠出機已系列化和商品化,生產(chǎn)的廠(chǎng)商也較多。在雙螺桿擠出機的基礎上,為了更容易加工熱穩定性差的共混料,有的廠(chǎng)家又開(kāi)發(fā)出多螺桿擠出機如行星擠出機等。
塑料機械和塑料制品在工業(yè)上的應用主要包括包裝、建筑、交通、電子、農業(yè)及醫療等方面。
一、包裝行業(yè)在世界塑料工業(yè)中,用量最大的當數包裝塑料。在許多國家,包裝塑料都占最大比例,比如巴西和哥倫比亞有51%的塑料用于包裝中,波利維亞的這一比例更是高達61%,意大利和芬蘭為45%。塑料的應用是包裝發(fā)展史上的一次飛躍。由于塑料具有輕、便、優(yōu)、美四大優(yōu)點(diǎn),在紙、塑、金屬、玻璃四大包裝材料中僅次于紙,位居第二。以美國為例,1998年包裝消費金額超過(guò)1212億美元,其中塑料包裝材料為397億美元,占32%。在歐洲,1996年包裝消費金額約1100億美元,塑料包裝占29%。在我國,2000年全國包裝總產(chǎn)值達2200億元,塑料包裝在所有包裝材料中也是排第二位占32.3%。紙僅能在運輸袋和熟食攜帶包裝市場(chǎng)上繼續保持優(yōu)勢,而塑料在灌裝包裝薄膜和運輸桶的硬質(zhì)容器包裝上顯出技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和方便。塑料包裝制品種類(lèi)繁多,一般可分為膜、袋、瓶、大型中空容器、淺盤(pán)和托盤(pán)等等。每一包裝形態(tài)又因為用途和所用材料不同而分為很多品種。從各種塑料包裝產(chǎn)品看,包裝薄膜的數量和金額都居首位,目前已占全球塑料消費總量的25%,其中主要是聚乙烯和聚丙烯。各種鮮貨、寵物食品、肉類(lèi)、家禽類(lèi)、海鮮類(lèi)、速食等產(chǎn)品市場(chǎng)的快速成長(cháng)促進(jìn)食品塑料包裝市場(chǎng)不斷擴大。隨著(zhù)社會(huì )整體生活水平的不斷提高,各種汽水、果汁、蔬菜、飲料所需的塑料容器需求量與日俱增。美國生產(chǎn)的果汁和蔬菜飲料中,塑料包裝容器在數量上占全部容器的30%,在各類(lèi)容器中用量居首位。在碳酸飲料和牛奶的包裝容器中,塑料都占第2位。聚酯瓶具有良好的阻隔性,是近年來(lái)市場(chǎng)增長(cháng)最快、最受注目的塑料包裝品種,在各種碳酸飲料、果汁、奶乳制品、茶飲料、礦泉水等包裝領(lǐng)域成為最主要的包裝材料,并在多個(gè)領(lǐng)域幾乎完全代替了玻璃包裝。
PP透明包裝瓶的開(kāi)發(fā)是近幾年國內外塑料包裝的另一個(gè)熱點(diǎn),可廣泛用于注吹、擠吹、擠壓、熱成型各種容器、食品、藥品瓶等,性?xún)r(jià)比適宜,是PS、ABS、PET、PE瓶的競爭對手。此外,塑料還廣泛用在醫藥包裝和化妝品包裝上。
二、建筑行業(yè)塑料制品在建筑行業(yè)的應用僅次于包裝行業(yè),有統計數據顯示,全球每年建筑工業(yè)消耗塑料大約在1000萬(wàn)噸以上,占全球塑料總產(chǎn)量的25%。目前,塑料已與水泥、鋼鐵、木材統稱(chēng)為四大建筑材料。塑料機械在建筑行業(yè)中,主要用來(lái)生產(chǎn)塑料異型材(塑鋼門(mén)窗)、建筑給水管(冷、熱水和供暖管、燃氣管)、城鄉供水管、市政排水管等。
塑料門(mén)窗最早于1955年由德國開(kāi)發(fā)成功。由于塑料門(mén)窗裝飾性好,保溫、隔熱、隔音、耐潮濕、耐腐蝕等方面均優(yōu)于木門(mén)窗和金屬門(mén)窗熏能在-40℃~70℃的環(huán)境溫度下使用三十年以上,而且生產(chǎn)能耗低,僅為鋼窗能耗的26%,是理想的代鋼、代木材料,目前在全世界得到廣泛應用,在歐美日等國的市場(chǎng)普及率都在40%以上,我國政府也在三北和沿海地區大力推廣這種節能材料。目前塑料門(mén)窗主要采用改性PVC制成。
PVC是目前建筑上使用最多的塑料制品,它成本低、產(chǎn)量大,耐久性較好,加入不同添加劑可加工成軟質(zhì)和硬質(zhì)的多種產(chǎn)品。硬PVC除了做門(mén)窗,還適于做給排水管道、瓦棱板、裝飾板、建筑零配件等。軟PVC可擠壓、注射成薄板、薄膜、管道、壁紙、墻紙、墻布、地板磚等,還可磨細懸浮于增塑劑中制成低粘度的增塑溶膠,作為噴塑或涂刷于屋面、金屬構件上的防水防蝕材料。用軟PVC制成的止水帶適用于地下防水工程的變形縫處,抗腐蝕性能優(yōu)于金屬止水帶。
PVC加入一定量的發(fā)泡劑還可制成PVC泡沫塑料,是一種新型軟質(zhì)保溫隔熱、吸聲防振材料。
塑料管材代替鑄鐵管和鍍鋅鋼管,具有重量輕,水流阻力小,不結垢,安裝使用方便,耐腐蝕性好,使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。并且生產(chǎn)能耗低,如塑料上水管比傳統鋼管節能62%~75%,塑料排水管比鑄鐵管節能55%~68%;使用塑料管安裝費用約為鋼管的60%左右,材料費用僅為鋼管的30%~80%,生產(chǎn)能源可節。福埃。因而在城市住宅建筑排水管應用方面熏塑料管也占據了領(lǐng)先地位。目前的塑料管材質(zhì),除PVC外還有PE和PP及玻璃纖維增強塑料(GFRP)。
PE塑料管材的使用溫度范圍和PVC一樣,都不超過(guò)50℃,現在市場(chǎng)上最流行的PPR水管是PP塑料管的一種,可耐100℃熱水。
GFRP是以不飽和聚酯、酚醛塑料或者氨基樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂為膠粘劑,以玻璃纖維制品為增強材料的塑料復合材料,適用于各種建筑物的屋面排水,也可用于工業(yè)、家庭廢水、污水的排水,還常用作衛生潔具。用GFRP制成的衛生潔具壁薄質(zhì)輕,強度高,耐水耐熱,耐化學(xué)腐蝕,經(jīng)久耐用。
建筑上還常用PS泡沫塑料、PU泡沫塑料、脲醛泡沫塑料等作為隔熱隔音材料。此外,木塑復合建筑用材還可克服原木建材易吸水、易翹曲、易受細菌昆蟲(chóng)侵蝕等缺點(diǎn),而且加工、修飾方法多樣、簡(jiǎn)便,可用于制成各種家具、鋪板、地角板、門(mén)窗等制品。
芽美國SmartDeck公司是生產(chǎn)鋪板產(chǎn)品的龍頭企業(yè),該公司利用回收的牛奶罐、雜物袋和拉伸薄膜作為塑料組分,商業(yè)化生產(chǎn)木塑鋪板,很好地解決了塑料制品廢棄后帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題。
三、交通運輸行業(yè)塑料及其復合材料在現代交通運輸業(yè)的基礎設施方面,廣泛用于路基、高速公路護欄、各種交通標識和標牌,以及高速鐵路的鋼軌扣件穴包括絕緣板、墊和擋板座等雪、軌道填充材料及彈性枕木等部件。在交通運輸工具方面,應用塑料最多的是汽車(chē)。在鐵路機車(chē)上塑料則主要用于無(wú)油潤滑部件、制動(dòng)盤(pán)摩擦片、車(chē)窗玻璃等。
聚苯乙烯(PS)泡沫板材在國外作為路基填充材料已有30年歷史,在美國和歐洲已被普遍采用。
PS泡沫板材在公路建設上的應用,可有效改善路面質(zhì)量,更好地保證道路完好平坦,尤其是在一些特殊地段,如沼澤地帶、凍土地區、雨雪較多的山地。用PS泡沫板作路基填料費用低廉,維護工作量和費用也大大降低。另外,路基用PS泡沫板還可以采用包裝材料的回收料來(lái)制作,為包裝廢棄物尋找了一個(gè)合理的去處。
纖維增強塑料(FRP)代替鋼材用作高速公路護欄,可以很好地解決公路鋼護欄銹蝕的問(wèn)題,而且安裝方便,成本低,使用性能優(yōu)于鋼護欄,同時(shí)它也成為人們解決橋梁鋼筋銹蝕問(wèn)題的一個(gè)重要選擇。
FRP絕緣的特性使它還可代替鋼材制作道路照明用燈桿。
FRP目前主要有3種,即碳纖維增強塑料CFRP、芳綸纖維增強塑料AFRP和玻璃纖維增強塑料GFRP。
其中CFRP是迄今為止應用于土木工程領(lǐng)域最早、技術(shù)最成熟,用量最大的FRP。日本最早采用CFRP絞線(xiàn)作為先張預應力筋修建了跨度576m、寬70m的Shinmia公路橋。近年來(lái),國外又新建了很多不同型式的CFRP橋梁。因為CFRP能提供鋁合金大致相同的性能,還被廣泛用于各種航空航天工具的主要部位。
GFRP因其優(yōu)異的性能現在也已經(jīng)廣泛用于各類(lèi)橋梁的建設,同時(shí)由于它能抗海生物附著(zhù),且可設計性好,整體性好,成型簡(jiǎn)便,造價(jià)低,所制造的艦船維修保養方便,使得它已成為一種重要的船用材料。
GFRP還大量使用在各種航空航天工具一些較為次要的部位。
由聚碳酸酯穴PC雪制作的交通指揮燈、路標燈燈罩,可以避免玻璃破碎傷人、更換燈罩不及時(shí)而影響市容等一系列問(wèn)題。國外還在越野公路、山區道路上敷設PC反光道釘。這種道釘兩側貼上反光微珠,夜間可在汽車(chē)前燈照射下能夠形成二三百米的光帶,保證了行車(chē)安全。
改性聚烯烴制品用于交通標識制品在戶(hù)外使用,能承受風(fēng)、雨、煙霧、汽車(chē)尾氣、日光等外界因素的多重污染和侵蝕,也可承受一定應力破壞。
超韌PA塑料和FRP用在高速鐵路的軌道結構中,可滿(mǎn)足耐低溫、抗沖擊、絕緣等要求。此外,塑料還用作可變墊板、電熱墊板、軌道填充材料、彈性枕木等零部件。美國2003年商業(yè)化生產(chǎn)一種命名為Tuff-Tie的鐵路用塑料軌枕,這種軌枕利用回收的HDPE材料,添加了50%的生石膏制造,可與原先的木軌枕一樣鋪設和使用,并有更佳的機械性能,成本更低穴價(jià)格是木軌枕的1/2雪,而使用壽命卻延長(cháng)2~3倍,同時(shí)還解決了報廢的原木軌枕由于帶有防腐油產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題。
用在汽車(chē)上的塑料種類(lèi)繁多,目前車(chē)用塑料的品種與所占比例大體為:聚丙烯21%、聚氨酯19.6%、PVC12.2%、FRP10.4%、ABS8%、尼龍7.8%、聚乙烯6%。從品種上看,聚烯烴材料因密度小、性能較好且成本低,近來(lái)有把汽車(chē)內飾和外裝材料統一到聚烯烴材料的趨勢,因此其用量會(huì )有較大增長(cháng)。聚氨酯由于原材料的多樣性,以及不同助劑和成型方法的使用,可制得符合汽車(chē)工業(yè)要求的不同類(lèi)型的產(chǎn)品。目前聚氨酯泡沫塑料重點(diǎn)發(fā)展的車(chē)用制件包括座椅、保險杠、制動(dòng)與輸油管件、儀表盤(pán)、門(mén)內護板和主柱板、轎車(chē)復合型地毯、內飾頂棚、隔音耐熱減震阻尼制品等。而聚氨酯彈性體則重點(diǎn)開(kāi)發(fā)汽車(chē)傳動(dòng)皮帶、油封、緩沖器、門(mén)窗封條、異型材膠帶、高承載輪胎等。聚氨酯涂料和膠粘劑在汽車(chē)工業(yè)的應用也越來(lái)越廣,以膠粘劑為例,可用作擋風(fēng)玻璃膠、剎車(chē)蹄片膠、高強度壓敏膠帶以及行李箱、發(fā)動(dòng)機蓋、內飾件等的密封和粘結。
ABS塑料因其強度高、剛性好、耐高溫、加工成型性好、尺寸穩定、外觀(guān)質(zhì)量好等特點(diǎn),在汽車(chē)零部件塑料化初期就已廣泛應用。美國、西歐、日本在汽車(chē)上使用的ABS塑料約占其總量的20-25%。
用在鐵道機車(chē)車(chē)輛上的塑料除了GFRP,主要是具有夾層結構的塑料合金,其內外塑料皮層的中間芯部采用有足夠厚度且有絕熱作用的泡沫塑料,可用于高速列車(chē)的流線(xiàn)型車(chē)頭,列車(chē)的門(mén)板、地板和天花板等內飾件。與時(shí)速高達200km/h以上的高速列車(chē)制動(dòng)相配套的新型制動(dòng)盤(pán)則用特種工程塑料(指聚苯硫醚、聚酰亞胺等耐溫高、綜合性能好但價(jià)格貴、用量少的一類(lèi)塑料)及其復合材料制作,以滿(mǎn)足摩擦系數穩定,配方不含鉛、石棉等有害物質(zhì),耐溫達630℃以上等苛刻要求。
PA或增韌增強聚苯硫醚代替金屬做機車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻水泵的葉輪和進(jìn)水接盤(pán),不僅避免了金屬的氣蝕現象,而且簡(jiǎn)化了制造工藝,實(shí)現了輕量化,提高了生產(chǎn)效率,降低了成本。
四、電子工業(yè)及其他塑料機械尤其是注塑機,為電器、電子信息行業(yè)提供制造冰箱、洗衣機、空調器、錄像機、收錄機、電視機、音響、計算機、打印機、復印機、傳真機、電話(huà)機、手機等產(chǎn)品的機殼、主配件等以及信息載體的各類(lèi)光盤(pán))的技術(shù)裝備。在這些方面應用的塑料制品主要是通用工程塑料。所謂工程塑料是指與通用塑料穴PE、PP、PVC、PS、ABS等熱塑性塑料雪相比,可以作為結構材料承受機械應力,能在較寬的溫度范圍和較為苛刻的化學(xué)及物理環(huán)境中使用的塑料材料。工程塑料中還可分為通用工程塑料和特種工程塑料兩類(lèi)。一般所謂通用工程塑料常指聚酰胺穴PA雪、聚甲醛穴POM雪、聚碳酸酯穴PC雪、改性聚苯醚穴PPO雪、熱塑性聚酯穴PBT和PET雪等產(chǎn)量較大,應用范圍較廣,耐溫在100~150℃之間的塑料。不過(guò)近年來(lái)通用塑料通過(guò)改性或者纖維增強,在性能上和通用工程塑料相當,成為其強勁的競爭對手。耐溫在150℃以上,生產(chǎn)規模較小,用途相對較窄的塑料被稱(chēng)為特種工程塑料,包括聚砜(PSF)、聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)和氟塑料等。特種工程塑料一般用在對耐溫和強度要求較高的航空航天、國防和醫療器械等方面。
塑料農膜(地膜和棚膜)在農用塑料中占主要地位,是繼化肥、農藥之后的第三大農業(yè)生產(chǎn)資料。塑料管材也可廣泛用于農業(yè)排灌。
醫用塑料制品對人類(lèi)疾病的診斷、治療及保健方面發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。除了PVC、PE、PP和PS等通用塑料在醫療中廣泛應用,一些工程塑料尤其是特種工程塑料在醫療設備上具有特殊的用途,因而近年來(lái)需求強勁。
PC的典型特性是韌性、強度、剛性和耐熱蒸汽消毒,這些特點(diǎn)使得它成為血液滲析過(guò)濾器、外科工具柄和氧氣罐的首選;PC在醫學(xué)上的應用還包括無(wú)針注射體系、灌注儀器、血液離心機碗和活塞。
PA具有良好的柔順性、硬度、強度和抗彎曲性,廣泛用于膨脹導管不易破且不會(huì )導致皮膚或組織發(fā)炎。一些PA等級已批準可作為血液連接器。還有PPS、LCP、PEEK、PEI以及氟塑料等特種工程塑料都在醫學(xué)上可用作藥物釋放裝備、外科工具和內窺鏡等。
中國的塑料工業(yè)發(fā)展現狀———在開(kāi)放中加速成長(cháng)
我國的塑料工業(yè)起步稍晚于歐美,在兵荒馬亂的20世紀上半葉發(fā)展緩慢。
1926年上海勝德賽珍廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)酚醛樹(shù)脂及模塑粉(電木粉)。隨后,廣州、天津、重慶等地相繼建立了一批手工業(yè)作坊式的塑料加工廠(chǎng),主要原料依賴(lài)進(jìn)口,產(chǎn)品品種少。到1949年,全中國的塑料產(chǎn)量才400噸左右。中華人民共和國成立后,酚醛塑料等熱固性塑料有所發(fā)展。
1958年自行研究設計的第一套PVC年產(chǎn)3000噸的生產(chǎn)裝置在錦西化工廠(chǎng)建成投產(chǎn),并首先用于包裝行業(yè)。用PVC壓延法生產(chǎn)的薄膜,用來(lái)包裝碳銨、硫銨化肥,代替了原先使用的麻袋包裝。這是中國塑料工業(yè)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期的標志。
1960年,上海建成年產(chǎn)500噸PS生產(chǎn)裝置。
1965年,上海高橋化工廠(chǎng)以千噸級規模生產(chǎn)HDPE。
1970年,年產(chǎn)3500噸LDPE裝置和年產(chǎn)5000噸PP裝置開(kāi)始在蘭州化學(xué)工業(yè)公司投入生產(chǎn)。
1965年我國的塑料總產(chǎn)量為9.7萬(wàn)噸,1970年增至17.6萬(wàn)噸。
70年代以后,燕山石化總公司、上海金山石化公司等先后從日本、英國、美國等國家引進(jìn)管式法LDPE生產(chǎn)線(xiàn)和HDPE生產(chǎn)線(xiàn)、PP生產(chǎn)線(xiàn),以滿(mǎn)足塑料工業(yè)對樹(shù)脂生產(chǎn)的要求。自1979年改革開(kāi)放以來(lái)中國塑料制品產(chǎn)量以高于12%的速度發(fā)展,幾乎是同期GDP增長(cháng)速度的1.5倍,遠遠高于世界塑料行業(yè)4%的平均增長(cháng)速度。塑料制品產(chǎn)量從1980年的114.4萬(wàn)噸增加到1985年的248.3萬(wàn)噸,年均增長(cháng)率為16.8%;1985-1995年均增長(cháng)率為15%;自1996年起塑料制品產(chǎn)量超過(guò)1500萬(wàn)噸,躍居世界第二位。
2004年中國塑料制品產(chǎn)量已接近1850萬(wàn)噸,2006年超過(guò)2500萬(wàn)噸,穩占輕工業(yè)總生產(chǎn)值的第三位及出口總值的第五位。中國塑料工業(yè)經(jīng)過(guò)長(cháng)期的奮斗和面向全球的開(kāi)放,已形成門(mén)類(lèi)較齊全的工業(yè)體系,成為與鋼材、水泥、木材并駕齊驅的基礎材料產(chǎn)業(yè),使我國在短短的幾十年間便成為世界塑料大國。
我國的塑料制品規模以上企業(yè)主要集中在東南沿海和經(jīng)濟發(fā)達地區,其中廣東占22%,浙江占19%,江蘇占11%,三省合計占52%,2006年三省的塑料制品產(chǎn)量合計占全國的56.8%。
各地塑料制品業(yè)已形成了較為鮮明的地域特色:廣東省以塑料管及附件、塑料包裝箱及容器、日用塑料制品及其他塑料制品為主;浙江省以塑料薄膜、塑料人造革合成革為主;江蘇省以泡沫塑料為主;山東省以農膜、塑料編織品為主;遼寧省以塑料型材為主,其產(chǎn)量均居全國首位。隨著(zhù)我國塑料生產(chǎn)和消費的日益擴大,全國還成立了以浙江余姚中國塑料城和廣東順德樂(lè )從德富塑料城為代表的大型塑料交易市場(chǎng)。余姚中國塑料城是目前國內最大的集塑料原料、塑料制品、塑料機械、塑料信息和會(huì )展于一體的專(zhuān)業(yè)市場(chǎng),已成功舉辦八屆中國塑料博覽會(huì )。
塑料包裝是是我國塑料制品加工業(yè)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。
塑料包裝材料也是我國塑料制品應用中的最大領(lǐng)域之一。
20世紀90年代以來(lái),全國塑料包裝產(chǎn)量以年均12%的增長(cháng)率增加。
2005年我國塑料包裝產(chǎn)量超過(guò)700萬(wàn)噸,約占包裝材料總產(chǎn)量的1/3,居各種包裝材料之首。各種礦產(chǎn)品、化工產(chǎn)品、合成樹(shù)脂、食品、棉花和羊毛等包裝已大量采用塑料編織袋和復合包裝袋;還有用于飲料、洗滌用品、化妝品、化工產(chǎn)品等必不可少的復合膜、包裝膜、容器、周轉箱等塑料包裝材料也有很大的需求。我國糧食的小包裝在一些大城市中已有了起步并取得了進(jìn)展。
我國在20世紀80年代引進(jìn)塑料建材生產(chǎn)技術(shù)并實(shí)現了塑料管材和異型材(塑鋼門(mén)窗)的工業(yè)化生產(chǎn)。隨著(zhù)近幾年來(lái)我國房地產(chǎn)業(yè)的迅猛增長(cháng),以及國家對基礎設施投入的加大,我國的塑料建材業(yè)已成為塑料行業(yè)中僅次于包裝的第二大支柱產(chǎn)業(yè),年均增速超過(guò)15%。據中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì )提供的數據,“十五”期間,各種建筑塑料管和塑料門(mén)窗全國平均市場(chǎng)占有率分別達45%和20%,各種塑料管與門(mén)窗型材供給約100萬(wàn)噸,加上防水材料、裝飾裝修材料、保溫材料及其它建筑用塑料制品,總量超過(guò)400萬(wàn)噸。近幾年來(lái),我國塑料建材行業(yè)尤其是塑料型材、管材已經(jīng)進(jìn)入穩定成熟的增長(cháng)時(shí)期,F在全國30%以上的地區應用了新型塑料管材,發(fā)展快的一些省市已經(jīng)達到了90%。東北三省、內蒙古等地的一些城鎮,40%以上的新建住宅都使用了塑料門(mén)窗,青島、大連80%以上的新建住宅使用了塑料窗。同時(shí),塑料建材從內裝飾件開(kāi)始向結構件、功能件發(fā)展。除了塑料地板、墻體內裝飾件保持穩定增長(cháng)外,塑料子建筑模板、防水材料、外墻支撐件、外墻保溫板、塑料加強磚等得到越來(lái)越多的應用,其增速已經(jīng)超過(guò)了塑料管材的增速。
農用塑料在國家大力扶持農業(yè)的政策指引下生產(chǎn)和消費都大幅增長(cháng)。據中國塑協(xié)農膜專(zhuān)業(yè)委員會(huì )不完全統計,目前全行業(yè)已擁有大小規模不等的農膜生產(chǎn)企業(yè)近千家,生產(chǎn)能力200萬(wàn)噸/年以上,實(shí)際產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸/年,其中年生產(chǎn)能力萬(wàn)噸以上的企業(yè)約60家。大型骨干企業(yè)約30家,其生產(chǎn)能力和年產(chǎn)量均占全國總量的60%。我國每年地膜覆蓋面積已達1.8億畝以上,地膜的年用量45萬(wàn)噸以上;棚膜覆蓋面積超過(guò)2000萬(wàn)畝,年需65萬(wàn)噸棚膜,農用膜實(shí)際消費量超過(guò)110萬(wàn)噸。國家統計局數據顯示,2005年我國農用塑料薄膜使用量達176萬(wàn)噸。
我國已成為世界上農膜產(chǎn)量和使用量最大的國家,大致相當于世界其他國家總和的1.6倍。其他塑料排灌設備年塑料用量約為20-30萬(wàn)噸。
車(chē)用塑料在我國是起步較晚,應用量還相對較少的領(lǐng)域。
從20世紀90年代開(kāi)始,隨著(zhù)汽車(chē)材料國產(chǎn)化的開(kāi)展,我國車(chē)用塑料才步入了世界發(fā)展的軌道。汽車(chē)用塑料量的多少被發(fā)達國家作為衡量汽車(chē)設計和制造水平的一個(gè)重要標志。目前我國塑料件約占汽車(chē)自重的7%~10%,僅相當于汽車(chē)工業(yè)發(fā)達國家上個(gè)世紀90年代的水平。德、美、日等國的汽車(chē)塑料用量已達到10%~15%,有的甚至達到了20%以上。
近幾年來(lái),隨著(zhù)人們生活水平的提高,以及國家政策的扶持,我國的合資汽車(chē)廠(chǎng)如雨后春筍般投產(chǎn),汽車(chē)消費市場(chǎng)也是一片紅火。但與之相比,國內車(chē)用塑料零部件業(yè)的發(fā)展則顯得不盡如人意。由于引進(jìn)車(chē)型五花八門(mén),采用標準又各有不同,迫使原料供應商只能根據每個(gè)汽車(chē)的不同標準生產(chǎn)多牌號的產(chǎn)品,以適合各個(gè)廠(chǎng)家的需求。而國產(chǎn)汽車(chē)塑料專(zhuān)用樹(shù)脂牌號少、生產(chǎn)工藝落后、產(chǎn)量低,產(chǎn)品質(zhì)量也不如國外的穩定,因此只能依靠進(jìn)口專(zhuān)用樹(shù)脂生產(chǎn)。大部分國內汽車(chē)塑料制品企業(yè)分散、規模偏小、技術(shù)含量較低。不過(guò)也有一批規;、專(zhuān)業(yè)化的汽車(chē)塑料制品供應商,如上海延鋒偉世通、長(cháng)春富奧-江森公司等,利用引進(jìn)車(chē)型的技術(shù)和加工設備進(jìn)行全面技術(shù)改造后,部分生產(chǎn)工藝水平達到了國內領(lǐng)先和國際同步水平。
塑料在我國電子電器等領(lǐng)域的應用也和車(chē)用塑料一樣,需求極劇增長(cháng),尤其是工程塑料樹(shù)脂。除POM外,其它工程塑料樹(shù)脂產(chǎn)品增長(cháng)速度都超過(guò)了20%,PC和PPO的增長(cháng)速度超過(guò)了30%。盡管我國在塑料原料———合成樹(shù)脂和助劑方面也發(fā)展迅速,在1990年至1999年10年間,合成樹(shù)脂的年平均增長(cháng)率高達15.34%,2000-2005年均增長(cháng)11.8%,約為世界年平均增長(cháng)率的3倍,但依然供不應求。由于技術(shù)落后,在工程塑料制品生產(chǎn)方面,所用的合成樹(shù)脂原料大多依賴(lài)進(jìn)口。即使是通用樹(shù)脂PE、PP、PVC、PS和ABS等許多牌號也必須大量進(jìn)口,例如燃氣管專(zhuān)用PE80、PE100、PPR管所用的專(zhuān)用原料,BOPP薄膜使用的PP專(zhuān)用料等,特別是每年國內使用的100多萬(wàn)噸ABS樹(shù)脂,其90%是依賴(lài)進(jìn)口解決。塑料助劑的國內產(chǎn)量也無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。此外,塑料在我國醫療器械、國防、航空航天和環(huán)保等方面的生產(chǎn)和應用還與發(fā)達國家有相當大的差距。因此提高國產(chǎn)工業(yè)用塑料的技術(shù)含量還有待于我國各級政府和企業(yè)的大力資助以及相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家的共同努力。
在塑料制品產(chǎn)量和消費量劇增的同時(shí),我國的塑料機械(包括模具)行業(yè)也發(fā)展迅速,其發(fā)展速度與所創(chuàng )主要經(jīng)濟指標在機械工業(yè)的194個(gè)行業(yè)中名列前茅。塑料機械年制造能力約20萬(wàn)臺(套),門(mén)類(lèi)齊全,在世界排名第一。
塑料機械企業(yè)主要分布在東南沿海、珠江三角洲一帶,其中浙江寧波地區發(fā)展勢頭最猛,現已成為中國最大的注塑機生產(chǎn)基地,年生產(chǎn)量占國內注塑機年總產(chǎn)量1/2以上,占世界注塑機的1/3,寧波因而被中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )授予“塑機之都”的稱(chēng)號。
芽浙江臺州的模具制造和廣東省的塑機制造也很著(zhù)名。廣東省模具由于發(fā)展速度快,專(zhuān)業(yè)化、標準化程度高,模具品質(zhì)高等因素,具有較強的市場(chǎng)適應能力和出口創(chuàng )匯能力,在全國同行業(yè)中的地位逐年上升,被中國模具工業(yè)協(xié)會(huì )領(lǐng)導稱(chēng)為“當今中國模具第一大省”。
我國不僅是世界上最大的塑料機械生產(chǎn)國,同時(shí)也是世界上最大的塑料機械進(jìn)口國和重要的出口國。近年來(lái)我國塑料機械出口年均增長(cháng)40%,對發(fā)達國家和地區的出口量占到了一半以上,技術(shù)水平迅速提高,在世界塑料機械市場(chǎng)所占份額由2001年的6.4%增長(cháng)到2004年的10.2%。盡管如此,由于成本和技術(shù)能力所限,我國的大部分塑料機械產(chǎn)品仍然主要集中在通用的中小型設備上,技術(shù)含量低,20世紀80-90年代的低檔產(chǎn)品供大于求。有的品種比如密煉機基本上還處于模仿國外產(chǎn)品的階段,雖然技術(shù)參數、主要性能和外形也都相似,但規格不全,尚未形成完整的系列。國產(chǎn)擠出機缺乏競爭力,大部分擠出機企業(yè)都只能生產(chǎn)中小型通用機械用的擠出成型裝備,在控制水平、效率、精度、可靠性和成套性等方面與發(fā)達國家相比差距較大。大型的、精密的擠出機組主要靠進(jìn)口。據2001年統計,中國進(jìn)口塑料機械使用外匯11.2億美元,而出口塑料機械創(chuàng )匯只有1.3億美元,進(jìn)口遠大于出口。不過(guò)可喜的是越來(lái)越多的具有前瞻眼光的企業(yè)正努力開(kāi)展自主研發(fā),向塑料機械的中高端市場(chǎng)進(jìn)軍。一些骨干企業(yè)引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)后迅速轉化吸收,開(kāi)發(fā)出獨具特色的新產(chǎn)品,已引起國內外同行的注目。
目前,國內一些主要生產(chǎn)廠(chǎng)家對進(jìn)口開(kāi)煉機進(jìn)行改進(jìn),已形成完整系列,品種規格齊全,完全可以滿(mǎn)足用戶(hù)各方面的要求。如大連冰山橡塑股份有限公司率先完成了開(kāi)煉機的系列化改型開(kāi)發(fā),改型后的開(kāi)煉機結構緊湊、傳動(dòng)效率高、潤滑條件好,已達到國際先進(jìn)水平,獲得國內外用戶(hù)青睞。
注塑機是目前中國塑料機械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達國家差距較小的塑機品種之一。在我國,注塑機的產(chǎn)值占塑機總產(chǎn)值的38%,近一半的塑料制品是由注塑機生產(chǎn)的。
國內一些注塑機生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出多種達到或者接近國際先進(jìn)水平的注塑機。比如寧波海達塑料機械有限公司開(kāi)發(fā)的包括列入國家火炬計劃的直壓式注塑機、作為HD系列升級版的HDX系列注塑機等;寧波海天開(kāi)發(fā)出用于汽車(chē)配件的中國最大鎖模力注塑機,以及節能效果明顯的HTD全電動(dòng)注塑機、J5伺服節能注塑機和大型二板系列注塑機,還有可用于生產(chǎn)各種高精密塑料制品的全自動(dòng)HTF80X-HFT3600X型系列注塑機等;寧波震雄開(kāi)發(fā)出用于光盤(pán)的專(zhuān)用機和用于PET瓶坯注塑的全電動(dòng)專(zhuān)用機型;寧波海航開(kāi)發(fā)出能耗僅為普通臥式注塑機50%的超大型節能注塑機。寧波海太塑機,海達塑機,雙馬塑機等公司,普遍采用變量泵節能技術(shù),與過(guò)去定量泵塑機相比,節電在30觸60%之間。
中國的中空成型機發(fā)展迅速,也已形成了自己的系列。為盛裝不同溶液的需求,可生產(chǎn)單層、多層容器,容積為1-5000L。目前新開(kāi)發(fā)出的主要機型有:數控多坐標中空成型機、高效雙模注拉吹中空成機、直接調溫式注拉吹中空成型機等。
近幾年中國塑料機械成套性也有很大進(jìn)展。如塑料造粒機組從主機、供料計量、機頭、造粒和回收系統,到加熱、冷卻、電控、溫控系統都達到了相當完善的程度。薄壁管、厚壁管、纏繞管、波紋管穴單、雙壁雪、復合管等各種管材機組的規格日趨齊全,產(chǎn)品水平、質(zhì)量不斷提高。為適應多層復合膜的需要,復合共擠技術(shù)及其成型機組穴吹膜機組雪也發(fā)展迅速。如青島德意利集團最近研制的中空壁纏繞管生產(chǎn)線(xiàn),生產(chǎn)的直管管徑可達300mm。
又如廣東金明塑膠設備有限公司吸收、引進(jìn)德國萊芬豪賽公司關(guān)鍵技術(shù)制造的大型多層共擠復合膜機組,吹制膜單幅寬可達20m。該機組可吹制棚膜、農膜和土工膜,是一機兩用設備,適用于多種PE及其共聚物等原料。機組中除采用了內冷技術(shù)及超聲波監控技術(shù)外,還同時(shí)采用了機、電、氣動(dòng)和液壓等多種技術(shù),并有多項技術(shù)申請了技術(shù)專(zhuān)利。
隨著(zhù)中國經(jīng)濟整體穩定持續健康發(fā)展,中國塑料工業(yè)實(shí)現了跨越式的發(fā)展,以塑料制品業(yè)為核心的“朝陽(yáng)工業(yè)”產(chǎn)業(yè)規模進(jìn)一步擴大,連續多年主要經(jīng)濟指標逐年遞增,全行業(yè)不斷發(fā)展壯大,塑料加工機械、塑料制品、塑料樹(shù)脂已分別位居世界第一、第二、第三,已具備一定的實(shí)力參與國際競爭。但是在經(jīng)濟全球化高速發(fā)展和我國加入WTO后的新形勢下,越來(lái)越多的跨國巨鱷來(lái)到中國,搶占中國這個(gè)世界最大的市場(chǎng),我國的塑料工業(yè)面臨著(zhù)前所未有的機遇和挑戰。要想在競爭中勝利,我們需要不斷增強行業(yè)技術(shù)創(chuàng )新能力,持續不斷的開(kāi)發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的新產(chǎn)品;不斷調整產(chǎn)業(yè)結構,使企業(yè)結構和產(chǎn)品結構產(chǎn)業(yè)集約度穩步上升,這樣才能使我國塑料工業(yè)的整體優(yōu)勢得到進(jìn)一步提升和加強,與國際上發(fā)達國家的差距逐漸縮小,讓我們從“塑料大國”發(fā)展成為“塑料強國”。