1. Pendahuluan
Plastik teknik, karena sifat mekaniknya yang sangat baik, ketahanan panas, dan stabilitas dimensi, banyak digunakan dalam otomotif, elektronik, peralatan rumah tangga, kedirgantaraan, dan aplikasi medis. Dengan peningkatan industri dan lingkungan aplikasi yang semakin kompleks, plastik teknik tradisional berjuang untuk memenuhi persyaratan kinerja tertentu, seperti kekuatan yang tidak memadai, resistensi suhu tinggi terbatas, dan retardansi nyala yang buruk. Untuk mengatasi tantangan ini, plastik teknik yang dimodifikasi telah muncul. Modifikasi plastik rekayasa melalui cara fisik atau kimia, seperti penguatan, pengerasan, keterbelakangan nyala, konduktivitas listrik, dan konduktivitas termal, tidak hanya secara signifikan meningkatkan kinerja mereka tetapi juga memperluas aplikasi mereka, menjadi arah pengembangan utama dalam industri material.
2. Peningkatan Kinerja Utama Plastik teknik yang dimodifikasi
Meningkatkan sifat mekanik
Kekuatan dan kekakuan penguatan: Metode umum adalah menambahkan serat kaca (GF), serat karbon (CF), atau pengisi mineral. Bala bantuan ini secara efektif meningkatkan kekuatan tarik, modulus lentur, dan stabilitas dimensi plastik. Misalnya, nilon yang diperkuat serat gelas (PA-GF) banyak digunakan dalam tudung dan roda gigi otomotif. Meningkatkan ketangguhan dan ketahanan dampak: Penguat karet (seperti EPDM dan EPR), modifikasi kopolimerisasi, atau pencampuran dengan elastomer dapat meningkatkan kerapuhan plastik, meningkatkan kekuatan dampak, dan meningkatkan kinerja pada suhu rendah dan di lingkungan yang menantang.
Mengoptimalkan kinerja termal
Meningkatkan resistensi suhu tinggi: desain struktur molekul, pengenalan struktur cincin aromatik, dan penambahan pengisi yang sangat stabil secara termal dapat secara signifikan meningkatkan suhu distorsi panas (HDT) plastik. Misalnya, PPS dan Peek banyak digunakan dalam elektronik dan kedirgantaraan kelas atas.
Meningkatkan konduktivitas termal: Penambahan pengisi konduktif termal seperti bubuk logam, silikon nitrida, dan graphene dapat meningkatkan konduktivitas termal plastik, memungkinkan penggunaannya dalam aplikasi seperti pencahayaan LED dan sistem pendingin baterai.
Retardancy api
Retardants api berbasis halogen: Meskipun efektif, mereka menghadirkan masalah lingkungan dan saat ini sedang menurun digunakan.
Retardan api bebas halogen: berbasis fosfor, berbasis nitrogen, dan penghambat api berbasis hidroksida anorganik lebih ramah lingkungan dan memenuhi peraturan UE seperti ROHS dan REACH. Bahan yang dimodifikasi penahan api sangat penting di sektor elektronik dan interior otomotif. Sifat listrik
Insulasi: Melalui pemurnian dan penggunaan pengisi khusus, plastik dapat mempertahankan sifat isolasi yang sangat baik dan digunakan dalam penutup listrik dan komponen isolasi motorik.
Sifat konduktif: Dengan menambahkan karbon nanotube (CNT), graphene, atau serat logam, plastik modifikasi konduktif atau antistatik dapat diproduksi untuk perlindungan elektronik dan listrik.
Perlindungan dan Keberlanjutan Lingkungan
Plastik Modifikasi Berbasis Bio: Misalnya, plastik teknik berbasis PLA, setelah penguatan dan modifikasi penghambat api, sebagian dapat menggantikan plastik teknik berbasis petrokimia.
Daur ulang dan modifikasi Low-VOC: Melalui retardansi api bebas halogen, aditif bebas logam berat, dan teknologi pencampuran fisik, plastik teknik yang dimodifikasi lebih sesuai dengan tren lingkungan hijau.
3. Aplikasi khas plastik teknik yang dimodifikasi
Industri otomotif
Ringan: Suku cadang otomotif secara bertahap menggantikan logam dengan plastik untuk mengurangi berat kendaraan dan meningkatkan penghematan bahan bakar. Misalnya, PA dan PBT yang diperkuat serat kaca banyak digunakan dalam tudung mesin, manifold intake, pegangan pintu, dll.
Kendaraan Energi Baru: Modul baterai, pelabuhan pengisian daya, dan badan kendaraan ringan semuanya menempatkan tuntutan yang lebih tinggi pada plastik api-penahan api, tahan panas, dan konduktif termal. Elektronik dan listrik
Plastik yang sangat tahan panas, tahan api, dan isolasi yang dimodifikasi adalah bahan utama untuk sakelar listrik, soket, selubung kabel, dan selongsong perangkat elektronik.
Dengan pengembangan industri energi 5G dan baru, permintaan untuk frekuensi tinggi, konstanta dielektrik rendah (DK) dan plastik yang dimodifikasi dielektrik rendah (DF) berkembang pesat.
Peralatan rumah tangga dan barang konsumen
Estetika keseimbangan plastik rekayasa yang dimodifikasi, kekuatan mekanik, dan daya tahan. Misalnya, paduan ABS/PC banyak digunakan dalam selongsong TV, pintu kulkas, dan rumah pembersih vakum.
Aerospace
Plastik rekayasa modifikasi berkinerja tinggi seperti PEEK dan PPS mempertahankan kinerja yang stabil dalam lingkungan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan sangat korosif, secara signifikan mengurangi berat struktural pesawat terbang.
Alat kesehatan
Bahan yang dimodifikasi seperti PC dan POM digunakan dalam instrumen bedah dan sistem pengiriman obat, disukai untuk kebersihan yang tinggi, resistensi sterilisasi, dan biokompatibilitas.
4. Tren Pengembangan Masa Depan
Integrasi multifungsi: Modifikasi di masa depan tidak hanya akan fokus pada peningkatan kinerja tunggal, tetapi juga akan mengejar keseimbangan komprehensif sifat mekanik, tahan api, tahan panas, konduktif termal, dan listrik. Nanoteknologi dan pengisi pintar: penambahan nanomaterial (seperti graphene, CNT, dan nanosilicon) tidak hanya secara signifikan meningkatkan kinerja tetapi juga berpotensi memberikan fungsi cerdas (seperti penyembuhan diri dan penginderaan).
Pembangunan hijau dan berkelanjutan: Plastik teknik yang dimodifikasi berdasarkan bahan berbasis bio akan menjadi alternatif penting untuk plastik petrokimia tradisional.
Efektivitas dan skalabilitas biaya: Meningkatkan kinerja sambil mengurangi biaya dan mencapai aplikasi skala besar adalah kunci untuk industrialisasi di masa depan.
