中国热点化工产品市场分析331

高科技塑料：身手不凡的柔韧大师
□  中国化信特种橡胶与塑料研究部  任芳

    无论是驱车飞驰在公路上，还是怡然自得的垂钓于池水边，高科技含量的塑料都悄然无声地出现在了我们的
生活中，它以其轻质、柔韧性强等优点正在为开辟全新的产品设计方案提供可能，同时也为保护气候和环境作出
了重大贡献，应用前景极其光明。
　　汽车工业是高科技塑料应用增长最快的领域。30年前，高科技塑料只占到整车部件材料的约7%，今天这个
比例已经达到20%，而且还在不断增加中。高科技塑料的重要性在其他领域中也日益彰显，从高端洗衣机的控制
面板、灯具固定装置、开关、窗框，到足球场馆以及球员最新的运动装备，几乎每天都有新的塑料应用问世。
　　当然，高科技塑料的前景并不限于此，它们的发展与未来社会的主要发展趋势紧密相连。在迁移流动、城市
化、水供应和农业等领域，高科技塑料将提供更多的解决方案。作为全球高科技塑料的领先制造企业之一，朗盛
从这些增长趋势中获益匪浅。因此，朗盛已将2011年定为“高科技塑料年”，以其高科技、高性能塑料产品和技
术作为很好的实例，悉数高科技塑料的多彩应用与创新活力。


1. 构筑汽车轻量化梦想
　　站在车流穿梭不息的街头，不禁感叹作为现代化发展最为明显的标志之一，汽车已成为人们越来越依赖的代
步工具。与此同时全球汽车产业也在面临变革。在中国、印度和巴西等新兴市场，汽车保有量正以几何级数增加，
货运卡车的数量也在激增，因此制造商面临着日益紧迫的降低汽车能耗与温室气体排放的压力。

　　车用塑料大展身手
　　减轻汽车自重是解决问题的关键之一，每辆汽车的重量每减轻100kg，百公里油耗可降低0.3~0.6 L，其二
氧化碳排放每公里可降低约13 g。在现有制造技术下，塑料给汽车提供了重量下降的巨大潜力。在目前的中型汽
车中，塑料的比例已经占到15%。随着新的设计理念以及创新的材料组合的问世，这个比例在未来还将大幅提高。
汽车制造商正在积极为各种汽车部件寻求新材料以减轻重量，同时为涉及到高温和腐蚀性生物燃油部件的高效引
擎技术提供帮助。从中期来看，复合材料和电动驱动的趋势将成为促进塑料在汽车应用中的主要因素。
　　聚酰胺（PA）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）在当下的汽车车身中已得到广泛的应用，包括车载电子设备、
软管和轻质车身部件等。汽车制造越来越重视电子控制的舒适性、方便性和安全性，诸如动力方向盘和油泵等电
动附加系统的安装越来越普遍。这推动了PBT塑料产品的销量增长超越市场平均水平。在车内用于空调系统的电
子部件、控制单元、电子自动制动装置（ABS）、电子稳定程序（ESP）、电动车窗、座椅控制单元和电动机外壳等
部件中都可以见到PBT的身影。


　　混合材料技术创新进行时
　　如果说塑料在汽车轻量化进程中还稍显势单力薄，塑料-金属复合材料技术——也被称为混合技术，则是对
汽车轻质结构部件的一大创新，这一创新已成为推动汽车轻量化的主流力量。该混合技术将塑料与金属（如钢和
铝）的优点组合起来，不仅具有金属高弹性模块、高强度和极佳的延展性能的优点，还兼顾塑料的高强度以及在
冷热环境中良好的抗冲击力。玻璃纤维强化级别的PA6是复合材料中最常使用的塑料，由此制造出了具有高度承
载能力的自承式部件，不但比全钢部件重量轻，而且更安全、更坚固。
    混合技术首次被作为大型系列部件运用于汽车前端的生产上，目前几乎所有国际汽车制造商都使用了这种由
PA6和钢板制成的混合材料汽车前端。迄今为止，使用朗盛杜力顿BKV 30 H2.0产品制造出来的这种车身结构部
件已经远远超过5000万件。而且塑料-金属混合技术的应用范围仍在不断拓宽中。除了踏板支架和车顶框架部件
外，现在一些货车的刹车踏板也在使用这种轻质材料制造。与全钢结构设计相比，这些踏板的承载能力增加了60
kg，重量减轻了40%，成本降低20%。
　　在复合材料汽车前端制造中，可以使用铝来替代钢板。首款采用这一设计的车型是奥迪TT，高度整合的塑料
杜力顿BKV 30 H2.0/铝部件设计使车身减轻了约15%的重量。由于这种产品在汽车减重方面的潜力巨大，塑料和
铝的混合设计已经成为一种趋势。

    尼龙复合材料板制成的混合汽车前端
　　奥迪A8前端所使用的超硬塑料——金属复合材料技术不仅使车辆更轻，而且更安全舒适。这种混合部件首
次在铝制材料以外采用了轻质尼龙复合材料板。轻质材料被用来制造混合前端的底部横梁中厚度仅1mm的U型部
件。与铝制部件相比，减轻了20%的重量。这种创新的混合部件是汽车制造商、系统供应商和原材料制造商之间
紧密合作的产物，其中尼龙复合材料板及其注塑工艺中使用了朗盛出产的杜力顿?誖产品家族中的定制PA6。

    更轻质、更安全的玻纤强化部件
　　以聚酰胺强化的部件可以减轻车身实际重量，这已在新一代玻璃纤维强化的PA6支撑件注塑结构镶嵌件中得
到了证明。除了聚酰胺支撑件，结构镶嵌件还含有高浓度构造泡沫。九件这样的镶嵌件可以减轻雪铁龙C4“毕加
索”车身重量12kg。除了重量的减轻，撞击时车内人员也得到了更好的保护，因为镶嵌件支撑起车身钢板部件，
从而防止其过早弯曲变型甚至完全毁坏，因此这种“三明治”系统能够在毁损前吸收更多能量。这就是为什么C4
“毕加索”是少数能够以五星的最高分通过欧洲NCAP（新车评估计划）撞击测试的车型之一。



2. 助推电子电气部件的升级换代
　　高科技塑料需求增长强劲
　　电子电气产业如今已经成为高科技塑料PA和PBT的第二大应用领域。这些高科技塑料产品优异的机械性能、
抗折断、耐化学腐蚀、耐热以及良好的电绝缘性能（包括高抗电痕性和电介质强度）将为电子电气产业带来福音。
杜力顿制成的典型部件包括电动工具外罩和部件、灯架接线头、扎线带、开关/连接器部件等；保根确保了插塞
接头、保险丝匣的接插式母线、接地漏电断路器以及电源接线盒等部件的可靠运行。由于信息技术和消费电子产
品的迅猛发展，全球电子电气产业对塑料的需求增长十分强劲。电子电气产品在汽车中的应用也不断增长，这方
面的例子有传感器、伺服电动机、距离控制器、夜视系统、车道偏离预警系统和辅助停车设备等，极大地促进了
PA和PBT的应用，这些材料已占到欧洲市场所有应用于汽车电子电气产品的工程塑料产品的一半以上。
　　目前，用于电子电气应用的塑料产品的开发重点集中在几个方面。其中部件的微型化是发展趋势之一，同时
使用者对性能、环保标准和阻燃部件塑料废弃物处理的要求越来越严格，降低部件生产成本也变得尤为重要。朗
盛应对这些趋势，开发出了一整套高科技塑料解决方案，例如高流动性的PBT和PA产品、高填充超硬和超强塑
料、不含卤素、红磷和锑的阻燃材料，以及用于持续高温环境部件的热稳定材料等。

　　热固性塑料的替代品
　　在很多电子电气应用场合，保根和杜力顿都成为热固性塑料的竞争对手。在原先完全被环氧树脂、聚脂纤维、
酚醛树脂、尿素或三聚氰胺甲醛树脂等材料所占领的领地内，保根和杜力顿一再将对手淘汰出局。其中一个颇具
“历史意义”的实例是灯座，根据温度级别的不同，现在都由成本低廉的PBT 或 PET制造；接线端子过去也是
以热固性塑料为材料制造的，现在这一领域几乎全部使用定制的阻燃PA材料；PA66级别业已成为线圈成形器封
装的首选材料。在封装过程中这些材料几乎不会释放VOC（挥发性有机化合物），在薄壁区域机械性能更好，且生
产成本低，并允许通过功能整合降低成本。它们还可用于刷柄和电动马达转子和定子的结构框架，这些产品如今
不再使用热固性塑料BMC（模塑料块）制造，而改用低可燃性、玻璃纤维强化的保根B 4235和保根B 4235 Z产
品，这些产品可以承受持续高工作温度。
　　现在由PA制成的大电流断路器也已经很普遍。尽管每户德国家庭中常见到的16A断路器主要是由玻璃纤维/
金属强化的PA制成的，但大电流断路器大部分使用的还是热固性塑料。朗盛与这一领域的多家制造商开展合作，
最近成功开发出了能够满足大电流断路器所有要求的PA 6 和PA66级别产品，例如经30%玻璃纤维强化的PA66
产品杜力顿DP AKV 30 FN00以及金属/玻璃纤维强化杜力顿DP BM 65 X FM30，这两种材料均满足应用过程中的
关键要求（包括阻燃剂不含卤素、耐热性能完美、阻耐电弧性强等）。


3. 强力丝线尽显柔韧
    单丝——聚酰胺或聚酯制成的单股塑料线，具有强度大、弹性好、抗腐蚀能力强等突出优点，被广泛用在捕
鱼、系泊、过滤产品中，在网球拍和造纸产业中也都有应用。单丝最初是作为丝线的替代品被开发出来的，在过
去70余年中单丝已被广泛应用于不计其数的场合，声名大噪。其中纺织业等工业用途居多，但在农业和运动装
备行业中也能常常见到单丝的身影。

　　农业用单丝
　　葡萄栽培是单丝应用的另一个崭新领域。朗盛Bayco品牌的定制产品性能和紫外线稳定剂经过了多年的测试
和试用考验，是葡萄藤蔓棚架的理想绳线材料。葡萄种植者们赞赏这一产品具有诸多优点，例如重量轻，容易在
葡萄藤架中操作，节省材料；Bayco抗腐蚀、抗化学喷洒、抗叶面肥料和腐植酸；即便在炎炎夏日，Bayco绳线
也能保持紧绷，因此无需其他绷紧措施。

　　强劲缆绳
　　朗盛生产的Atlas单丝的断裂负载高、尺寸稳定性和耐用性好，非常适合船运行业使用。经几十年的实践证
明，这些产品是有效的锚缆绳和系泊缆绳材料，即使是大型集装箱货轮和巨型油轮也不例外。Atlas缆绳由聚酰
胺多层丝和Atlas单丝经过特殊工艺制成，因其动力强劲、弯曲疲劳强度出众、耐腐蚀和盐水侵蚀，Atlas缆绳
几乎不需要维护，是钢缆和其他合成缆绳的高性价比替代品。

    单丝的垂钓乐趣
　　朗盛出品的单丝不仅能用来制造手臂般粗的缆绳，而且还能用来制造最精细的钓线。不同的垂钓环境要求特
定的钓线性能，包括长度、颜色、拉伸强度、透明度或柔韧性等。使用理想的原材料和加工技术，贝纶单丝公司
提供品种丰富的钓线，可用于运动垂钓或休闲垂钓，包括业经钓鱼锦标赛验证的顶级品质产品级别。

　　为最强发球而制
　　超高线性坚韧度、弹性和耐磨损性能的组合使得贝纶单丝公司出产的聚酰胺和聚酯产品成为网球拍和壁球拍
线绳的首选材料。因性能出众，特色鲜明，朗盛集团的贝纶聚酰胺产品级别是网球拍绳线的理想材料。使用贝纶
聚酰胺单丝线绳网球拍的网球选手还曾经赢得过法国和澳大利亚公开赛的大满贯冠军。

  　可靠的牵引线
　　几十年来，Atlas和Bayco单丝还被应用于通讯和电子工程产业，成绩显著。这些单丝优良的弹性、圆度、
拉伸强度和耐用性，使得由这两种朗盛产品制成的牵引线成为工业中可靠而有力的工具。特殊的抗紫外线、耐热、
耐候单丝能够满足各种不同的工业应用要求。