淺談工程塑料在家用電器上的應(yīng)用技術(shù)
隨著家電產(chǎn)業(yè)往更高端發(fā)展，工程塑料在家電產(chǎn)品的應(yīng)用變得越來越重要。工程塑料相對通用塑料具有更優(yōu)異的綜合性能，相對金屬材料具有更廉價，易成型的優(yōu)勢，將在未來的材料舞臺上更具發(fā)展?jié)摿Α?br>
工程塑料（engineering plastics）是在20世紀(jì)50年代開始迅速發(fā)展起來，在家電產(chǎn)品中得到了大量采用。它具有比通用塑料更優(yōu)異的機械強度、耐久性、耐熱性、耐腐蝕性等，同時又有金屬材料所沒有的優(yōu)越性能（例如：易于成型、價格低、美觀、輕量化等）。
工程塑料的類別
工程塑料主要包括聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酯(PET，PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳基酯等。
下面筆者將在家電上應(yīng)用的幾種工程塑料，簡單的分析及各自應(yīng)用上的一些技術(shù)點。
聚碳酸酯PC（聚碳酸酯合金材料PC/ABS）
PC是一類玻璃態(tài)非晶聚合物材料,它比通用塑料最大的優(yōu)點就是具有出色的耐熱和抗沖擊能力。
現(xiàn)在很多家電及汽車部件，會使用PC/ABS合金材料，不但能提升外觀的光亮度，同時還具備優(yōu)良的耐熱和沖擊性。
PC/ABS是以聚碳酸酯(PC)、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)為主體材料，加入一些增容劑，通過熔融混合擠出制得PC/ABS合金。隨著家電產(chǎn)品的智能化、外觀高級化趨勢所向，在滿足多樣化的功能以外，用戶對外觀美化的追求也越來越高。目前這一類材料已經(jīng)逐步開始在電飯煲、吸塵器等小家電的外殼、裝飾件等被廣泛應(yīng)用，用于替代ABS等通用塑料（下表為我們對PC/ABS與ABS的各項性能進行對比測試數(shù)據(jù)，僅供參考），其沖擊性能和耐熱性能遠遠優(yōu)于ABS。
同時PC/ABS也可被稱之為免噴涂材料，因為無需進行噴涂PC/ABS材料本身已具有光亮的外觀，可減少噴涂帶來的環(huán)境污染，為環(huán)境事業(yè)做出貢獻。
飽和聚酯PBT/PET
PBT和PET一起統(tǒng)稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯。它具有較高的機械強度，突出的耐化學(xué)試劑性，耐熱性和優(yōu)良的電性能。在電子電器行業(yè)主要用于：無熔線斷電器、電磁開關(guān)、馳返變壓器、家電把手、連接器、外殼等。在家電產(chǎn)品部品中一般加入10%-40%不等的玻纖纖維進行增強改性應(yīng)用。
由于PBT（或PET）其優(yōu)異的耐熱性能，并廣泛應(yīng)用于電飯煲中的加熱盤，這類產(chǎn)品往往還需要非常好的阻燃性能。在我們的開發(fā)過程中，值得注意的是PBT要做到良好的阻燃很容易，但是由于電飯煲類家電產(chǎn)品要考慮其阻燃劑在材料中的耐蒸汽性，而這類高溫水蒸氣很容易將PBT中的阻燃劑析出，導(dǎo)致表面白化，外觀惡化。類似于這種加熱盤，作為家電產(chǎn)品的二次外觀件，如果客戶看到表面白化物質(zhì)，難免會覺得不適感。所以PBT材料中，這個問題是被忽視的，需要對阻燃劑體系進行改善。以下是關(guān)于PBT材料耐蒸汽實驗后白的具體說明及分析：
•耐蒸汽試驗方法：利用HAST壽命加速老化試驗機，在A廠家（日本）及B廠家（中國）的材料，在125℃、100RH%的條件下，放置230H，進行對比試驗。
•白化物質(zhì)分析方法：①量取5ml丙酮溶液，沖洗白色異物的表面3分鐘，量取0.2μml，利用日本島津公司產(chǎn)的氣相質(zhì)譜分析儀GCMS進行分析。②量取5ml丙酮溶液，沖洗無白色異物表面3分鐘，量取0.2μml，利用日本島津公司產(chǎn)的氣相質(zhì)譜分析儀GCMS進行分析。
GCMS分析結(jié)果：白色析出物為雙酚A（BPA）。
而其中一種常用阻燃劑四溴雙酚A就是雙酚A的溴化衍生物。BPA物質(zhì)能導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，威脅著胎兒和兒童的健康。從2011年3月2日起，禁止生產(chǎn)含化學(xué)物質(zhì)雙酚A(BPA)的嬰兒奶瓶。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，四溴雙酚A在2A類致癌物清單中。所以這類阻燃劑在PBT中的使用需引起重視，預(yù)計很快就將被列入出口禁止物質(zhì)名單中。
聚苯硫醚PPS
PPS塑料（聚苯硫醚）是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性特種工程塑料，其突出的特點是耐高溫、耐腐蝕和優(yōu)越的機械性能。通過添加玻璃纖維或其他增強材料改性后，可以使沖擊強度大為提高，耐熱性和其他機械性能也有所提高。PPS因其較小的收縮率（0.15-0.25%）及超強的剛性，在家電產(chǎn)品的螺栓、接頭螺口等位置可替代金屬使用。相對于金屬而言，其易成型、價格低、加工速度快等優(yōu)勢十分明顯。
我們對國內(nèi)一家改性廠家的玻璃纖維增強PPS的性能進行評估。
結(jié)果表明PPS的剛性可達通用塑料ABS等材料的3-5倍，甚至更強。
這里順便也提下，也有人嘗試使用玻璃纖維增強尼龍PA6/66替代金屬材料。但是尼龍最大的缺陷在于其吸水性導(dǎo)致部件在長期使用后尺寸不穩(wěn)定，導(dǎo)致配合不良等發(fā)生。
展望
綜上所述，筆者僅是列舉了3種不同類型的典型的工程塑料在家電產(chǎn)品應(yīng)用上的一些關(guān)注點及注意點。
筆者相信隨著將來更具科技感的家電產(chǎn)品面市，工程塑料的應(yīng)用會被越來越重視，訴求也會越來越大。
提前開發(fā)具有高級外觀、更高強度、綠色環(huán)保、更多功能化的材料是中國國內(nèi)的一些改性廠家打響未來材料之戰(zhàn)的重中之重。
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