工程塑料代替金屬材料的必然趨勢

一、工程塑料的全球應用趨勢

根據《中國產業信息》的*新數據，2013年我國工程塑料消費量達到330萬噸，行業銷售市場規模約595億元。在*新的發改委和工信部聯合公布的《工業產業調整和振興規劃》中將工程塑料明確劃歸到新材料領域，成為重點發展的戰略性新興產業，專業人士預計未來4到5年，工程塑料的需求量將繼續維持10%以上的增長速度。

在太陽能光伏、風能等新能源領域，歐美發達國家的工程塑料應用量已接近50%，而我國的使用比例還不到20%，其他基本仍以金屬原料為主。同樣在汽車領域，與全球42%的工程塑料應用量相比，在我國僅為10%左右，預計未來幾年汽車行業將成為工程塑料消費量增速*快的領域。盡管工程塑料應用方面發展迅速，但國內工程塑料自給率卻不足25%，“十二五”規劃明確指出，到2015年國內工程塑料市場滿足率將力爭超過50%，顯現出我國工程塑料行業發展前景極其廣闊。

二、工程塑料為什么要代替金屬

工程塑料是塑料大家族中的后起之秀。它們不僅保留了普通塑料一系列優良特性，而且遠高于普通熱塑性塑料的耐熱性（一般可在100℃～200℃以上高溫下長期工作）和機械強度，因而可在許多應用領域中代替金屬作為工程材料（或稱結構材料）使用。

隨著社會及科技的發展，我們對工業設備、汽車等提出了更高的要求：輕型、節能、美觀、安全、環保等。而塑料制品由于具有良好的性能、低廉的價格、簡單的加工工藝，在和金屬材料的PK中，取得越來越明顯的優勢。

以汽車為例，在汽車工業領域大量使用塑料制品，以代替各種昂貴的有色金屬和合金材料，不僅提高了汽車造型的美觀與設計的靈活性，降低了零部件加工、裝配與維修的費用，而且還可以降低汽車的能耗。

美國通用公司做過一個測試，在一個汽車設備的制造過程中，共需要38個金屬零件，成本高達75美元。同樣，如果采用了工程塑料制造，把所有部件整合成一個部件，成本僅需30美元，縮短了55%的裝配時間，高達99%的合格產率。這得益于工程塑料的生產工藝可以整合零件、二次加工成本低、縮短設計周期、質量好、生產率高。

所以，工程塑料代替金屬是用戶需求、節能減排、市場競爭的需要。

三、工程塑料相比金屬材料有什么具體優勢

我們以聚碳酸酯（PC）為例，既具有類似有色金屬的強度，同時又兼備延展性及強韌性，它的沖擊強度極高，用鐵錘敲擊不能被破壞，能經受住電視機熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好，并可施以任何著色。具體比較如下：

以光伏產業為例，目前歐美發達國家在光伏設備塑料匯流箱的使用比例已達53%，而國內才剛剛起步，比例僅為16%。而就在兩年前這個比例還不足5%。由于匯流箱都用于戶外等惡劣環境下，對箱體抗腐蝕性、使用壽命、抗沖擊、耐候性、以及對箱體內元器件保護防護等級等核心要求非常高。相比金屬箱體，工程塑料箱體的抗腐蝕性是金屬的2倍，使用使用壽命是金屬的2～3倍，抗沖擊性和耐候性能均超過金屬箱體，防護等級比金屬箱體提高22%，可達IP67。所以，目前國內光伏廠商均開始研制并使用以工程塑料為主的匯流箱，相信不用幾年，可跟上或超過金屬箱的使用比例。

四、結束語

事實證明，金屬和普通塑料均無法滿足越來越多的使用和環保要求。對此工程塑料及較簡單的加工方法則是人們所期望的。工程塑料不僅機械強度高，而且綜合機械性能好；耐熱性、耐久性優良，壽命長，可靠性好。上述舉例的光伏新能源、汽車行業多個應用中，今后塑料在其他零部件上的開發利用將會更加活躍。

從全世界材料生產所消耗的能量來看，工程塑料生產有利于節省能量、節省能源。塑料以石油為原料，其使用結果，既可輕量化又可省能源，可以說是一舉兩得。但目前而言塑料比金屬材料的強度略差，一般情況下，工程塑料要隨之增加壁厚以增加強度。隨著科技的不斷發展，越來越多的復合型工程塑料也隨之產生，這在國有經濟各領域中具有越來越廣泛而又重要的作用，代替金屬材料是必然趨勢。

德國Spelsberg全系列產品均采用工程塑料為材質，經一次性模具注塑而成，保證了其防護等級，工程塑料特性決定了其抗老化、防腐蝕、抗UV紫外線等。