幾個(gè)世紀(jì)以前的希臘人可能無(wú)法預(yù)料到，他們的“聚合物”一詞（意思是“有許多部分”），今天會(huì)成為一類材料的名稱。聚合物可以被定義為由大量相似單元（被稱為單體）聚集而成的分子結(jié)構(gòu)組成的一種物質(zhì)。 我們不要忘記，大自然首先發(fā)明了聚合物——蛋白質(zhì)、碳水化合物、頭發(fā)、指甲，甚至DNA都是聚合物。人造聚合物的出現(xiàn)要晚得多，但今天已經(jīng)無(wú)處不在，并在現(xiàn)代生活中扮演著重要角色。 目前，每年大約生產(chǎn)3億噸聚合物，約占全球石油和天然氣消耗的6%。聚合物可分為兩大類——熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性聚合物的初始狀態(tài)通常為粘性液體，在受熱或加壓后發(fā)生硬化，形成不可再次熔融的固體。Araldite?膠粘劑即是一個(gè)例子。而就本文而言，熱塑性塑料則可在加熱時(shí)發(fā)生軟化和熔融，然后將其成型并在冷卻后變硬。熱塑性塑料可再熔融和再成型。 聚合物金字塔形圖 理解這個(gè)復(fù)雜主題的最簡(jiǎn)單方法之一，就是將聚合物按金字塔形圖排列。金字塔形圖將聚合物分為三個(gè)主要類別: · 商品聚合物 · 工程聚合物 · 高性能聚合物 商品聚合物如聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）位于金字塔底部。這類聚合物易于獲得且用量大，并根據(jù)用途具有相應(yīng)的性能。例如聚乙烯，通常用于制造大容量用品，如塑料袋和包裝材料，在此類應(yīng)用中高溫或極限強(qiáng)度不是關(guān)鍵因素。 而聚氯乙烯（PVC）是一種廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)的材料，具有剛性和柔性兩種形式，剛性牌號(hào)用于窗框、排水管和管道，柔性牌號(hào)則通常用于電纜絕緣。商品聚合物的原材料通常來(lái)自石油和石化衍生物，并且生產(chǎn)成本低廉。而生產(chǎn)PVC的主要原料為鹽類物質(zhì)。 相比之下，工程塑料與商品聚合物有明顯區(qū)別，其具有一系列優(yōu)越的性能，尤其是在機(jī)械和熱力學(xué)性能方面——但性能優(yōu)越的塑料價(jià)格也更高。例如，聚酰胺類（尼龍）塑料應(yīng)用廣泛，從服裝面料到食品和飲料容器，以及工程應(yīng)用，如家用電器和汽車部件。 在4萬(wàn)英尺的高空，航空航天工業(yè)正面臨著在設(shè)計(jì)方面遇到的挑戰(zhàn)，包括壓力和溫度的波動(dòng)，以及減少CO2 排放的需求，再加上要首先確保乘客安全的嚴(yán)格立法和監(jiān)管。 此外還有另外一項(xiàng)挑戰(zhàn)。預(yù)計(jì)在未來(lái)20年中，全球航空航天業(yè)將需要超過(guò)3.5萬(wàn)架新飛機(jī)。因此，制造商必須加快新飛機(jī)的組裝速度，而且在功能、成本或重量方面不會(huì)造成損失。 因此，飛機(jī)OEM正在尋找簡(jiǎn)化制造流程的方法，例如通過(guò)設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大的注塑PEEK組件來(lái)合并零件的數(shù)量。而接下來(lái)的改進(jìn)工作也已浮出水面，即采用新的復(fù)合材料(VICTREX AE? 250)并結(jié)合一種特殊技術(shù)（混合成型工藝）來(lái)開發(fā)零件。這種改進(jìn)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)制造工藝，與熱固性塑料相比，將周期時(shí)間從數(shù)小時(shí)計(jì)縮短為數(shù)分鐘，因此具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。結(jié)構(gòu)支架就是一個(gè)很好的例子。除了加快零件制造和飛機(jī)組裝，與金屬相比，這些支架還可以減少60%的重量，并符合零件所需的強(qiáng)度。如今，已有超過(guò)1.5萬(wàn)架服役飛機(jī)采用了基于PEEK的解決方案。 聚醚醚酮（如VICTREX? PEEK）適用于極端和苛刻的環(huán)境。雖然替代材料可滿足特定需求，但PEEK可同時(shí)滿足多種需求。例如，重量輕、強(qiáng)度高的聚醚醚酮聚合物，具有很高的耐磨性、耐溫性、抗疲勞性和耐腐蝕性液體/化學(xué)物質(zhì)的能力，并能夠 · 提高燃油效率 · 提高安全性 · 延長(zhǎng)零件壽命 · 提供更優(yōu)的舒適性（運(yùn)轉(zhuǎn)流暢、噪音低） · 提供更大的設(shè)計(jì)自由度和/或 · 更高的生產(chǎn)成本效益。 舉幾個(gè)例子：如今已有超過(guò)2億名汽車駕駛員依賴于新型、基于Victrex PEEK的ABS/ESC剎車元件；超過(guò)1.5萬(wàn)架飛機(jī)安裝了威格斯的解決方案，如支架、卡箍或隔熱、隔音材料；超過(guò)十億臺(tái)移動(dòng)設(shè)備使用了我們的解決方案，如高性能揚(yáng)聲器。PEEK甚至被用于人體內(nèi)部：隨著對(duì)改善病人護(hù)理需求的不斷提高，PEEK作為生物材料的使用歷史還未超過(guò)15年，但在全球九百萬(wàn)個(gè)植入裝置中，已使用了來(lái)自Invibio （威格斯子公司）的PEEK-OPTIMA?聚合物——這項(xiàng)統(tǒng)計(jì)令人印象深刻。 先進(jìn)的PEEK材料、生產(chǎn)工藝和經(jīng)過(guò)整合的產(chǎn)品方案，正在為提高效率和新的潛在用途打開大門——古希臘的科學(xué)先驅(qū)們一定會(huì)為此引以為豪。 Araldite?是Huntsman Advanced Materials公司的注冊(cè)商標(biāo) John Grasmeder博士在聚合物領(lǐng)域擁有超過(guò)25年的經(jīng)驗(yàn)，曾在英國(guó)和德國(guó)的帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司（ICI）、巴斯夫、Hoechst和殼牌合資公司擔(dān)任過(guò)研發(fā)、商務(wù)和業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)職位。他已在威格斯工作11年，自2010年起擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)一職，并于2016年成為首席科學(xué)家。  |
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