什么是工程塑料？它到底“工程”在哪？
工程塑料是指能在较宽温度范围、较高机械应力及化学腐蚀环境下长期服役的高分子材料。与通用塑料相比，它的耐热、耐疲劳、尺寸稳定性更突出，因此常用于替代金属、陶瓷等传统结构件。
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工程塑料有哪些种类？一张表看懂主流牌号
| 类别 | 代表树脂 | 核心特性 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 通用工程塑料 | PA6、PA66、PBT、PET、PC | 均衡的力学性能、易加工 | 汽车卡扣、电器外壳 |
| 高温工程塑料 | PPS、PEI、PSU、PEEK、LCP | 连续使用温度>150 ℃ | 发动机周边、5G高频连接器 |
| 透明工程塑料 | PC、COC、PPSU | 透光率>85%，耐蒸煮 | 医疗器械、奶瓶、镜头 |
| 耐磨自润滑塑料 | POM、PI、PAI、UHMW-PE | 摩擦系数<0.2，无需油脂 | 齿轮、轴承保持架 |
工程塑料和金属对比优势：为什么越来越多的工程师“以塑代钢”？
1. 轻量化：密度仅为金属的1/6~1/4
铝合金密度2.7 g/cm³，而PPS只有1.35 g/cm³。对汽车而言，每减重10%，油耗可降低6%~8%。
2. 设计自由度：复杂结构一次成型
- 注塑可制造卡扣、筋位、螺纹等集成结构，减少后加工。
- 金属需要CNC、冲压、焊接多道工序，成本高且累积误差大。
3. 耐腐蚀：免电镀、免喷漆
PEEK在98%浓硫酸中浸泡168 h，拉伸强度保持率>90%；而316L不锈钢会出现点蚀。
4. 电绝缘与隔热双重优势
- 体积电阻率：PC 10¹⁶ Ω·cm，铝 2.7×10⁻⁶ Ω·cm
- 导热系数：PPS 0.25 W/(m·K)，铝 237 W/(m·K)
自问自答：工程师最关心的5个痛点
Q1：工程塑料耐高温极限是多少？
PEEK玻璃化转变温度143 ℃，熔点343 ℃，连续使用温度可达250 ℃，已覆盖大部分汽车发动机舱需求。
Q2：会不会在负载下蠕变？
通过玻纤/碳纤增强，PA66的蠕变模量可从1.2 GPa提升至6 GPa，接近铝合金水平。
Q3：表面能太低，无法喷漆怎么办？
采用等离子处理或底涂剂，可将PP表面能从29 mN/m提高到50 mN/m，油漆附着力提升3倍以上。
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Q4：成本是不是一定比金属高？
按体积算，PPS约6 USD/kg，铝2.2 USD/kg；但注塑件可节省后加工、装配、防腐蚀费用，综合成本反而低20%~40%。
Q5：环保法规如何适应？
选择生物基PA、PBT或可回收级PC，满足REACH、RoHS、ELV等法规，且生命周期碳排放比金属低30%~50%。
未来趋势：三大方向改写行业格局
1. 导电/导热塑料：替代金属屏蔽罩
在PEEK基体中添加碳纳米管，体积电阻率降至10² Ω·cm，同时保持>200 ℃耐热，已用于航空线缆屏蔽层。
2. 3D打印专用粒料：小批量快速验证
- 碳纤维增强PA12粉末，拉伸强度90 MPa，适合功能原型。
- PEEK丝材打印件可直接用于医疗植入物，缩短上市周期60%。
3. 再生料高值化：闭环回收
通过解聚-再聚合技术，rPBT性能可恢复到原生料的95%，宝马iX已批量使用再生PBT制造车门把手。
选型指南：一张决策树帮你快速锁定材料
连续使用温度 <150 ℃？
├─ 是 → 需要透明？→ PC
│ └─ 不需要 → 需要耐磨？→ POM
│ └─ 不需要 → PA66+GF
└─ 否 → 需要耐化学？→ PEEK
└─ 不需要 → 需要高频低介电？→ LCP
结语：工程塑料正在重新定义“强度”与“材料”的边界
从汽车到半导体，从一次性医疗耗材到可重复使用航天部件，工程塑料凭借轻质、耐腐蚀、可设计、可回收的综合优势，正在以每年7%的复合增长率渗透传统金属领地。掌握其种类与性能差异，便能在下一轮产业升级中抢占先机。
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