工程塑料種類
工程塑料是可以作為結構材料承受機械應力，能在較寬的溫度范圍和較為苛刻的化學及物理環境中使用的塑料材料。工程塑料性能優良，在很多領域可替代金屬材料作為結構材料，因而被廣泛用于汽車、電子電氣、機械設備、辦公自動化以及日常生活用品等方面，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。
工程塑料品種很多，一般可分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類。通用工程塑料主要指已大規模工業化生產的、應用范圍較廣的5種塑料，即：聚酰胺(尼龍，PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)及聚苯醚(PPO)等。特種工程塑料主要指性能更加優異獨特，但目前大部分尚未大規模工業化生產或生產規模較小、用途相對較窄的一些塑料，如：聚苯硫醚(PPS)、聚酰亞胺(PI)、聚砜(PSF)、聚醚酮(PEK)、液晶聚合物(LCP)等。
產品應用
五大通用工程塑料中需求量最大的是聚酰胺，其次是聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和PBT熱塑性聚酯，1999年聚酰胺、聚碳酸酯和聚甲醛的世界產量約分別為l.40Mt、l.35Mt和0．58Mt。PBT聚酯和改性聚苯醚的產量均不到400kt。1998年我國五種通用工程塑料的總產量為19.lkt,凈進口量為251kt,1999年進口400kt以上，2000年又進口540kt以上。世界上工程塑料的生產目前仍被一些大的跨國公司壟斷，這些公司如GE、DuPont、Bayer、Hoechst和BASF等。
聚酰胺在汽車工業中的消費比例最大，其次是電子電氣。聚酰胺的杰出性能包括高拉伸強度、良好的抗蠕變性、耐磨損性、耐化學品性、耐熱性和低的摩擦系數。與聚烯烴相比，聚酰胺樹脂有更高的硬度，但仍有很好的延伸性，顯著低的脆性，因而聚酰胺零部件具有金屬部件所具有的功能。聚酰胺品種很多，聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺46、聚酰胺1010、無定型聚酰胺以及芳香族聚酰胺等。其中，聚酰胺6和聚酰胺66是聚酰胺家族的主要品種，約占聚酰胺總產量的90％以上，二者性能的差別很微小，一般說聚酰胺66有更高的拉伸強度，更高的硬度和剛性，但沖擊強度較低。DuPont和BASF是世界上最大的兩家聚酰胺生產公司。1998年我國聚酰胺工程塑料產量17．2kt，凈進口102kt，1999年凈進口又達142kt。
聚碳酸酯(PC)是產量第二大的通用工程塑料。1999年世界生產能力約為l.9Mt。80年代后期到90年代中，世界聚碳酸酯的需求曾呈下降趨勢，但自90年代中期后，需求便呈快速增長態勢。一些新應用，如汽車用玻璃、汽車頭燈、各種光盤對聚碳酸酯的需求增長迅速，前兩種應用是1995年硬涂層技術和紫外固化技術開發成功的結果。Bayer和GE公司組成了生產汽車用窗玻璃的合資企業，會進一步加速聚碳酸酯在汽車中對玻璃的替代。預計到2003年世界聚碳酸酯在這些新應用市場需求的年均增長率為10％，在普通市場需求的年均增長率為7％～8％。主要用于汽車行業的PC/ABS共混物中所用聚碳酸酯約占聚碳酸酯總用量的20％，在過去的三年內增長率超過10％。聚碳酸酯的市場潛力激發了各大公司的投資熱情。聚碳酸酯在美國最大的市場是交通運輸，其次是替代玻璃、光學媒體、電子電器和家用品；在西歐最大的市場是電子電器,其次是替代玻璃和片材、交通運輸、光學媒體和照明。
聚甲醛樹脂是高度結晶的聚合物，具有類似金屬的硬度、強度和剛性，在很寬的溫度和濕度條件下都具有很好的自潤滑性，具有良好的耐疲勞性、低摩擦系數并富于彈性，此外對大多數溶劑都有較好的抗化學品性。聚甲醛的缺點是相對密度大，不易阻燃，不易印刷。由于結晶度高，因而成型收縮率大。雖然聚甲醛是一個比較古老的工程塑料，但它仍然以低于其他許多工程塑料的成本在替代一些傳統的由金屬所占領的市場，聚甲醛在繼續替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件。聚甲醛用在那些對潤滑性、抗磨損性、剛性和尺寸穩定性要求比較嚴格的滑動和滾動的機械部件上，這些部件大部分是用注塑法加工的，有些也用吹塑法和擠出法加工。齒輪、凸輪、軸承、杠桿、滑輪、扣鏈輪和軸襯是聚甲醛樹脂典型的工業應用。與金屬和聚酰胺相比，聚甲醛具有很低的摩擦系數，是很好的軸承材料。
PBT是一種熱塑性聚酯，非增強型的PBT與其他熱塑性工程塑料相比，加工性能和電性能較好。PBT玻璃化溫度低,模具溫度在50℃時即可迅速結晶,加工周期短。該樹脂拉伸強度、抗彎模量等機械性能與聚甲醛、聚酰胺相同，摩擦系數等于或小于聚甲醛，錐度磨耗也小于聚甲醛，與聚酰胺相同。PBT對汽油、發動機油的耐受性好，可放心地用于汽車發動機系統。PBT的不足之處是相對密度較高(1.31)、缺口耐沖擊敏感度高、高負荷時(18.6kg/cm2)的熱變形溫度較低(60℃),在熱水和酸堿長期浸泡的情況下，會發生酯的水解反應，聚合度下降，強度變差。
聚苯醚(PPO)樹脂具有優良的物理機械性能、耐熱性和電氣絕緣性，吸濕性低，強度高，尺寸穩定性好，高溫下耐蠕變性是所有熱塑性工程塑料中最優異的。但是未合金化的純PPO樹脂玻璃化溫度高，熔融流動性差，需要在300℃高溫條件下加工。為此，GE公司采用摻混PS或HIPS的方法對PPO樹脂進行改性，并實現了改性聚苯醚(MPPO)的工業化生產，商品名Noryl。這種改性的PPO合金材料玻璃化溫度較低，較易加工，無降解，雖然耐熱性有所降低，但保留了PPO樹脂的大部分有用性能。目前市場上銷售的幾乎都是合金化的產品，PPO合金中摻混樹脂的用量通常在30％～70％范圍，PPO樹脂的平均含量約為45％。
新品種
80年代塑料工業界曾普遍認為，大量的研究開發經費將主要用于開發現有聚合物的合金或共混物，然而90年代中后期樹脂生產公司正在投入大量資金實現一系列新聚合物的工業化生產，并相信它們會有較大的市場，能夠回收高達幾億美元的開發投入。
這些新聚合物包括：脂肪族聚酮(PK)、環烯烴共聚物(COC)和間規聚苯乙烯(SPS)。這三種新工程塑料的特點是：原料單體易得，便宜，是普通的石油化工原料；均由大型石化公司開發；現均已建設萬噸級工業化裝置。然而，一些傳統的大工程塑料公司(如BASF公司)認為，新的工程塑料在作好性能/價格/加工性三者平衡，取得大用戶認可,替代原有工程塑料等方面還有相當長的路要走。
（供稿：胡漢杰）
主要參考文獻：
１．《石油化工技術進展》 王基銘 袁晴棠 主編，2002年出版，中國石化出版社
２．《高分子科學技術發展簡史》 錢保功 王洛禮 王霞瑜 編著，1994年出版，科學出版社
