Los plásticos de ingeniería se refieren principalmente a termoplásticos que pueden utilizarse como materiales estructurales. Estos plásticos poseen excelentes propiedades integrales, alta rigidez, baja deformación por fluencia, alta resistencia mecánica, buena resistencia al calor y buen aislamiento eléctrico. Pueden utilizarse durante largos periodos en entornos químicos y físicos adversos y pueden sustituir a los metales como materiales estructurales de ingeniería. Los plásticos de ingeniería se dividen en plásticos de ingeniería generales y plásticos de ingeniería especiales. Las principales variedades de los primeros son la poliamida (PA), el policarbonato (PC), el polioximetileno (POM), el éter de polifenileno (PPO) y el poliéster (PBT). Los segundos se refieren generalmente a plásticos de ingeniería con una resistencia al calor superior a 150 °C, cuyas principales variedades son el sulfuro de polifenileno (PPS), el polímero de alto peso molecular de cristal líquido (LCP), la polisulfona (PSF), la poliimida (PI), la poliétercetona de aril (PEEK), el poliarilato (PAR), etc.
No existe una línea divisoria clara entre los plásticos de ingeniería y los plásticos de uso general. Por ejemplo, el copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) se sitúa entre ambos. Sus grados avanzados pueden utilizarse como materiales estructurales de ingeniería. El grado es un plástico de uso general común (en términos generales, el ABS se clasifica como plástico de uso general en el extranjero). Otro ejemplo es el polipropileno (PP), un plástico típico de uso general, pero tras el refuerzo con fibra de vidrio y otras mezclas, su resistencia mecánica y térmica mejoran notablemente, pudiendo utilizarse también como material estructural en diversos campos de la ingeniería. Asimismo, el polietileno es otro plástico típico de uso general, pero el polietileno de ultra alto peso molecular, con un peso molecular superior a 1 millón, gracias a sus excelentes propiedades mecánicas y su alta temperatura de deformación térmica, puede utilizarse ampliamente como plástico de ingeniería en maquinaria, transporte, equipos químicos, etc.
Para mejorar la resistencia, tenacidad, ignifugación y otras propiedades de los plásticos, suele ser necesario optimizar ciertos aspectos del rendimiento del sustrato de resina sintética mediante técnicas de mezcla como el refuerzo, el relleno y la adición de otras resinas. La resistencia a la electricidad, el magnetismo, la luz, el calor y el envejecimiento, la ignifugación, las propiedades mecánicas y otros aspectos deben cumplir los requisitos para su uso en condiciones especiales. Los aditivos para la mezcla pueden ser retardantes de llama, endurecedores, estabilizadores, etc., u otro plástico o fibra de refuerzo, etc. El sustrato puede ser un conjunto de cinco plásticos generales, cinco plásticos de ingeniería generales o un plástico de ingeniería especial.
Existen muchos tipos de plásticos y su uso está muy extendido. Aproximadamente el 90% de las resinas más utilizadas son de polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), poliestireno (PS) y resina ABS. Sin embargo, cada plástico tiene sus limitaciones.
En las últimas décadas, se ha dedicado un gran esfuerzo al desarrollo de nuevos materiales poliméricos. Entre los miles de materiales poliméricos desarrollados, pocos tienen aplicaciones a gran escala. Por lo tanto, no podemos esperar desarrollar otros nuevos para mejorar el rendimiento de los materiales poliméricos. Sin embargo, se ha convertido en una opción natural procesar los plásticos mediante métodos de relleno, mezcla y refuerzo para mejorar su resistencia a la llama, su resistencia mecánica y su resistencia al impacto.
Los plásticos comunes presentan inconvenientes como inflamabilidad, envejecimiento, bajas propiedades mecánicas y baja temperatura de funcionamiento en uso industrial y consumo diario. Mediante la modificación, se puede mejorar el rendimiento, aumentar la funcionalidad y reducir los costos. El proceso previo a la modificación del plástico es la resina primaria, que utiliza aditivos u otras resinas que mejoran el rendimiento de la resina en uno o varios aspectos, como mecánica, reología, combustibilidad, electricidad, calor, luz y magnetismo, como materiales auxiliares. Se emplean técnicas como el endurecimiento, el fortalecimiento, la mezcla, la aleación y otras para obtener materiales con apariencia uniforme.
Cinco plásticos de uso general como materiales base: polietileno (PE), polipropileno (PP) y cloruro de polivinilo.
Cinco plásticos de ingeniería generales: policarbonato (PC), poliamida (PA, también conocida como nailon), poliéster (PET/PBT), éter de polifenileno (PPO), polioximetileno (POM)
Plásticos de ingeniería especiales: sulfuro de polifenileno (PPS), polímero de cristal líquido (LCP), polisulfona (PSF), poliimida (PI), poliétercetona arílica (PEEK), poliarilato (PAR), etc.
En lo que respecta a las aplicaciones posteriores, los plásticos modificados se utilizan principalmente en industrias como la de los electrodomésticos, la automoción y los aparatos electrónicos.
Desde principios del siglo XXI, con el desarrollo de la macroeconomía de mi país, la capacidad del mercado de plásticos modificados se ha expandido aún más. El consumo aparente de plásticos modificados en mi país ha seguido aumentando, pasando de 720 000 toneladas a principios del año 2000 a 7,89 millones de toneladas en 2013. La tasa de crecimiento compuesto alcanza el 18,6 %, y las industrias de electrodomésticos y automoción representan una proporción relativamente alta de las aplicaciones finales.
En agosto de 2009, el país implementó las políticas de "reubicación de electrodomésticos al campo" en las zonas rurales y "reemplazo de electrodomésticos viejos por nuevos" en las zonas urbanas. El mercado de electrodomésticos como aires acondicionados y refrigeradores se recuperó rápidamente, impulsando el rápido crecimiento de la demanda de plásticos modificados para este fin. Tras este rápido crecimiento de la reubicación de electrodomésticos al campo, el crecimiento de la industria de electrodomésticos del país se ralentizó, al igual que la demanda de plásticos modificados. El crecimiento del sector automotriz se ha convertido en la principal razón del aumento en el consumo de plásticos modificados.
Actualmente, China se ha convertido en un importante productor y consumidor de electrodomésticos, y es el centro de fabricación mundial de estos aparatos. La mayor parte de los plásticos utilizados en su fabricación son termoplásticos, que representan aproximadamente el 90%. Casi todos los plásticos empleados en los electrodomésticos requieren algún tipo de modificación. En la actualidad, la proporción de plásticos en los principales electrodomésticos en China es la siguiente: 60% para aspiradoras, 38% para refrigeradores, 34% para lavadoras, 23% para televisores y 10% para aires acondicionados.
La introducción de electrodomésticos en las zonas rurales comenzó en diciembre de 2007. El primer grupo de provincias y ciudades piloto finalizó a finales de noviembre de 2011, y el resto de provincias y ciudades lo hicieron en los siguientes 1-2 años. Desde la perspectiva de la tasa de crecimiento de la producción de cuatro tipos de electrodomésticos (aires acondicionados, televisores a color, lavadoras y refrigeradores), la tasa de crecimiento fue muy alta durante el período en que los electrodomésticos se introdujeron en las zonas rurales. Se espera que la tasa de crecimiento futura de la industria de electrodomésticos se mantenga entre el 4% y el 8%. El desarrollo constante del sector de electrodomésticos proporciona una demanda de mercado estable para la modificación de plásticos.
La industria automotriz es un importante campo de aplicación de los plásticos modificados, además de la industria de electrodomésticos. Los plásticos modificados se han utilizado en la industria automotriz durante casi 60 años. En los automóviles, pueden reducir el peso, ser ecológicos, seguros, estéticos y cómodos. Ahorro de energía, durabilidad, etc., y 1 kg de plástico puede reemplazar 2-3 kg de acero y otros materiales, lo que puede reducir significativamente el peso de la carrocería del automóvil. Los estudios han demostrado que una reducción del 10 % en el peso de un automóvil puede reducir el consumo de combustible en un 6-8 %, y reducir considerablemente el consumo de energía y las emisiones de escape del automóvil. Las normas de consumo de energía y emisiones de escape son cada vez más estrictas. Con el avance de la tecnología, en las décadas siguientes, la aplicación de plásticos modificados en automóviles se ha desarrollado gradualmente desde los materiales interiores hasta las piezas exteriores y los periféricos del motor. Mientras que la aplicación de plásticos modificados en automóviles en los países desarrollados, desde una etapa inicial de no aceptación, se ha desarrollado gradualmente hasta alcanzar los 105 kilogramos por vehículo en el año 2000, y superó los 150 kilogramos en 2010.
El consumo de plásticos modificados para automóviles en mi país ha crecido rápidamente. Actualmente, el consumo promedio de plásticos modificados por vehículo es de 110-120 kg, muy por debajo de los 150-160 kg/vehículo de los países desarrollados. Con la creciente conciencia ambiental de los consumidores y las estrictas normas sobre emisiones de escape, la tendencia hacia los automóviles ligeros se hace cada vez más evidente, y el uso de plásticos modificados para automóviles seguirá aumentando. Además, en los últimos diez años, las ventas de automóviles en mi país experimentaron un rápido crecimiento y se convirtieron en el mercado automovilístico más grande del mundo en 2009. Si bien el crecimiento de las ventas de automóviles se ha desacelerado gradualmente en los años siguientes, se espera que mantenga un crecimiento constante en el futuro. Con el aumento del consumo de plásticos modificados para vehículos y el crecimiento de las ventas de automóviles, el consumo de plásticos modificados para vehículos en mi país continuará creciendo rápidamente. Suponiendo que cada automóvil utiliza 150 kg de plástico, y considerando que la producción anual de automóviles chinos supera los 20 millones, el mercado potencial es de 3 millones de toneladas.
Al mismo tiempo, dado que los automóviles son bienes de consumo duraderos, existirá una cierta demanda de reemplazo para los automóviles existentes durante su ciclo de vida. Se estima que el consumo de plástico en el mercado de mantenimiento representará aproximadamente el 10 % del consumo de plástico en automóviles nuevos, y el mercado real es aún mayor.
En la industria de los plásticos modificados existen numerosos participantes en el mercado, que se dividen principalmente en dos grupos: gigantes químicos multinacionales y empresas locales. Los fabricantes internacionales poseen tecnología de vanguardia y un excelente rendimiento de sus productos. Sin embargo, la variedad de productos es limitada y la respuesta del mercado es lenta. Por lo tanto, su cuota de mercado en el sector automotriz de mi país no es elevada. Las empresas locales de plásticos modificados son mixtas, en su mayoría pequeñas y medianas empresas con una capacidad de producción inferior a 3.000 toneladas, y la industria automotriz exige una alta estabilidad en la calidad del producto. A las pequeñas y medianas empresas les resulta difícil garantizar la estabilidad de la calidad del producto, por lo que les cuesta obtener la certificación de las empresas automotrices. Una vez que las grandes empresas de plásticos modificados obtienen la certificación de las empresas automotrices y se integran en su cadena de suministro, suelen convertirse en sus socios a largo plazo, y su poder de negociación aumenta gradualmente.
Fecha de publicación: 30 de noviembre de 2020