与钢铁竞争

人类告别青铜器以后,就进入了铁器时代,在结构材料领域,钢铁是人们首选的材料。可是,到了近代,钢铁的霸主地位受到动摇,挑战者就是塑料。

就说汽车吧,显然一副钢筋铁骨,但实际情况正在变化,钢铁逐步被取代。美国轿车现在每辆车上塑料构件已达到 230 公斤,还不算车内装饰、轮胎、油漆等近百公斤的其它聚合物。现在,人们正在用刚性纤维增强塑料, 做汽车驱动轴、弹簧片这样一些关键的结构部件。要知道,驱动轴把发动机的动力转给车轮,而弹簧装在车身底下,要承受车身的全部重量和给车身减小震动,这意味着塑料要传递汽车的全部动力和承担车身的全部重量。甚至连发动机这样的需要承受高温的设备也有人考虑用塑料制造呢!

塑料比重只有钢铁的七分之一,用塑料代替钢铁,可以明显减轻自重。作为交通工具,减轻自身重量能降低油耗,减少二氧化碳的排放。据统计, 美国小汽车以往自身重量 2 吨,采用塑料后,1980 年减到 1.4 吨,到 1990

年进一步减轻到 1.1 吨。日本汽车轻便,油耗低,是由于大量采用塑料的结果。日本每年用于汽车工业的塑料近百万吨。

要把塑料作为结构材料使用,首先是要提高塑料的性能,除了制定各种标准,建立科学的、统一的,可以比较的评价方法,还要对高分子材料的结构作深入了解,找到提高性能的内在因素,用各种化学和物理的方法去提高它们。

作为结构材料使用的塑料称工程塑料,尼龙、聚矾、聚碳酸酯、聚酯等都是常见的工程塑料,其中能在 150℃以上长期使用并且具有更高的强度的称特种工程塑料。

为了改进工程塑料的性能,各种各样的方法被使用,例如取向,用其它材料增强、复合,或者不同的聚合物的“合金”等等。

除了作结构材料外,塑料还有钢铁材料所不能具有的用途。例如,塑料很容易吹制或压延、拉伸成膜。塑料薄膜价格低,作包装材料、手提袋非常方便。塑料膜在农业上的用途很广泛,能透过阳光而不传热,覆盖温室,造价比玻璃低得多而效果相同,适于大面积推广。在温室里种植蔬菜、瓜果, 使人们在寒冷的冬季也可以吃到西红柿、青椒等果菜。

塑料不像钢铁那样生锈、腐蚀,塑料被广泛应用在需要防腐的场合,例如耐酸的容器、管道、阀门、泵等。把塑料加热喷涂到金属表面,既可以防止金属锈蚀,还可起装饰作用。

世界塑料产量按体积计算已经超过钢铁。过去人们常用钢铁产量来衡量一个国家的工业发展水平。现在,塑料的生产量也成为重要的经济指标。