【塑料機械網(wǎng) 編輯視角】 2019年6月6日,我國工信部向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通及中國廣電發(fā)放5G商用牌照,2019年被稱為我國“5G商用元年”。繼韓國、美國、瑞士、英國之后,我國成為第五個5G商用國。5G商用牌照意味著,整個5G產(chǎn)業(yè)鏈將步入發(fā)展沖刺階段。
在此前尚未正式確定消息時,關(guān)于5G的話題熱度就居高不下,5G技術(shù)之于4G,帶給人的遐想就如同3G時代的人們對4G的渴望,但是5G技術(shù)對于信息傳輸速率是飛躍性提升,這是4G時代無法相提并論的。
5G因其極快的傳輸速率備受世人矚目,但是其所采用的MIMO技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)信號的高要求導(dǎo)致5G正式普及還要經(jīng)過很長時間的探索。事實上,5G在對新材料提出更高要求的同時也推動了工藝的革新。在5G概念提出之后,為了提前部署5G手機的戰(zhàn)略,在手機后蓋生產(chǎn)就已掀起了一股去金屬化的革命,先后涌現(xiàn)了納米注塑工藝、復(fù)合板材工藝、壓縮注塑工藝等等,塑膠行業(yè)成大贏家。
復(fù)合型材料與傳統(tǒng)材料相比具有更多優(yōu)異性能,在有關(guān)塑料的改性研究方面,近年來取得了不少成果,隨著時間的推進,有相當(dāng)一部分改性塑料將在5G技術(shù)的推進中成為重要支撐。這里我們要引入一個介電常數(shù)的相關(guān)知識。材料的介電常數(shù)對電磁信號傳輸速度信號損失、信號延遲的影響很大,根據(jù)數(shù)據(jù)表明,其對傳輸?shù)碾姶判盘栙|(zhì)量的影響成反比。低介電的改性塑料成為5G技術(shù)的友好合作伙伴,研產(chǎn)適配的低介電常數(shù)的改性塑料成為目前新材料企業(yè)的新方向。
塑料在5G技術(shù)中的應(yīng)用
塑料材質(zhì)除了應(yīng)用于5G客戶通訊終端產(chǎn)品的支撐包覆,在5G基站的機組配件、天線射頻相關(guān)模塊、電磁屏蔽材料等方面也表現(xiàn)出色。
·元件保護殼
5G技術(shù)使用MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)概念,簡言之就是“多輸入,多輸出”,在一個基站內(nèi)將有多個小型天線同時安裝,為了保護這些天線需要天線罩的配合。而這里所用的天線罩要具有良好的電磁透波率,由新型耐高溫樹脂基體和增強纖維共同構(gòu)成的透波性復(fù)合材料將成為5G趨勢下的新寵。
·基站端射頻產(chǎn)業(yè)鏈
高頻基材是高頻通信行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)材料,5G時代下,為了保持傳輸信號的,在高頻基材選擇上更加嚴格,PTFE、熱性工程塑料、聚苯醚改性環(huán)氧樹脂、氰酸酯改性環(huán)氧樹脂等因其具有低介電、穩(wěn)定的特性在目前的商業(yè)化基材中應(yīng)用較為廣泛。
LCP與MPI材料在5G天線領(lǐng)域表現(xiàn)喜人,LCP的低介電、低吸水性、高介電穩(wěn)定性,在天線傳輸線的替代材料中,LCP地位較高。MPI憑借其非結(jié)晶材料特性、價格相對LCP低廉、可操作溫度空間大、能與銅相接等特性也被不少人看好。
作為天線核心部件,天線振子對信號傳輸起控制作用,在5G技術(shù)中面對更大的改革。傳統(tǒng)天線振子以金屬材質(zhì)為主,缺點主要在于成本高、重量大、安裝復(fù)雜。5G技術(shù)下基站天線向有源化發(fā)展,天線數(shù)量增加,同時更趨于小型化、輕量化。這也推動了天線振子的升級換代,未來3D電鍍塑料振子或成為5G時代的,其成本低、重量小、性能好,在振子使用量大幅增加的5G時代其優(yōu)勢不言而喻。
·電磁屏蔽材料
5G時代信息集成度、信號傳輸密度不斷提升,對信號抗干擾的要求更高,如雙色導(dǎo)電橡膠、精密導(dǎo)電橡膠組件、FIP流體導(dǎo)電橡膠等電磁屏蔽材料不斷涌現(xiàn),效果良好的電磁屏蔽器件的被需求度顯著提升,工藝持續(xù)革新之下,屏蔽效能更高、頻率更寬、性能更佳的電磁屏蔽材料將有更長足的發(fā)展。
塑料企業(yè)在5G戰(zhàn)場上的角逐
事實上,許多塑化企業(yè)早在多年之前就已經(jīng)啟動對5G新材料研發(fā)的布局,世界范圍內(nèi),對適用5G的改性新材的研究正如火如荼地展開。
·國內(nèi)
飛榮達(SZ:300602)創(chuàng)新開發(fā)“改性塑料+選擇性電鍍”的天線振子生產(chǎn)工藝,并且于去年年底表示,5G天線振子已具備量產(chǎn)條件;
浙江新力新材料在改性尼龍系列產(chǎn)品的生產(chǎn)上同行,僅對華為基站斷路器開關(guān)的年供應(yīng)量就已達300余噸;
金發(fā)科技從2014年對LCP聚合裝置投產(chǎn)至今經(jīng)過擴產(chǎn),先已達年產(chǎn)3000噸,并已實現(xiàn)銷售;
普利特是國內(nèi)家具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)LCP聚合生產(chǎn)能力的企業(yè),先后建成熔融縮聚生產(chǎn)線及高溫LCP樹脂生產(chǎn)線并投產(chǎn)。
·國外
杜邦公司的5G生態(tài)系統(tǒng)解決方案涵蓋了基礎(chǔ)設(shè)施、終端設(shè)備、商業(yè)應(yīng)用等多個方面。其所提供的一系列基站頻射產(chǎn)業(yè)鏈包括天線材料、高速連接器等為5G用戶提供了高速的網(wǎng)絡(luò)使用體驗;
寶理塑料在CHINAPLAS 2019上帶來的LCP材料介電值可做到僅2.8,在未來多領(lǐng)域擁有廣闊的使用空間;
沙特基礎(chǔ)工業(yè)的工程熱塑性塑料產(chǎn)品線之一的LNP材料目前在汽車輕量化、電子電氣產(chǎn)品阻燃性有很廣泛的應(yīng)用,其可定制化的介電性能、優(yōu)良的耐候性與設(shè)計自由度在5G技術(shù)的發(fā)展上提供助力。
在這樣的科技追逐戰(zhàn)中,一方面對企業(yè)自身而言,躋身高科技企業(yè)行列有利于企業(yè)未來的長足發(fā)展;另一方面,性能更佳的材料的不斷涌現(xiàn)也持續(xù)推動著5G技術(shù)的發(fā)展。
結(jié)語
5G技術(shù)的發(fā)展對塑料新材的創(chuàng)新起到了積極的作用,二者相互促進的同時,也進一步推動了塑化企業(yè)對科研的投入與企業(yè)升級??萍?止步,5G的到來重新定義了一個充滿希望與挑戰(zhàn)的新時代。
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