告別傳統製造標籤 開啟跨域新應用
提到塑膠，多數人想到的是日用品與代工製造；然而，隨著材料科技進步，塑膠正跨足醫材、低軌衛星、機器人及循環應用等高值領域，重新定義產業價值。 文■宋家琪 圖■陳素芳 塑膠由高分子材料構成，而這些高分子的結構與特性可透過不同配方、加工技術與設計加以調整，如同一張空白畫布，延伸出各式各樣的產品與應用。正因如此，從民生日常用品到高階工業製造皆可見塑膠的身影，廣泛應用於產業的各個層面。然而，隨著國際地緣政治變化、原油供應波動，以及中國大陸、越南等地產能競爭加劇，傳統塑膠產業正面臨轉型壓力，發展更高附加價值應用已成為業者必須面對的挑戰。 在此過程中，財團法人塑膠工業技術發展中心（以下簡稱塑膠中心）扮演產業升級的重要推手，提供從法規與產業趨勢分析、產品設計與研發、材料改質、製程導入、檢測與驗證認證服務及國際市場行銷等全方位服務。 塑膠中心總經理蕭耀貴表示，臺灣塑膠產業以中小企業為主，中心成立的宗旨便在於協助產業創新發展、提升競爭力，並開發具市場潛力的新產品，希望成為產業升級過程中的技術後盾。
▲塑膠中心總經理蕭耀貴表示，目前該中心以協助產業建立加工技術、應用開發及建構認驗證體系的完整高值化發展能力為發展方向。
▲熱塑性碳纖維複合材料兼具輕量化與高強度等優勢，能夠應用於軍工裝備、工業零組件，以及自行車輪圈等高性能產品領域。
工業應用： 以塑代鋼 複合材料進軍高階製造 塑膠高值化的重要發展方向之一，就是複合材料應用。所謂複合材料，是將塑膠與碳纖維、玻璃纖維或長纖等材料結合，藉此提升強度、剛性與耐用性。其中，塑膠中心近年聚焦發展的熱塑碳纖維複材，不僅具備耐熱、高強度與輕量化的特性，還能透過加熱重新塑形，兼顧加工效率與回收潛力，因此被視為實現「以塑代鋼」的重要技術路徑。 採訪時，蕭耀貴展示多項由熱塑碳纖維複材製成的葉片與馬達零件，無論在外觀或敲擊聲響都與金屬相當接近。塑膠中心技術研究發展部經理張修誠表示，不同塑膠材料與碳纖維的搭配組合，可依應用需求調整硬度、強度及各項性能，如同量身打造材料配方。若以比強度（拉伸強度與密度的比值）來看，碳纖維複合材料甚至優於部分金屬材料，因此特別適合應用於航太、無人機、機器人、火箭及電動車等對輕量化要求極高的產業。 熱塑性複合材料具有可重複加熱塑形的特性，相較於成形後無法再次加工的熱固性材料，更有利於後續加工、維修及回收再利用。不過，熱塑複材的開發門檻並不低。張修誠解釋，碳纖維直徑比頭髮還細，一束纖維內往往包含上萬根纖維絲，而塑膠熔融後則呈現高黏度狀態，如何讓樹脂均勻滲入纖維束內部，使纖維充分分散並形成穩定結構，是技術開發過程中的關鍵挑戰。一旦分散不均，材料內部便容易產生孔洞，進而影響強度與品質。 為突破這項技術瓶頸，塑膠中心投入近5 年時間研發，不僅開發材料本身，也同步建立加工技術與設備能量。張修誠指出，複合材料的發展涉及模具設計、射出成形、押出成形及熱壓成形等關鍵製程，因此從材料開發到量產落地，必須建構完整的技術體系。 為協助產業加速導入應用，塑膠中心在經濟部科技專案支持下，進一步成立「熱塑輕量化複材加工製程整合平臺」，一方面協助企業建置產線，另一方面串聯材料、設備與加工等供應鏈資源，提供從技術開發到製造導入的一站式服務，推動複合材料技術從實驗室走向實際量產。 ● 複材助攻太空產業發展 複合材料的應用已逐步延伸至太空產業，成為推動低軌衛星與火箭技術發展的重要材料之一。 蕭耀貴表示，隨著臺灣積極發展自主太空能力，相關材料需求也快速提升。目前國內正投入自主發射火箭技術建置，並陸續進行火箭推進系統的靜態點火測試。在這項發展過程中，塑膠中心也參與相關技術研發，與陽明交大ARRC 團隊合作開發「新一代混合式火箭燃料柱」。這項技術成功突破傳統聚丙烯（PP）藥柱的限制，退縮率性能提升3 倍以上，推進力高達840kgf，並兼具高性能、高推力，改善固態燃料控制困難與液態燃料儲存風險，為火箭推進系統提供高效率、穩定且安全的解決方案，提升混合式火箭的設計靈活性。 除了火箭推進系統外，複合材料在低軌衛星領域同樣扮演關鍵角色。由於衛星發射成本與重量高度相關，因此各項零組件皆朝輕量化方向發展。例如衛星姿態控制系統所使用的高壓儲氣瓶，便逐漸由傳統金屬材料改採碳纖維複合材料製作，在兼顧強度與耐壓性能的同時，有效降低整體重量，提升運載效率。 … 本文摘錄自 《經貿透視》 2026/7月 第697期
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