汽车用塑料的应用和发展建议

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汽车用塑料的应用和发展建议基本信息

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当今,汽车的发展方向是:节约能源、防止环境恶化、改善安全性能。作为汽车的重要材料之一,汽车用塑料的发展也以这三方面为目标。随着研究的深入,汽车塑料的品种和应用范围不断扩大。
  由于塑料的优越特性,在汽车设计中大量采用塑料,不仅可以实现汽车结构轻量化设计,而且可以综合地反映对汽车设计性能的要求,即轻量化、安全、防腐、造型和舒适性等。另外,还有利于降低成本,节约材料资源。
  塑料在汽车上的应用主要分为三类:内饰件、外装件、功能结构件。外装件:以塑代钢,可减轻汽车重量,达到节能的目的;内饰件:以安全、环保、舒适为应用特徵,用可吸收冲击能量和震动能量的弹性体和发泡塑料制造仪表板、座椅、头枕等制品,以减轻碰撞时对人体的伤害,提高汽车的安全系数;功能结构件:多采用高强度工程塑料,减轻重量,降低成本,简化工艺,如用塑料燃油箱、发动机和底盘上的一些零件。
  汽车塑料材料与制品的发展趋势
  随着塑料新材料的不断开发,塑料在汽车应用的领域不断扩大,主要表现在纳米复合材料、可喷涂和免喷涂塑料、塑件镜片和塑料玻璃、纤维增强热塑性塑料等的应用。

汽车用塑料的应用和发展建议纳米复合材料的应用

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TPO基纳米复合材料,应用于汽车内、外装饰件,优点是质轻、尺寸稳定性提高、强度更高、低温抗冲击性能更好。TPO系纳米复合材料做汽车踏脚板,已用于GM公司轿车,其具有较高的硬度、质量轻、低温下不发脆,而且容易回收。
  丰田公司将纳米PP复合材料用于汽车前后保险杠,使原保险杠厚度由4mm减至3mm,重量减轻约1/3。丰田公司又相继推出了用于汽车内饰件的PP纳米复合材料。
  纳米粒子的介入,不仅改善了聚合物的强度、刚性、韧性,而且还有利于提高聚合物的透光性、阻隔性、耐热性及防紫外性等。由于加工简便,效果明显,业内对聚合物纳米复合材料的巿场前景持乐观态度。

汽车用塑料的应用和发展建议可喷涂和免喷涂塑料

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美国通用电器公司开发的可导电PPO/PA材料使车身塑料件能与金属冲压件一起进行阴极电泳(即可实现全在线喷涂),从而消除汽车车身非金属件与金属件的色差问题。
  此外,用于制造汽车车身板的PC/PBT材料与SLX膜通过模内装饰注塑成型工艺制造塑料车身外板、前后翼子板及后举升门等,可以达到油漆的效果,可取消油漆线,以降低生产成本。该技术在国外轿车车身板的生产中开始使用,应引起国内同行关注。

汽车用塑料的应用和发展建议塑件镜片和塑料玻璃

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由美国GE公司生产的特殊聚碳酸酯做成的前大灯镜片,涂有防刮伤涂层,比玻璃镜片更亮,更抗破碎,更具光学加工的准确性。
  美国在风挡玻璃的三层安全玻璃里面又贴附了20μm厚的聚氨酯膜。美国绝大部分客车采用丙烯酸树脂板,窗玻璃塑料化可以达到节能和保护乘员安全的目的。
  纤维增强热塑性塑料
  长纤维增强热塑性塑料(LFRT)是新型轻质高强度工程结构材料,因其重量轻、价廉、易于回收重复利用,在汽车上的应用发展很快。应用部位有:保险杠、行李仓底板、蓄电池槽、车门、车身、座椅靠背、备胎架、发动机底座、仪表盘等。
  用天然纤维如亚麻、剑麻增强塑料制造车身零件,在汽车行业已经得到认可。一方面是由于天然纤维是环保材料,另一方面植物纤维比玻纤轻40,减轻车重可降低油耗。用亚麻增强PP制作车身底板。材料的拉伸强度比钢要高,刚度不低于玻纤增强材料,制件更易于回收。对操作工人,可免除因玻纤引起的皮疹和呼吸性疾病。中国江阴一些企业已经开始生产这类材料。
  塑料在汽车中的应用
  动力传动系统
  ◆发动机气门室罩和油底壳采用聚酰胺、反应注塑聚氨酯、环氧树脂等玻璃纤维增强塑料模制或压制而成;
  ◆发动机的气缸衬垫和密封垫用高性能的或用特殊工艺生产的传统合成橡胶,其中包括CR和FRM。
  ◆耐磨PP成型材料应用于齿轮、轴等耐磨成型制品,取代聚甲醛塑料。
  ◆厢式车和货车中,用复合材料(玻璃和碳纤维)传动轴代替的金属轴,减轻了重量,降低了噪声和振动,并使工作更为平顺。英国GKN技术公司用纤维增强塑料制造的传动轴,重量减轻50~60,抗扭性比钢大1.0倍,弯曲刚度大1.5倍。
  ◆杜邦公司开发一种复合玻纤增强尼龙66用于V6发动机的有源集合塑料通风系统。
  悬架系统
  塑料弹簧可明显减轻重量。用碳纤维增强塑料(CFRP)制造的板簧为14kg,减轻重量76。在美国、日本、欧洲都已使板簧、圆柱形螺旋弹簧实现了纤维增强塑料化,除具有明显的防振和降噪效果外,还达到轻量化的目的。
  车身
  塑料在汽车车身上的应用主要有三种模式。
  1)外覆盖件与结构件全部采用塑料:主要用于高档跑车,其骨架结构件采用碳纤增强塑料,外覆盖件采用玻纤增强塑料,成本很高。
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