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    塑料在汽車應用的領域不斷擴大
    點擊次數:1464  更新時間:2018-08-13  【打印此頁】  【關閉
      塑料的特性表現在質量輕、不會銹蝕、耐沖擊性好、透明度高和耐磨耗性、絕緣性好、導熱性低,一般成型性著色性好、加工成本低等等,在汽車設計中采用大量的塑料,可以綜合地反映對汽車設計性能的要求,即輕量化、安全、防腐、造型和舒適性等,而且有利于降低成本,節約材料資源。但由于普通塑料尺寸穩定性差、熱膨脹率大、易燃燒、易老化等,許多特性不能與金屬材料相比。因此,汽車所用塑料不是純的(單一)的某一種品種,而是經過改性的,又稱“改性塑料”。


        塑料以合成樹脂為主要成分,加入適量的添加劑,以增加其工藝性能與使用性能。添加劑有:填料和增強材料、填充劑、增塑劑、固化劑、穩定劑、潤滑劑、抗靜電劑、阻燃劑等。


        按照使用特性,塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料是指產量大、用途廣、成型好、價格便宜的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。工程塑料指能承受一定外力作用、具有良好的機械性能和耐高、低溫性能,尺寸穩定性較好,可以用作工程結構的塑料,如聚酰胺、聚砜等。特種塑料具有特種功能,如氟塑料和有機硅等。


        按照理化特性,又可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩種。熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,熱固性塑料優點是強度、耐熱性好,受壓不宜變形;缺點是:成型工藝復雜,生產效率低。熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內能反復加熱軟化和冷卻硬化的塑料,其優點是成型工藝簡單,生產率高,具有一定的機械性能,可重復回收使用。缺點是:耐熱性差,剛度較低。


        1、納米復合材料的應用。熱塑性聚烯烴(TPO基)納米復合材料,應用于汽車內、外裝飾件,優點是質輕、尺寸穩定性提高、強度更高、低溫抗沖擊性能更好。TPO系納米復合材料汽車踏腳板,已用于通用汽車公司轎車,其具有較高的硬度、質量輕、低溫下不發脆,而且容易回收。


        豐田公司將納米聚丙烯復合材料用于汽車前后保險杠,使原保險杠厚度由4mm減至3mm,重量減輕約1/3。豐田公司又相繼推出了用于汽車內飾件的聚丙烯納米復合材料。


      納米粒子的介入,不僅改善了聚合物的強度、剛性、韌性,而且還有利于提高聚合物的透光性、阻隔性、耐熱性及防紫外性等,由于加工簡便,效果明顯,業內對聚合物納米復合材料的市場前景,持樂觀態度。


        2、可噴涂和免噴涂塑料。美國GE公司開發的可導電的聚苯醚/聚酰胺材料使車身塑料件能與金屬沖壓件一起進行陰極電泳(即可實現全在線噴涂),從而消除汽車車身非金屬件與金屬件的色差問題。


        此外,用于制造汽車車身板的PC/PBT材料與SLX膜通過模內裝飾注塑成型工藝制造塑料車身外板、前后翼子板及后車廂門等,可以達到油漆的效果,降低生產成本。該技術在國外轎車車身板的生產中開始使用,國內應引起關注。


        3、塑件配光鏡和塑料玻璃。由美國GE公司生產的特殊聚碳酸酯做成的前照燈配光鏡涂有防刮傷涂層,比玻璃鏡片更亮,更抗破碎,更具光學加工的準確性。


        美國在風窗玻璃的三層安全玻璃里面又貼附了20μm厚的聚氨酯膜。美國絕大部分客車采用丙烯酸樹脂板,風窗玻璃塑料化可以達到節能和保護乘員安全的目的。


        4、纖維增強熱塑性塑料。長纖維增強熱塑性塑料(LFRT)是新型輕質高強度工程結構材料,因其重量輕、價廉、易于回收重復利用,在汽車上的應用發展很快。


        用天然纖維如亞麻、劍麻增強塑料制造車身零件,在汽車行業已經得到認可。用亞麻增強聚丙烯制作車身底板,材料的拉伸強度比鋼要高,剛度不低于玻纖增強材料,制件更易于回收。對操作工人,可免除因玻纖引起的皮疹和呼吸性疾病。我國江陰一些企業已經開始生產這類材料。


        5、在動力傳動系統中的應用。發動機氣門室罩和機油盤采用聚酰胺、反應注塑聚氨酯、環氧樹脂等玻璃纖維增強塑料模制或壓制而成;發動機的氣缸襯墊和密封墊用高性能的或用特殊工藝生產的傳統合成橡膠,其中包括CR和FRM;耐磨聚丙烯成型材料應用于齒輪、軸等耐磨成型制品。廂式車和貨車中,用復合材料(玻璃和碳纖維)傳動軸代替的金屬軸,減輕了重量,降低了噪聲和振動,并使工作更為平順。英國GKN技術公司用纖維增強塑料制造的傳動軸,重量減輕50%~60%,抗扭性比鋼大1.0倍,彎曲剛度大1.5倍。杜邦公司開發一種復合玻纖增強尼龍66用于V6發動機的有源集合塑料通風系統。


      6、懸架系統。用碳纖維增強塑料(CFRP)制造的板簧為14kg,減輕重量76%。在美國、日本、歐洲都已使板簧、圓柱形螺旋彈簧實現了纖維增強塑料化,除具有明顯的防振和降噪效果外,還達到輕量化的目的。


        7、車身。塑料在汽車車身上的應用主要有三種模式:(1)外覆蓋件與結構件全部采用塑料:主要用于高檔跑車,其骨架結構件采用碳纖增強塑料,外覆蓋件采用玻纖增強塑料,成本很高。(2)金屬骨架與全塑外覆蓋件與車身結合:車身采用玻纖增強熱塑性聚酯注塑成型,其設備為8800t注塑機,設備費用昂貴。(3)部分采用塑料外覆蓋件:一些高級轎車,骨架結構采用金屬件,外覆蓋件則部分采用塑料件。


        8、開發塑料功能件。用玻璃纖維增強熱塑性塑料(GMT)制造支架、托架和多功能制件等;應用塑料制造進氣歧管可減輕重量40%~60%,且表面光滑,流動阻力小,可提高發動機性能,并在提高燃燒效率、降低油耗及減振降噪方面有一定作用。開發在基體聚合物中摻入電導性填料的“復合型電導性塑料”,和塑料本身具有電導性的“電導性高分子化合物”,以其高功能性能供汽車生產選用。


        9、儀表板、內飾系統。國外許多汽車廠用泡沫聚氨酯制造門板,不僅減輕重量,強度、吸聲性和安全性能也好。聚丙烯由于價格低廉,在美國汽車市場上得到廣泛應用,不僅用聚丙烯替代ABS,而且有些車型內飾全部使用聚丙烯。目前國內使用的儀表板可分為硬質儀表板和軟質儀表板兩種。硬質儀表板一般為改性聚丙烯采用注塑成型,在經濟型車上使用。軟質儀表板為聚氨酯反應發泡成型,通常用于中高檔轎車。 
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