汽車用塑膠的套用和發展建議

基本介紹

• 中文名：汽車用塑膠的套用和發展建議
• 外文名：Application and Development Proposal of Plastic for Automobile

基本信息

當今，汽車的發展方向是：節約能源、防止環境惡化、改善安全性能。作為汽車的重要材料之一，汽車用塑膠的發展也以這三方面為目標。隨著研究的深入，汽車塑膠的品種和套用範圍不斷擴大。
由於塑膠的優越特性，在汽車設計中大量採用塑膠，不僅可以實現汽車結構輕量化設計，而且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。另外，還有利於降低成本，節約材料資源。
塑膠在汽車上的套用主要分為三類：內飾件、外裝件、功能結構件。外裝件：以塑代鋼，可減輕汽車重量，達到節能的目的；內飾件：以安全、環保、舒適為套用特徵，用可吸收衝擊能量和震動能量的彈性體和發泡塑膠製造儀錶板、座椅、頭枕等製品，以減輕碰撞時對人體的傷害，提高汽車的安全係數；功能結構件：多採用高強度工程塑膠，減輕重量，降低成本，簡化工藝，如用塑膠燃油箱、發動機和底盤上的一些零件。
汽車塑膠材料與製品的發展趨勢
隨著塑膠新材料的不斷開發，塑膠在汽車套用的領域不斷擴大，主要表現在納米複合材料、可噴塗和免噴塗塑膠、塑件鏡片和塑膠玻璃、纖維增強熱塑性塑膠等的套用。

納米複合材料的套用

TPO基納米複合材料，套用於汽車內、外裝飾件，優點是質輕、尺寸穩定性提高、強度更高、低溫抗衝擊性能更好。TPO系納米複合材料做汽車踏腳板，已用於GM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PP複合材料用於汽車前後保險槓，使原保險槓厚度由4mm減至3mm，重量減輕約1/3。豐田公司又相繼推出了用於汽車內飾件的PP納米複合材料。
納米粒子的介入，不僅改善了聚合物的強度、剛性、韌性，而且還有利於提高聚合物的透光性、阻隔性、耐熱性及防紫外性等。由於加工簡便，效果明顯，業內對聚合物納米複合材料的巿場前景持樂觀態度。

可噴塗和免噴塗塑膠

美國通用電器公司開發的可導電PPO/PA材料使車身塑膠件能與金屬衝壓件一起進行陰極電泳（即可實現全線上噴塗），從而消除汽車車身非金屬件與金屬件的色差問題。
此外，用於製造汽車車身板的PC/PBT材料與SLX膜通過模內裝飾注塑成型工藝製造塑膠車身外板、前後翼子板及後舉升門等，可以達到油漆的效果，可取消油漆線，以降低生產成本。該技術在國外轎車車身板的生產中開始使用，應引起國內同行關注。

塑件鏡片和塑膠玻璃

由美國GE公司生產的特殊聚碳酸酯做成的前大燈鏡片，塗有防刮傷塗層，比玻璃鏡片更亮，更抗破碎，更具光學加工的準確性。
美國在風擋玻璃的三層安全玻璃裡面又貼附了20μm厚的聚氨酯膜。美國絕大部分客車採用丙烯酸樹脂板，窗玻璃塑膠化可以達到節能和保護乘員安全的目的。
纖維增強熱塑性塑膠
長纖維增強熱塑性塑膠（LFRT）是新型輕質高強度工程結構材料，因其重量輕、價廉、易於回收重複利用，在汽車上的套用發展很快。套用部位有：保險槓、行李倉底板、蓄電池槽、車門、車身、座椅靠背、備胎架、發動機底座、儀錶盤等。
用天然纖維如亞麻、劍麻增強塑膠製造車身零件，在汽車行業已經得到認可。一方面是由於天然纖維是環保材料，另一方面植物纖維比玻纖輕40，減輕車重可降低油耗。用亞麻增強PP製作車身底板。材料的拉伸強度比鋼要高，剛度不低於玻纖增強材料，製件更易於回收。對操作工人，可免除因玻纖引起的皮疹和呼吸性疾病。中國江陰一些企業已經開始生產這類材料。
塑膠在汽車中的套用
動力傳動系統
◆發動機氣門室罩和油底殼採用聚醯胺、反應注塑聚氨酯、環氧樹脂等玻璃纖維增強塑膠模製或壓制而成；
◆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PP成型材料套用於齒輪、軸等耐磨成型製品，取代聚甲醛塑膠。
◆廂式車和貨車中，用複合材料（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，並使工作更為平順。英國GKN技術公司用纖維增強塑膠製造的傳動軸，重量減輕50～60，抗扭性比鋼大1.0倍，彎曲剛度大1.5倍。
◆杜邦公司開發一種複合玻纖增強尼龍66用於V6發動機的有源集合塑膠通風系統。
懸架系統
塑膠彈簧可明顯減輕重量。用碳纖維增強塑膠（CFRP）製造的板簧為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膠化，除具有明顯的防振和降噪效果外，還達到輕量化的目的。
車身
塑膠在汽車車身上的套用主要有三種模式。
1）外覆蓋件與結構件全部採用塑膠：主要用於高檔跑車，其骨架結構件採用碳纖增強塑膠，外覆蓋件採用玻纖增強塑膠，成本很高。