一輛汽車會(huì)用到多少種高性能塑料？能占汽車高性能塑料總量66%

　　塑料，尤其是高性能塑料，在汽車產(chǎn)業(yè)里扮演著越來越重要的角色。塑料的輕量特性使得車輛在使用過程中更加節(jié)能。據(jù)估計(jì)，車輛重量每降低10%，燃油使用量就會(huì)減少5％-7％。車用高性能塑料的優(yōu)點(diǎn)主要包括：

　　*更小的腐蝕，允許更長(zhǎng)的車輛壽命

　　*豐富的設(shè)計(jì)，讓先進(jìn)的創(chuàng)意和創(chuàng)新與車輛融為一體

　　*集成組件的靈活性

　　*安全，舒適和經(jīng)濟(jì)

　　*可回收性

　　塑料種類繁多，而車用塑料主要應(yīng)用于內(nèi)飾件、外裝件和功能件，而根據(jù)名種塑料不同的使用特性，通常將它們分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。

　　一、通用塑料

　　一般是指生產(chǎn)量大、成型性好、價(jià)格便宜、廣泛使用的塑料。通用塑料包含五大品種，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，都是熱塑性塑料。

　　①PP

　　聚丙烯，俗稱百折膠，類似白色蠟狀，透明、質(zhì)輕，注塑時(shí)流動(dòng)性好，吸水性低于0.02%。PP收縮率為1.0-3.5%，合適的薄厚為1.5-2.5mm。

　　PP在汽車領(lǐng)域的廣泛使用主要存在兩個(gè)問題：易燃燒（會(huì)滴落燃燒物）和低溫環(huán)境呈脆性。針對(duì)這兩個(gè)問題，在工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中摻加合適的添加劑，做PP改性。易燃燒會(huì)添加阻燃劑；低溫環(huán)境下呈脆性，主要采用加入其它韌性材料、剛性粒子或彈性體進(jìn)行各種改性增韌，如橡膠(EPDM)、滑石粉(TD)、玻纖(GF)等。用PP樹脂制造的汽車用制品很多，有各種儀表板、門護(hù)板、立柱護(hù)板、保險(xiǎn)杠、水箱、裝飾板，PP在汽車上的應(yīng)用有越來越多的趨勢(shì)。

　　②PE

　　聚乙烯，最輕的塑料之一，半透明白色臘狀材料，耐水性好，耐酸堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性優(yōu)良。收縮率1.5～4.0%，合適的薄厚1.0-2.5mm。

　　PE作為汽車材料最大的缺點(diǎn)是容易燃燒，最簡(jiǎn)單、常用的方法是加入合適的阻燃劑來改善PE的燃燒性能。用PE制造的汽車制品主要有油箱、風(fēng)管，前座椅裝飾蓋，風(fēng)道總成（HDPE）、左右通風(fēng)管總成、上下風(fēng)向葉片連接杠、左右腳通風(fēng)口總成等。

　　③PVC

　　聚氯乙烯，常用PVC是多組份的塑料，因?yàn)楦鹘M份的含量不同，就形成了各種機(jī)械性能差異很大的不同硬度的PVC顆粒，一般分為軟PVC和硬PVC兩大類。收縮率：硬質(zhì)PVC為1-1.5%，軟質(zhì)PVC為2-2.3%，合適的薄厚2-3.5mm。

　　在汽車塑料制品中最常用的塑料原材料當(dāng)屬聚氯乙烯，用PVC塑料制造的汽車塑料制品隨處可見，PVC儀表板蒙皮、PVC塑料方向盤、PVC塑料襯板、PVC塑料汽車鋪地材料。這不僅是因?yàn)镻VC樹脂價(jià)格經(jīng)濟(jì)，而且加工性能和綜合力學(xué)性能都比較好。

　　④PS

　　聚苯乙烯,俗稱硬膠，透明的仿玻璃狀的材料，流動(dòng)性好，不吸水，由于PS脆性，常將其與其它物質(zhì)一起接枝共聚，如與丁二烯接枝共聚形成HIPS，成分中含橡膠后抗沖擊強(qiáng)度和表面硬度都大大提高。收縮率0.4-0.7%，合適的薄厚2-3mm。

　　PS在汽車上的主要應(yīng)用在儀表外殼、燈罩、照明制品上。聚苯乙烯還可通過發(fā)泡成型制備包裝材料及絕熱保溫材料，用于生產(chǎn)頂棚，還有就是與其它材料接枝共聚和改性，得到很多固定搭配的PS家族的合金塑料品種，如SMA用在制造汽車儀表板骨架。

　　⑤ABS

　　丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚體，俗稱超不碎膠，本體呈白色。收縮率為0.4-0.7%,合適的壁厚1.8-3mm。

　　由于ABS種類多，表面處理效果好，價(jià)格低，被廣泛使用與汽車領(lǐng)域。鑒于ABS的耐候性差，目前商用車中已經(jīng)廣泛使用高耐候的AES、ASA等材料補(bǔ)充ABS。當(dāng)產(chǎn)品需要做表面處理時(shí)（例如水轉(zhuǎn)印膜、噴涂）時(shí)，采用ABS；不需要表面處理時(shí)選用ASA、AES。汽車產(chǎn)品中最典型就是裝飾亮條、換擋手柄頭、內(nèi)開拉手、牌照裝飾板、后擾流板總成、后視鏡本體、散熱器隔柵本體、扶手等。

　　二、工程類塑料

　　工程類塑料由于擁有較好的綜合機(jī)械性能，在汽車領(lǐng)域也得到廣泛使用，在本文中主要介紹聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PU)、聚碳酸酯(PC)。

　　①PA

　　聚酰胺，俗稱尼龍，工業(yè)使用上PA種類較多，常用的有PA6、PA66和PA610。由于熱膨脹和吸水性的影響，制件尺寸穩(wěn)定性差，收縮率1～2%，需注意成型后吸濕的尺寸變化。吸水率100%，相對(duì)吸濕飽和時(shí)能吸8%，合適壁厚：2～3.5mm。

　　PA在汽車領(lǐng)域主要用于制造軟管(制動(dòng)軟管、燃油管)、燃燒油過濾器、空氣過濾器、機(jī)油過濾器、水泵殼、水泵葉輪、風(fēng)扇、制動(dòng)液罐、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液罐、白葉窗、前大燈殼、安全帶。

　　②PMMA

　　聚甲基丙烯酸酯，俗稱有機(jī)玻璃，耐室外老化，有極好的透光性合適的塑料產(chǎn)品：有一定強(qiáng)度要求的透明結(jié)構(gòu)件。

　　PMMA由于其良好的透光性能，廣泛用在汽車照明標(biāo)志牌、車門玻璃和燈玻璃罩上。

　　③POM

　　聚甲醛，俗稱塑鋼，收縮率2-3.5%合適壁厚：1.5-2.5mm。

　　POM在汽車上用與制造儀表板手套箱附件、各種閥門（排水閥門、空調(diào)器閥門等）、各種葉輪（水泵葉輪、暖風(fēng)器葉輪、油泵輪等）、各種電器開關(guān)及電器儀表上的小齒輪、各種手柄及門銷等。

　　④PC

　　聚碳酸酯，具有突出的沖擊韌性和抗蠕變性能，耐熱性好，耐寒性也很好。收縮率0.5-0.7%，合適的壁厚為2-3.5mm。PC加入玻纖可改善其收縮率，機(jī)械強(qiáng)度和耐溫性，在100℃左右長(zhǎng)期使用鋼性會(huì)增加，可用退火改善內(nèi)應(yīng)力。

　　主要合成體PC-ABS簡(jiǎn)介：

　　PC-ABS是PC與ABS的共混材料，通常以共混造料后，以粒料形狀供應(yīng)。如果只把兩種料簡(jiǎn)單的混合后，直接注塑，效果很差，會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象；PC的優(yōu)點(diǎn)是剛而韌，缺點(diǎn)是應(yīng)力開裂，粘度大；ABS的優(yōu)點(diǎn)是流動(dòng)性好，但表面硬度低；這樣共混后的材料PC-ABS即保留了兩者的優(yōu)點(diǎn)；PC-ABS具有較高的表面硬度，較高的剛性和韌性，也有較高的抗應(yīng)力開裂能力；它的機(jī)械性能介于兩者之間。

　　PC在汽車領(lǐng)域主要用在制造燈罩，左右輪罩護(hù)板，儀表?yè)醢灞倔w（PC＋ABS）、左右風(fēng)框蓋、中間風(fēng)框蓋（PC＋ABS）、后保險(xiǎn)杠緩沖墊。

　　⑤PU

　　聚氨酯，根據(jù)聚合反應(yīng)生成物的不同，常用的分為硬質(zhì)聚氨酯和軟質(zhì)聚氨酯。

　　聚氨酯泡沫塑料廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾和吸收振動(dòng)的零部件上，如涂覆材料、聚氨酯硬質(zhì)塑料板材、聚氨酯彈性體、座椅軟泡沫材料、裝飾件、沙發(fā)革、車頂飾品；應(yīng)用最多的是各種軟質(zhì)和硬質(zhì)的聚氨酯泡沫材料，它有隔振、隔音、降噪、保溫隔熱；PU還可制成車用聚氨酯涂料、粘結(jié)劑、密封劑等。汽車上的PU代表制件有儀表板、后視鏡、保險(xiǎn)杠、座椅軟墊、頭枕、轉(zhuǎn)向盤、儀表板防振墊、支柱裝飾件、前頂襯里、窗框架、頂棚與側(cè)頂架裝飾、門襯板、遮陽(yáng)板、后頂架裝飾等。

　　三、特種塑料

　　玻璃纖維增強(qiáng)塑料

　　玻纖增強(qiáng)塑料是在原有純塑料的基礎(chǔ)上，加入玻璃纖維和其它助劑，從而提高材料的使用范圍。一般的來說，大部分的玻纖增強(qiáng)材料多用在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)零件上，是一種結(jié)構(gòu)工程材料；如：PP,ABS,PA66,PA6,PC,POM。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　①玻纖增強(qiáng)以后，玻纖是耐高溫材料，因此增強(qiáng)塑料的耐熱溫度比不加玻纖以前提高很多，尤其是尼龍類塑料；

　　②限制了塑料的高分子鏈間的相互移動(dòng)，因此增強(qiáng)塑料的收縮率下降很多，剛性也大大提高；

　　③增強(qiáng)塑料不會(huì)應(yīng)力開裂，同時(shí)塑料的抗沖性能提高很多；

　　④玻纖是高強(qiáng)度材料，從而也大提了塑料的強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都提高了很多)；

　　⑤由于玻纖和其它助劑的加入，增強(qiáng)塑料的燃燒性能下降很多，大部分材料不能點(diǎn)燃。

　　缺點(diǎn)：

　　①不加玻纖前是透明，都會(huì)變成不透明的；

　　②塑料的韌性降低，而脆性增加；

　　③所有材料的熔融粘度增大，流動(dòng)性變差，注塑壓力比不加玻纖的要增加很多；

　　④流動(dòng)性差，為了正常注塑，所有增強(qiáng)塑料的注塑溫度要比不加玻纖以前提高10℃-30℃；

　　⑤增強(qiáng)塑料的吸濕性能大加強(qiáng)，原來純塑料不吸水的也會(huì)變得吸水，因此，注塑時(shí)都要進(jìn)烘干；

　　⑥在注塑過程中，玻纖能進(jìn)入塑料制品的表面，使得制品表面變得很粗糙，斑斑點(diǎn)點(diǎn)(為了取得較高的表面質(zhì)量，最好注塑時(shí)使用模溫機(jī)加熱模具，使得塑料高分子進(jìn)入制品表面，但不能達(dá)到純塑料的外觀質(zhì)量);

　　⑦玻纖是硬度很高的材料，助劑高溫?fù)]發(fā)后是腐蝕性很大的氣體，對(duì)注塑機(jī)的螺桿和注塑模具的磨損和腐蝕很大，因此，生產(chǎn)使用這類材料的模具和注塑機(jī)時(shí)，要注意設(shè)備的表面防腐處理和表面硬度處理。

　　常用的加玻纖的縮水率：

　　PP+玻纖：0.2-0.8%

　　ABS+玻纖：0.1-0.2%

　　PA66+玻纖：0.5%

　　PA6+玻纖：0.4%

　　PC+玻纖：0.1-0.3%

　　POM+玻纖：0.9-1.2%

　　玻璃纖維增強(qiáng)的代表材料，玻璃鋼/復(fù)合材料在汽車工業(yè)上的應(yīng)用：

　　車身部件：包括車身殼體、車蓬硬頂、天窗、車門、散熱器護(hù)柵板、大燈反光板、前后保險(xiǎn)杠等以及車內(nèi)飾件。這是玻璃鋼／復(fù)合材料在汽車中應(yīng)用的主要方向，主要針對(duì)適應(yīng)車身流線型設(shè)計(jì)和外觀高品質(zhì)要求的需要，目前開發(fā)應(yīng)用潛力巨大。該部件材料主要以玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料為主，典型成型工藝有：SMC／BMC、RTM和手糊／噴射等。

　　結(jié)構(gòu)件：包括前端支架、保險(xiǎn)杠骨架、座椅骨架、地板等，其目的在于提高制件的設(shè)計(jì)自由度、多功能性和完整性。主要使用高強(qiáng)SMC、GMT、LFT等材料。

　　功能件：其主要特點(diǎn)是要求耐高溫、耐油腐蝕，以發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件為主。如：發(fā)動(dòng)機(jī)氣門罩蓋、進(jìn)氣歧管、油底殼、空濾器蓋、齒輪室蓋、導(dǎo)風(fēng)罩、進(jìn)氣管護(hù)板、風(fēng)扇葉片、風(fēng)扇導(dǎo)風(fēng)圈、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼、水泵渦輪、發(fā)動(dòng)機(jī)隔音板等。主要工藝材料為：SMC／BMC、RTM、GMT及玻璃纖維增強(qiáng)尼龍等。

　　雖然許多種塑料都被用于某一車輛，但據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，其中有三種塑料占據(jù)了汽車高性能塑料總量的66％：聚丙烯（32％），聚氨酯（17％）和PVC（16％）。因此，高性能塑料件的改良研究和生產(chǎn)工作也基本上圍繞這三種塑料進(jìn)行。

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