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塑料在汽车上的应用

发布时间:2016-05-09 16:03:37  作者:weboss
    汽车工业是发达国家工程塑料应用最为广泛、使用量最大的工业门类,也是中国工程塑料最有发展潜力的领域之一。  
每辆汽车塑料的用量是衡量汽车生产技术水平的标志之一。日本、美国和德国等发达国家的每辆轿车平均使用塑料已超过100千克,平均占汽车总重量的8%。目前,中国每辆汽车平均塑料用量为70千克,平均占汽车总重量的6%左右。工程塑料在全部汽车用塑料中只占10%左右的比例。


  


 
    尼龙是最重要的汽车工业用工程塑料。汽车零部件也是PA6工程塑料最大的消费市场,超过总消费量的三分之一。随着人们对汽车性能要求的不断提高和PA6工程塑料自身的发展,汽车用PA6正呈逐年上升的趋势。汽车上可使用PA6(包括改性产品)制作的部件有空气滤清器、外壳、风扇、车轮罩、导流板、车内装饰、储水器材盖、线卡、各种车内电气接插件等。PA6/ABS具有密度低,流动性好的特点,并有良好的噪声阻尼性和良好的耐热性、耐化学性和机械性能,可用於汽车内饰件;玻纤增强PA/ABS可替代ABS做汽车排风格栅,并有可能成为汽车排空气和除霜器护栅及车门组件,以及用於摩托车档板的制作。  
 
    现在PA9T也已在日本汽车工业上应用,如动力换向装置(齿轮结构)、滚动轴承架。PA9T耐燃油性强,适用於做汽车燃油系统部件。此外还可用於制造中间冷却器罐、发动机支架和要求低摩擦系数的滑动部件。   
改性PPO主要用於制作一些薄壁的复杂硬质结构件,如仪表盘骨架等。GE公司推出的热固性PPO,具有高强、高韧性和良好的电性能,吸湿小,可用做汽车阀罩、燃油箱导电板、变压器和风力发动机叶片等。而PPO/PS合金加工性良好,可用做流体加工部件、汽车机罩下部件和电子接插件。
 
    PC在汽车上也有广泛应用。PC的高透明性使之成为车灯罩的主要生产材料。硅橡胶/PC也可以用做汽车保险槓。而PC的另外一大用途是以合金的形式充当汽车内饰材料。PC/ABS外观好,容易着色,广泛用於汽车内饰件如仪表板等。  
PBT加工性能和绝缘性能较好。PBT玻璃化温度低,加工周期短。PC/PBT、PBT/ABS等主要用於汽车内饰件。此外,由於PBT对汽油、发动机油的耐受性好,PBT也用於汽车发动机系统配件材料的生产。 
 
    聚甲醛树脂是高度结晶的聚合物,具有类似金属的硬度、强度和刚性,很宽的温度和湿度条件下都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性、低磨擦系数,因此,聚甲醛主要用於定性要求比较严格的滑动和滚动机械部件上,包括齿轮、凸轮、轴承、槓杆、滑轮、扣链轮和轴衬等,与金属和尼龙相比,聚甲醛具有很低的磨擦系数,是很好的轴承材料。  
特种工程塑料在汽车工业中也有应用,如聚醚亚胺(PEI),由於其玻璃化温度可达249℃,可满足汽车反光灯的反光板和软电路板、恒温箱板等产品的要求。  
 
    德国BASF公司开发的由聚醚石风Ultrason E制备的发泡塑料Ultratoct也已开始用於BMW公司M3 CSL型运动车的後座靠背,这种新的後座靠背重5.5千克,重量仅为以前钢质结构的一半,汽车碰撞时显示同样的性能,而振动阻尼性则优於传统结构制品。
改性塑料对传统工程塑料的冲击 。一方面,工程塑料新品不断,在不断开拓应用领域,并由於生产装置的扩大,成本逐渐降低;另一方面,改性技术使通用热塑性树脂不断具有工程化特点,并抢占部分传统工程塑料的应用市场。
 
    ABS是最重要的“准工程塑料”,中国已成为全球ABS用量最大的国家。除此之外改性PP是最为活跃的产品。不断推出的PP增强和高抗冲新牌号,为其在一些领域替代工程塑料提供了可能。到2003年末,全球PP在汽车方面的消量将由目前的140万吨增至260万吨,增长率将达8-9%,其中亚太地区增长最快,估计年增长率达20%。  
 
    玻纤和矿物增强PP已用於汽车零配件,并对PC共混物市场构成较大冲击。改性PP也正在进入传统的PA领域,如泵体和风扇叶。目前全球90%的玻纤增强PP用於轿车上,其目标主要是用於发动机罩、仪表板骨架、蓄电池托架、座椅骨架、轿车前端模块、保险槓、行李架、备胎盘、挡泥板、风扇叶片、发动机底盘、车顶棚衬架等。全世界生产玻纤增强PP的厂商主要集中在美国、日本、德国等发达国家。  
具有硬度和高抗冲牌号的PS,也在工程方面的应用上获得进展。由於开发改进、兼具抗冲性和高光泽的产品改进了流变行为,因而会使PS需求有上升的趋势。  
   
    SPS是由金属催化得到的间规聚苯乙烯,是一种结晶形聚合物,具有优良的耐热性、耐化学品性、良好的机械性能以及卓越的耐湿性、电性能和加工性能。其性质与价格可与多种热塑性工程塑料,如PET、PBT、尼龙66、PPS以及某些液晶聚合物相媲美。SPS无定型玻璃转化温度和结晶熔点均高於尼龙66、PET等,尺寸稳定性良好,加工过程中通常不需要预先乾燥,耐化学品腐蚀,具有良好的耐酸、堿、醇和大多数有机溶剂特性,其耐机动车油、防冻液和柴油性能优良,但耐汽油性一般。此外,其电性能也十分优越,主要的应用领域是汽车和电器零件。

 
  
上汽汽车工程研究院副总工程师 王东川 
 
 
    汽车塑料的用量是衡量一个国家汽车生产技术水平的标志之一。近30多年来,国际上汽车塑料的用量在不断增加。目前,我国对汽车塑料的应用情况还只停留在国外20世纪80年代中期的水平,尽管从加工能力方面来看,国内大多数供应商几乎不存在什么问题,但是在核心技术方面却表现出对引进技术的严重依赖。因此,中国的汽车塑料工业任重而道远!
  
    当前,我国汽车行业正面临着两大发展问题,一是技术发展问题——就是如何适应未来汽车的发展方向和循环经济的要求,选择合适的技术路线,开发新能源汽车,以实现节能、环保、安全、个性化目标;二是自主战略发展问题——就是如何在当前国外品牌产品占据主导地位、国内汽车主要依赖国外技术的现实条件下,培育自主开发能力,逐步实现自主品牌和自主开发战略目标。汽车塑料零部件的开发在这两大发展问题中扮演着一定的角色,也面临着自身的发展机遇与挑战。