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科技资讯
高分子材料在汽车领域的应用
时间:2019年2月21日
           伴随着人们环保意识的增强,以及越来越严峻的环境问题,汽车轻量化成为人们的越来越关心的问题。伴随着现在高分子合成、加工技术的突破,越来越多的高分子材料出现在了汽车生产应用领域,如聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯PP、聚氨酯(PUR)、聚酰胺(PA)等高分子材料已经大量的用在了汽车制造领域。

01高分子材料性能特点

A、密度低

       高分子材料最突出的优点之一就是轻质高强度。各种高分子的平均密度只有普通钢材的15-20%。这一优点可以大幅减轻汽车自重。提高汽车加速性,改善车辆控制稳定性、噪音、振动方面。从碰撞安全性考虑,碰撞时惯性小,制动距离减小。此外车辆每减重100公斤,二氧化碳排放可减少约5克/公里。

B、良好的加工性能

       高分子材料具有非常好的加工性能。通过不同高分子材料的组合,以及挤出、注塑、压延、吹塑等成型加工方法,制得成具有各种不同形状、不同性能、不同颜色的、不同功能的汽车用高分子材料。

C、优良的综合性能

       高分子材料具有多功能性,可满足各种功能性要求。通过材料结构调整以及改性等途径,可使高分子材料具备各种功能.如耐热/耐寒、刚性、韧性、耐寒性、耐腐蚀性、耐老化性能、耐磨损和耐洗刷性、防水性和自润滑、良好的粘结结合性能,因此被加工成各种被加工成各种要求多种性能和功能的汽车内外饰件。

02高分子材料在汽车轻量化方面应用

高分子材料在汽车轻量化的应用主要分为三部分:外饰件、内饰件、结构件。外饰件主要应用:汽车保险扛、车顶密封条、车面漆、轮胎、挡泥板、引擎盖、轮毂盖等。外饰件的使用有具体情况可以见下图:

保险杠蒙皮都采用PP/EPDM材料,或采用PP/弹性体体系。汽车保险杠除了以改性PP为主外,还经常采用的材料有PC/ABS合金、PC/PBT合金和SMC材料(玻璃钢的一种,由不饱和聚酯、玻璃纤维等组成),PC/PBT制成的保险杠常用于高档车。

车灯起到照明和信号的作用,车灯材料要求具有良好的透光性、耐冲击和耐老化性。灯罩一般采用PC或有机玻璃(PMMA),以保证其良好的透明性,灯座一般采用ABS材料。

外后视镜一般采用喷涂处理,其材料要有良好的油漆附着能力,并且要耐热、耐老化、便于注塑加工。后视镜镜壳和基座的常用材料均为丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸橡胶共聚物(ASA),克服了ABS树脂长期耐候性差,受日光的照射而使颜色变黄等缺点。此外,改性PP、耐热ABS、PC/ABS也可作为后视镜的重要材料。

由于进气格栅靠近发动机机舱,经常受到高温的影响,一般是电镀件,材料要有利于电镀、良好的耐候性、稳定性、加工流动性,选用PC/ABS、耐热ABS或电镀ABS、ASA、玻纤增强尼龙等材料。

内饰件具体应用:立柱、汽车坐垫、踏板、安全带、安全气囊外壳、控制按钮等等。用高分子材料作为内饰件不仅美观,而且耐用,使用舒适性大大提高。

立柱除了支撑作用,也起到门框作用,而立柱饰板则是起到装饰作用,外加保护内部金属。选用PC/ABS、ASA、丙烯腈-三元乙丙胶-苯乙烯共聚物(AES)等材料。

仪表板分为硬质仪表板和软质仪表板。硬质仪表板最常使用的材料为PP/EPDM/滑石粉,制造成本较低一般用在经济型车型上;软质仪表板给人更好的手感,用在中高级轿车上,多采用PC/ABS/弹性体。

座椅中使用的高分子材料主要用在包覆层及坐垫上,包覆层主要有织物、人造革、真皮。坐垫一般为聚氨酯(PU)发泡材料,为了提高乘客刚入座时的舒适性,可以将坐垫制成软质和硬质复合的双层坐垫。

成型硬顶逐渐取代了软顶和粘贴顶棚。成型硬顶一般用热压成型法把饰面、泡沫层和基底三层材料复合在一起,表层多用针织面料+泡沫材料,基底多用发泡PU/玻纤。

车门把手可使用PC、ABS、PC/ABS、PC/PBT、PA等。奥迪、大众等车内门把手采用电镀级PC/ABS。

03汽车用高分子材料的发展现状

在日本、美国和欧洲等发达国家中,每辆轿车平均使用塑料已超过260Kg,占汽车总重量的17%以上。目前日本丰田、本田等汽车公司在轻量化方面处于世界领先水平,所以日系车相对来说最节约油。我国每辆轿车塑料用量平均为150kg,占总重量的11%左右,达到国外2008年左右水平,所以还有很大提升空间。
 
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