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        技术交流

        改性塑料在汽车零部件中发挥着重要的作用

        发布时间:2017/8/16 9:40:36 浏览次数:619

        改性塑料是以通用塑料和工程塑料为基础,经过添加改性剂,和填充、共混、增强等工方法,提升了阻燃性、强度、抗冲击性和韧性的塑料制品。改性塑料因其具有其他材料所不具备的特性而被汽车工业大量采用。随着汽车轻量化、节能环保的要求的日益提高,汽车改性塑料的用量逐年增加。2016 年 10 月,中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图》。路线图指出,到 2020 年、2025 年、2030 年,整车质量需比 2015 年分别减重 10%、20%、35%。汽车用改性塑料主要有聚丙烯、聚氨酯、ABS 材料、HDPE、聚碳酸酯、尼龙等。数据显示,中国塑料总产量从 2004 年的近1800 万t 上涨至2016 年的近8000 万 t,改性化率也从8% 增长到19%。然而,相比全球 40% 的改性塑料用于汽车行业,中国仅10% 左右。2016 年 11 月下旬,据预计,未来几年汽车行业将成为中国改性塑料消费量增速最快的领域。预计 2021 年中国汽车年产量将达到 3000 万辆,按照每台300 kg 汽车改性塑料保守使用量,未来 5 年内汽车改性塑料行业年复合增长率超过26%。未来几年内,石化与煤化工聚烯烃和改性塑料产品升级,需重点关注车用塑料市场。



        1.

        >>>外部饰件<<<

        车身的轻量化对于汽车十分重要,可利用塑料材质一次成型车身覆盖件,无需后续处理,可使成本降低。相比于金属覆盖件,NVH、质量稳定、尺寸精确、表面光滑方面指标较小。例如,福特公司利用SMC 制作前方护板、顶盖版、发动机 罩,能够实现35% 的减重。例如在戴勒姆克莱斯勒公司的新型Smart车型中采用了XenoyPCP / BT 制作车体面板,具有良好的尺寸稳定性、抗紫外线性、耐腐蚀性、韧性、抗冲击性等性能。在汽车底盘中,由于需要承受的负荷较大,因此塑料化存在较大的难题。因此目前主要是在传动悬挂系统、转向制动系统的耐 磨运动件方面应用改性塑料,例如改性PBT、改性POM 等材料。



        2.

        >>>内部饰件<<<

        在内护板中,以奥迪TT 应用的 2443ABS 材料为例,流动性能良好,在注射成型过 程中,质量能够得到保证,对流线型门护板进行加工时,能够实现良好的功能性和美观性。常用改性PP、改性 ABS 制作骨架,缓冲层采用PP发泡、TPU、针织涤纶等,刚性、手感都较为良好。还可以利用RIMPU为缓冲、针织涤纶作为面层,手感和刚性也十分良好。在通用、雪佛兰的一些车型中,骨架、面板采用SMC材料,或利用50%PP和50%天然纤维热压而成,有效的降低了成本。在汽车仪表板中,主要采用软质和硬质两种。在仪表板 用改性PP当中,无极填充料、PP橡胶类增韧剂是主要成分,具有性能好、价格低等优势。采用PVC/ABS作为仪表板表皮材料。其中PVC的电性能、阻燃性、化学稳定性良好,ABS的成型加工性、机械性能良好,二者的融合能够发挥出更好的作用。这种仪表板无需处理表面,可直接进行涂敷。基于回收利用的便利性,采用PP发泡材料、改性PP骨架TPO等构成仪表板。


        3.

        >>>动力系统功能件<<<


        汽车一个主要的塑料件就是保险杠,采用改性塑料能够在确保功能性的同时增加美观性,同时改性塑料在轻微的刮蹭、 撞中,性能也要优于金属件。当前大多数汽车保险杠都是利用 高分子材料制作的,例如用PU 发 泡、PP 发泡等材料制作中间层,金属、木材等制作骨架、PCP/ BT、PC / ABS、PP 等制作面板。而为提高环保性,可用发泡PP制作中间层,用玻纤增强 PP 制作骨架、用 TPO 制作汽车保险杠面板。在燃油箱方面,改性塑料也发 挥着重要的作用,可以根据一定比例混合集体数值、粘合剂、PA 等材料,然后吹塑成型。此外,还可以利用超高分子量高密度聚乙烯,共聚 PA、EVOH 树脂、HMWHDPE 等材料制作燃料箱。利用一次注塑成型技术,难以制作形状复杂的汽车发动机进气歧管,对此,在生产AIM的时候,可以分别进行2片到3片AIM 零件的注塑成型,然后进行振动焊接。例如在克莱斯勒、凯迪拉克的一些型号的发动机中,在制造 AIM 时就对玻纤增强PA进行了应 用。在发动机周边,运行温度通常超过200 摄氏度,因此应对高模量、高强度进行保持,而在 一些寒冷地区,还要承受零数十度的寒冷,因此可采用PA66材料,确保塑料化零件的性能。离合器执行系统需要在高温的状态下运转,同时要承受压力油 润滑剂的影响。



        过去通常采用金属件制作主、从动缸,而随着改性塑料的应用,逐渐出现了塑料制造的 离合器执行系统,其中主要的成分50% 长纤维增强黑色尼龙LFRT 。由于其中添加了50% 长纤维,因而能够达到近似于金属件的热膨胀系数,其中纤维均匀分布,具有超出铝合金的 模量,同时具有稳定的尺寸,只有 0.1 % 到 0.2 % 的收缩率,在不同温度条件下,都能够保持极强的抗拉强度。其中应用的纤维主要包括强化纤维、芳酞胺纤维、玻璃 纤维、不锈钢纤维等,在不同的工况下能够发挥出不同的作用。


        汽车是当前社会中十分常用的交通工具之一,随着汽车工业的发展,对汽车零部件的性能和质量要求也进一步提高。在汽车零件制造当中,改性塑料的应用,极大的提升了汽车零件的性能,同时降低了生产成本,对于汽车整体性能和效益的 提升发挥了巨大的意义。



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