高分子材料--汽车应用现状.doc

高分子材料-汽车应用现状 近30 多年来，国际上汽车塑料的用量在不断增加，平均每辆车上塑料的用量从20世纪70 年代初的50-60kg 已发展到目前的150kg，而且增长还在继续。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150kg，占汽车总重量的10%。汽车塑料中用量最大的通用塑料品种是聚丙烯（PP）、ABS 树脂、聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）。很明显，聚烯烃材料构成了汽车主要的塑料件，而且这种趋势在今后将会越来越明显。聚丙烯（PP）PP 可以用作多种汽车零部件，现在典型的乘用车中，PP 塑料部件占60 多个。PP 汽车零部件主要品种有：保险杠、仪表板、门内饰板、空调器零部件、蓄电池外壳、冷却风扇、方向盘，其中前五种占全车PP用量的一半以上。据美国汽车塑料协会发布的资料显示，2006 年，北美汽车共消费767 百万磅PP，单车用量为45. 5 磅；预计2011 年，这两个数字分别可以达到91百万磅和51. 3/ 磅。聚乙烯（PE） 通过对高密度PE 和低密度PE树脂的接枝改性和填充增韧性得到了具有良好的柔韧性、耐候性和涂装性能的系列改性PE 合金材料。PE主要采用吹塑方法生产燃油箱、通风管、导流板和各类储罐等。近几年PE 在汽车上的用量基本没增加，值得注意的是汽车轻量化的发展趋势促进了燃油箱的塑料化。欧洲汽车上正式采用塑料燃油箱，其主要材料为高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE）。ABS 树脂ABS 树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三个单体的三元共聚物，可以用于制作汽车的外部或内部零件如仪表壳体、制冷和采暖系统、工具箱、扶手、散热器栅板等；它也可以用于制作仪表板表皮、行李箱、杂物箱盖等。近年来，ABS 树脂在汽车上用量的增幅不是很大，这主要是由于ABS 树脂和PP 树脂的竞争十分激烈，而且ABS 本身也存在耐候变色性差、易燃等方面的缺陷，因此它在汽车上主要部件如汽车仪表板、格栅等方面的应用也受到限制。工程塑料及其合金材料工程塑料及其合金材料具有高强度、刚性和耐热性等优势，因此作为汽车结构件应用得到快速发展。它可缩短结构件的尺寸，同时不牺牲汽车的结构性能和安全性，轻量化效果明显。目前应用的汽车工程塑料主要有以下几大类：（1）聚碳酸酯（PC）及其合金：具有优异的综合性能， 目前世界PC/ ABS 合金的产量约为70KT/ a，每年以约10%速度增长。PC/ ABS 合金材料可用来制作仪表板骨架、车轮罩盖、散热器格栅、车身外板、内外装饰等部件。（2）热塑性聚酯（PBT、PET）及其合金：PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）具有优良的尺寸稳定性和电绝缘性，由吸湿性引起的电性能的变化很小，绝缘电压很高；成型稳定性和尺寸精度优良。汽车上应用的PBT 主要有玻璃纤维增强型（玻璃纤维含量10%50%）、玻璃微球增强型、阻燃型和低翘曲型材料。PC/ PBT 合金兼有PC 和PBT 两者的优点，主要应用于汽车保险杠、汽车反射镜/ 外壳、车外部把手、安全气囊通电部件。PET （聚对苯二甲酸乙二醇酯）：玻璃纤维增强PET 具有与热固性树脂相匹敌的高的耐热性和优良的电性能。而且具有优良的成型性能。即使在高温下长时间使用，以其机械性能为主的各种特性仍有超群的保持率。汽车上的应用包括车门反射镜架、雾灯、音响喇叭和顶棚。（3）聚酰胺（PA）及其合金：具有很高的耐冲击强度、耐摩擦磨耗特性、耐热性、耐化学药品性、润滑性和染色性。作为汽车结构件，PA 的用量不断上升，并可应用在发动机周围的苛刻环境下。（4）聚甲醛（POM）：具有优良的耐摩擦磨耗特性、长期滑动特性、成型流动性和表面美观、光泽特性，也适用于嵌件模塑。汽车底盘衬套，如转向节衬套、各种支架衬套、前后板簧衬套、制动器衬套等广泛采用聚甲醛型三层复合材料，它是以冷轧钢板为基体，以烧结多孔青铜粉为中间层，表面覆合改性聚甲醛（POM）作减摩层的三层复合材料。并轧出一定规律的储油坑，其结构决定了它的特殊性能：既具有钢的机械强度和刚性，同时又有优良的边界润滑条件下的减摩抗磨特性。其它应用包括车门把手、安全带机械部件、组合开关和反射镜等。（5）汽车用其它主要工程塑料。聚苯醚（PPO）：在Venture 公司的Mercedes- Benz 概念车上采用了Noryl GTX 树脂制备成后举门上的扰流板和下面板，重量分别为1. 0kg和2. 1kg。还有PPO/ PA 注塑成型的前格栅、空调出风口。聚苯硫醚（PPS）：用于动力制动装置和动力导向系统的旋转式叶片、温度传感器、气化器、进气管、汽油泵等领域。还可用于制作汽车发动机和交流电机部件，燃料泵及点火装置部件，汽化器部件，各种传感器部件、配电盘、排气循环阀及阀门以及灯光反向器和车灯夹具等。热塑性弹性体（TPE）密度小，容易回收利用，性能又介于塑料和橡胶之间，近几年来在汽车制造工业中也得到迅速的发展。总结材料高分子在材料领域中有它特殊的地位，特别是交通工具，可以替代比重较大的金属与陶瓷，以及木材及其它天然材料。例如汽车车身与车壳结构材料中已经有50用高分子材料，下世纪将增至70至100。再如宇航与航空机身与机翼，减轻重量可以大大省油，因此都用高分子复合材料，从80年代的3