日本尼龙工程塑料在汽车上的应用及其动向

1、塞垂曼重量丝±曼!垦壅!鍪塾壁壁些竺垫查墨主堡垒望 日本尼龙工程塑料在汽车上的应用及其动向 中国石化股份有限公司聚酰胺技术开发中心冯美平尼龙工程塑料的最大用途是汽车零部件，本文用大量的实例详细介绍了日本尼龙 工程塑料在汽车上的应用及发展动向。关键词：尼龙、工程塑料、汽车、应用 聚酰胺汽车工业的发展从没有有效地利用资源和能源的“大量生产、大量消费、大量废 弃型的经济社会转向“合理生产、合理消费、最小废弃的汽车循环型社会"是非常 重要的。尽管现在在汽车制造中大量使用塑料，提高机械性能、加工成型性、安全性、 环境适应性和降低成本等优点，但是，另一方面塑料比金属难于回收再利用，而

2、ASR(Automobile Shredder Residue汽车破碎料)循环再利用就更困难。为此，到2015 年的10年间要研究塑料用于汽车在耐久性、舒适性、安全性、低燃料费用、低成本 和对环境适应性等方面起作用的效果。本文将对汽车塑料部件的应用及其研究开发动 向进行阐述。一、日本塑料在汽车上的应用概况及其动向1、概况 根据日本汽车工业协会的最新数据统计(2001年)，在日本普通小型汽车的原材料构成比(质量)：金属占808，其中钢铁为73，非铁金属为78；非金属占192， 其中合成树脂为82。如果把原材料换成体积，合成树脂仅次子主要材料钢铁。在合 成树脂中，PP约占50，其后依次是PVC、P

3、UR、PE等，PP、PVC、PUR、PE等总计约 占80。工程塑料在汽车原材料中的构成比较低，仅为l，工程塑料只有在重要部位 才使用。但是，工程塑料现在是汽车不可缺少的材料。在日本汽车用工程塑料构成比 中，PA约占41，PBT占2 1，Pc占1 8，POM占1 5，mPPE为5。2、日本汽车用塑料量2002年日本塑料总需求量为11×104kt，其中通用树脂为1037×104kt，汽车用 途占通用树脂的12，占塑料总需求量的13，详见表1。表2为2002年日本5大工 程塑料需求量。表中表明汽车用聚酰胺工程塑料占日本总内需聚酰胺的37，且居汽 车用工程塑料的首位。中国(慈溪)聚

4、酰胺产业链技术与市场论坛表1 日本对通用树脂和通用工程塑料的需求量及在汽车上用量和比例塑料内需kt汽车用量占比例， 汽车用需要量kt通用树脂 1037×1012 13X1035大通用工程塑料63X102 29 18×102合计11×10413 148×103表2 2002年日本5大通用工程塑料需要量塑懒日本内需kt汽辐税kt汽朝薪乳眵【1PA213 79 37POM 833441PC216 2612PBT 5l2445GPET17 7 42MPPE 42 8 18合计 630 180 293、日本汽车部件采用塑料趋势 日本汽车部件近年来所用塑料有以下趋势

5、： (1)内外装饰部件，PVC和ABS有减少，而PP有增加的倾向。 (2)外板部件，如挡泥板(fender)，后行李箱盖板(trunk l id)等采用塑料。 (3)发动机室内部件，如空气进气歧管，汽缸盖罩(Cyl inder head cover)，发动机座(engine mount)等的原材料有玻纤增强尼龙化的趋势。 (4)燃料系统部件，如燃料箱，输油管有由金属箱转向HDPE系列塑料箱和尼龙塑料管的趋势。 (5)机能耐久性部件有由金属制造向尼龙等工程塑料、聚酰亚胺等特种工程塑料化的倾向。(6)电子机器部件，如电子设备控制系统部件，以PA、PBT、LCP等塑料用量增加，以PA、PBT制的线圈

6、骨架，加速采用，用量增加。(7)安全对策部件，如空气袋(air bag)，传输皮带护罩(sheet belt)等用量增加，所用材料趋向塑料化。 (8)橡胶部件有趋向塑料化的倾向，如橡胶从热固化交联型向热塑性弹性体转换的倾向。 (9)汽车窗户玻璃由无机玻璃有采用PC开发的倾向。 (10)汽车部件模塑一体化是时代的潮流，其研究开发盛行。4、环境安全对策 (1)制订阻燃法规和内装饰材料标准，使用非卤阻燃剂。塞垂塞堕苎堕±里!垄墨!墨塾壁些竺垫查量变堑丝堡 (2)减少Pb使用量。(3)制订汽车排放尾气法规。 (4)制订汽车回收再利用法规。 (5)制订各种相应安全法规。二、汽车发动机室(Aut

7、omot i ve eng i ne room)部件采用塑料研究开发 动向汽车发动室的环境是非常恶劣，由热辐射、传导、对流，通过发动机总盖将热传 到外部冷却，因此，在其内的部件要经受长期热环境和严寒(冬天)环境，一般要求部 件耐一40150的温度；同时还要经受飞砂石的冲击和溶雪剂氯化钙、各种油品、和 长效防冻液(LLC)的腐蚀。近年来，对发动机室内部件所用塑料进行了研究开发，所 用塑料以尼龙等工程塑料为主，详见表3。表3汽车发动机室内部件采用塑料动向塑料材料 部件名称 特种工程体系通用工程塑料 热固型塑料 通用塑料塑料汽缸头盖 PA66 G卜M SMC主体PA66 GFBMC系PA6 GF统发

8、动机座 PA66 GF空气进气管 PA GFPP GF空气除尘器外壳PA GFPP GF(air cleaner case)进调压池(Surge tank) PA66 GFPP GF气PA6 GF系空气进气歧管 PA6 GF统PA66 GF节流阀体PA66 GF(throttle body)PA66 M散热器槽PA66 OF，PA66612 GF(radiator tank)彝垂虽葱篓廷中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 散热器中间PA66 GFSMC PP GF部分支架风扇叶片护罩PA66 GF，PA6 GFPP GF(fan shroud)水进口管件 PA66 GF水出口管件 PA6T

9、 6F PAS GF 水泵涡轮 PF GF 水泵皮带轮 PF GF 油盘(oil pan) PA66 GFM油过滤器PA GF润(oil strainer)滑油过滤网支架 PP GF系充油罐(oil filler统PA66 GF，PBT GF，PET GFcanister)油水准仪PA66 GF，PBT GF，PET GF(oil level gauge)转牙轮皮带罩PA66GF，PA6GFPGF动(timing belt cover)系链导轨(chain guide)PA66，PA46统凸链轮(cam sprocket) PF GFPA6 GF_M，M发动机总盖发动机 PA66 GM。M注：

10、(1)电子电气系统和燃料系统文中有叙述。(2)GF为玻纤，M为矿物填充物， PF为酚醛树脂。以下为发动机室内部件用塑料研究开发实例： l、空气进气歧管(air intakeholt) 用塑料制造发动机空气进气歧管有以下优点：a质轻，可轻量化；b降低了成本；c由于树脂化，歧管表面光滑和隔热效率好等，可提高发动机的性能；d噪音 小；e生产设备投资低；f有利环境保护。由于轻量化，燃料费用低，排放C0：少。 因此，1992年富士重工公司在轻型汽车上就用了工程塑料制造的空气进气歧管，其它 公司研究开发活跃，现在所有汽车生产厂商都在采用塑料进气歧管。塑料进气歧管主 要使用玻纤增强尼龙6(PA6 GF)制造

11、，日本每年使用量达lOkt，是尼龙树脂的最大市 场之一。生产塑料进气歧管的方法有多种，但是以振动熔接(或焊接)法为主，除此以曼垂窒星墼 中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 外，还有近年开发DSI(Die Slide Injection)法，DRI(Die Rotary Injection)法等。 表4为制造塑料进气歧管有代表性的方法和特点。表4有代表性的制造塑料进气歧管的方法及特点成型方法 产品自由度 成型自由度 尺寸精度 模具费用 投资费用 振动熔接法 oo o o DSI、DRIo o熔芯法 o×××吹塑成型法 o×o注：0为优，o为良好，为可以

12、，x为较差。2、汽缸盖罩(Cyl inder head cover)汽缸头盖塑料化有以下优点：a可以轻量化，重量可以减30-40；b防噪音 效果好，噪声可减少2dB3dB；C可以降低成本；d废弃品和废料可以回收再利用。 现在丰田、日产、本田、日野、三菱等汽车生产公司都采用，特别是日产公司2000 年的新型汽车发动机几乎都用尼龙制造汽缸头盖，每年尼龙树脂用量达12kt，只比 进气歧管少10。3、散热器(radiator) 散热器是汽车发动机从高温到低温冷却装置，它主要由中间部分、中间支架、上下槽、风扇等组成，详见图1，图2为散热器中间支架。散热器中间部分用热传导优 良的铝材制造，上下槽(tank

13、)、网扇叶片和叶片保护罩用玻纤增强尼龙生产。散热器 中间支架用长玻纤增强PP制造。图1散热器构成图2散热器支架(radiator core support)垒震刍理肇堕中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛4、进水口管件和排水管件进水口管件(water inlet)是将长效冷冻液(LLC)送入发动机的入口部件，而排水 管件(water out-let)是从发动机返回的长效冷冻液返回到散热器的出口部件。对排 水管件有严格的耐热要求，用耐热玻纤增强半芳香族尼龙制造，前者可用玻纤增强尼 龙制造。5、水泵皮带轮(water pump pulley)和水泵涡轮(water pump impeller)水

14、泵是一种经散热器冷却的LLC强制送入发动机区间和汽缸头盖的冷却水循环设 备。安装在进水口附近。水泵是由泵体(pump body)和盖(cover)组成的，详见图3。 近年来，其研究以轻量化，提高耐腐蚀性能为目标，开发了以玻纤增强PPS制造涡轮， 也可以用玻纤增强氟塑料制造，尤其是最近开发的泵体塑料化、模塑一体化，密封性 和耐久性优良、质轻的水泵。图3水泵的构成6、油过滤器(oi l strainer)油过滤器是通过油管上安装的过滤网浸在油盘内吸出的油分配到发动机各部分 去，而油渣和异物不能通过，详见图4。过去是通过法兰和钢管之间安装过滤网来实 现油过滤的。用玻纤增强尼龙塑料化后，将原钢管部分为

15、上部和中间部分，各自用树 脂注射成型，金属过滤网和中间部分熔接在一起，详见图5。油过滤器塑料化后的优 点是：a空气混入率降低10一-30；b成本降低50；C重量减轻70。图4油过滤器和油盘塞塞塞垦鱼堕 主里!蕉壅!鍪墼堕生些壁垫查兰童堡垒堡图5玻纤增强尼龙油过滤器7、发动机总盖(engine owner mait cover)近年来为遮蔽发动机的声音，发动机上的总盖由塑料制造，内面贴有遮音板，现 采用车辆增加，这种塑料盖有下列好处：a遮蔽了发动机的声音(特别是直接喷射型 发动机声音大)；b提高了外观性。发动机总盖可用玻纤和无机矿物混合物增强尼龙6和尼龙66制造，以玻纤增强尼龙为主，近年开发生产

16、的尼龙6系列纳米复合材料， PET瓶回收料和尼龙66回收料均可用来制造发动机总盖，现在三菱汽车GDI发动机已 用。三、燃料系统部件燃料系统采用回路(return race)方式时，由下列几部分组成：a燃料注入系 统；b燃料贮存系统，包括燃料箱及其配件；c燃料供给管线燃料箱内挥发的燃油 气体和供油时挥发气体，用滤毒罐(canister)吸附，滤毒罐中吸附的挥发气体，当发 动机起动时，随进气系统送入发动机。从前采用的回路方式是回流到燃料箱，1996年丰田汽车普遍采用。图6为燃料系统的构成(用return race方式)。近年来，燃 料系统部件所用材料采用塑料盛行，其主要原因是：a塑料质轻，可轻量化

17、；b可 降低成本；C提高了防腐性能；d提高了部件组装性；e安全性好；f耐燃料透 过性(符合各国有关法规)；g耐冲击性好；h可确保抗静电性。进气I碴管料软管 燃料箱图6燃料系统构成目前，燃料系统部件，研究开发的塑料材料主要有尼龙树脂、聚甲醛(PoM)树 脂、聚苯硫醚树脂(PPS)，燃料箱主要采用耐低温冲击性能好的高密度聚乙烯树脂震窒望垒缝中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 (HDPE)和阻隔性能好的尼龙或EVOH制造的多层燃料箱。表5为汽车燃料系统部件 采用塑料的动向。以下为燃料系统部件采用塑料研究开发实例：1、燃料盖(fuel cap)燃料盖是燃料注入口盖，要求材料耐冲击性能好，落下不坏。

18、由于燃料可蒸发(或 挥发)，还要求材料和垫圈密封性好，上部采用增韧性尼龙66制造，中间部分用耐汽 油性好的POM制造，从前是用NBR(丁腈橡胶)和PVC掺混物经氯化处理，丰田合成 公司改用FKM(氟橡胶)涂上氟树脂，燃料透过率比以前下降20，并且不用PVC。表5汽车燃料系统部件采用塑料动向塑料材料体系部件名称 备注 工程塑料 特种工程塑料 通用塑料燃料盖PA66上部燃料注 POM中部 入系统多用金属橡胶管， 燃料进口管 HDPENBRPvC管单层；HDPE 单层燃料箱现在不用 燃料箱 多层：皿PE阻隔层(PA6了；多层箱增加了回或EVOH)粘接层HDPE 收塑料层副油箱 PA6燃料贮燃料泵壳

19、POM存系统燃料电刷夹 PPSGF燃料模塑组POM件燃料出口阀 PA6T、POM单层：PAll、12 以多层管为主，正在 燃料管多层：PAl2ETFE开发没有粘接层管燃料供 燃料过滤器PA66 GF给系统 外壳燃料输送管 PA66 GFPPS GF燃料喷嘴 PA66 GF、PA6T PPS GF PA66，PA6蒸发线滤毒罐 增韧PA66 路系统增韧PA6翟囊厘垦缝中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛注：GF为玻纤，M为矿物填充物，PF为氟树脂；ETFE，为乙烯和四氟乙烯共聚物。2、燃料箱(fuel tank)从前燃料箱是用08-12mm厚钢板制造的，在欧洲塑料燃料箱(plastics fu

20、el tank，简称PFT)已普及使用。用PFT的优点：a可以轻量化，重量可减少20'-30； b由于形状自由度大，提高了放置场所的自由度；C耐腐蚀性好；d耐低温冲击 性；e生产成本降低。1976-1977年丰田汽车公司出口到欧洲的车用单层HDPE燃料箱。1984年日产汽 车公司公布也开发出HDPE单层燃料箱，1987年扩大使用量，其后，日产汽车公司又 开发出对燃料透过性小的多层(3种原材料5层)燃油箱，1990年提高了多层燃料箱 的使用率，本田、三菱重工、马自达等汽车生产公司也开始使用PFT(阻隔层为耐汽 车透过性优良的PA6多层箱)。目前，在欧洲乘用车PFT使用率达90，北美为70

21、， 日本为25。近年在美国加利福尼州对汽车燃料箱透过率有非常严格要求的法规LEV II，因此 要研究开发更加高性能的燃料箱。尼龙6具有优良的耐燃料透过性，EVOH树脂具有非 常优良阻隔性的树脂，同样可以用于多层燃料箱的阻隔层，特别是阻隔层还用回收树 脂开发出4种原材料6层燃料箱，其剖面构成详见图7。表6为各种树脂组成的燃料 箱对燃料的透过性，表7为4种原材料6层连续多层吹塑成型主要工序的说明。EVOH粒子【IO斗m以下)主料层C13)回收料层f40】 粘援外层C：2) 阻隔层C3嘲 粘接内层(2) 主料内层【40)【)内标准层构成比列图7 4种原材料6层PFT剖面构成表6各种树脂组成的燃料箱对

22、燃料的透过性mPE PA6 EvALFIOI多层(3种原材料5层)：HDPE粘接层阻隔层PA6或 燃料种类 燃料组成v单层EVALl01粘接层HDpE=23810510238(|l m)透过量为g·20umm2·d(40，65R1t)Reference C甲苯异辛烷=50503790O36 002M15 Reference c甲醇：ss153200 llD 12MTBE-15Reference CffBE=85153170 O24001MTBE为甲基叔丁基醚墓磊萎磊墨篓埏中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛3、燃料泵模塑组件(fuel pump module)燃料泵模塑组

23、件是由燃料泵、燃料过滤器、压力稳定器(供给燃料调压部件)等 集约一体化构成的。模塑一体化的目的是：轻量化；降低成本；装置简化； 有低燃料透过性。这种模塑一体化组件以注射成型为主，所用材料为POM，因为POM 具有耐燃料性、耐药品性、耐久强度，高温浸渍在燃料中不龟裂，易安装。日本爱三 工业公司生产的一体化产品重量减轻30。表7 4种原材料6层连续多层燃料箱吹塑成型主要工序说明项目层名称层占比例，挤出机直径咖 原料树脂 外层主材料 13120皿PE+MB回收料层 40 175 粉碎材料(回收料) 层构成和挤出机组合粘接外层 2 50 改性PE (常用挤出量：阻隔层 365EVOH1200kgh)粘

24、接内层 2 50改性PE 主材内层 40 165 删-HDPE4种原材料连续6层，直角接套，最大型坯直径600mm挤出机头直角接套装配有厚度装置 壁厚调整装置 型坯切断装置4、燃料截止阀(fuel out-off valve)燃料截止阀是为了防止燃料箱中燃料充满和汽车倒转时不漏燃料而安装的阀，阀 安装后要进行防腐涂装烘烤处理。使用金属油箱时，燃料截止阀安装后，与金属油箱 的防腐涂装和烘烤同时进行，所以塑料阀必须耐烘烤温度，通常塑料阀用耐热性好的 玻纤增强尼龙6T、玻纤增强尼龙66和玻纤增强PBT制造。但现在是在金属油箱涂装 和烘烤后再安装阀或在PFT上安装阀，因此塑料阀所用塑料不需耐热，可用P

25、OM制造。 爱三工业公司用POM制造燃料截止阀供给丰田汽车使用。5、燃料管(fuel tube)或燃料软管(fuel hose)对燃料管有以下要求：耐燃料；耐燃料透过性；耐低温冲击；耐热性；耐震动；柔软性好；耐候性好。燃料管从前用的是ECO(环氧氯丙烷橡胶)和 NBRPVC与钢管组合。近年来为满足用户对燃料管轻量化，耐腐蚀，组装操作成本低 的要求；以及单触式(one touch)快速连接器(quick connector)的使用，需要用 塑料管。塑料燃料管用耐燃料透过性和柔软性好的尼龙11制造，以单层管为主。最 近，为了适应燃料挥发物排出法规的严格要求，正在逐步转向使用多层管，如三菱自 工、明

26、治橡胶合成和旭硝子等公司共同开发的PAl2(外层)ETFE粘接剂导电性ETFE (内层)软管。特别是宇部兴产公司和旭硝子公司共同开发的，不需要粘接层二层管， 即粘接改性PAl2(外层)粘接改性ETFE(内层)“SUNBESTA”，这对于美国加利福尼 亚洲的LEVII是划时代的燃料管，正在作为充满燃料的软管和蒸发(或挥发)管线非导电型性管子使用。表8、9分别是二层管挤出条件和二层管的特性。表8二层管共挤出条件原料 品级套筒温度共挤出模头温度 非导电型外层粘接改性PAl23030 J16L 180230270290内层粘接改性ETFE(非导电) All2000250280270290 导电型外层粘

27、接改性PAl23030 J16L 180230290320 内层粘接改性ETFE(导电)AH3000 270320290320表9二层软管(SUNBESTA)的特性项目非导电型“SUNBESTA”导电型“SUNBESTA” 层构成：外层材料，层厚珊 3030 J16L，0753030 J16L，075内层材料，层厚m FLOUN LM-ETFE AH-2000，025FLOUN LM_ETFE AH-3000，025管形状：外径内径m80608060管厚m 1O10破裂(burst)试验：(耐破坏压力，肝a)， (70)06(72)03应力MPa2727低温破裂试验。：-40。C(bt)(MP

28、a)02(68)02(71)拉伸特性”，拉伸强力N951914 拉伸伸长率标点间距501， 278277 尖头间距100m， 319 322粘接特性：初期剥离强度(N·Cm-1)585 不能剥离 浸渍500h后剥离强度(N·cm-1)FuelC 462 不能剥离CE-IO452 不能剥离 燃油封后浸500h剥离强度：FuelC 476 不能剥离CE-IO481 不能剥离 管1m燃料透过量207155(60，cElo)rag·(24h·m)1注：a)：ShE1 394；b)SAEJ 2260；C)bt中b为破坏率，t为样品厚度。49爹翟囊霪塾缝中国(慈溪)

29、聚酰胺产业链技术与市场论坛6、快速连接器(quickconnector)为了将燃料管单触式接头脱离，用尼龙12制造的快速连接器正在普及，其结构如图8所示。树脂管0一涨田制动器re L旦ifief)管接头 外亮haulin：g)图8快速连接器构成7、燃料输送管(fuel delivery pipe)或燃料导轨(fuel roil)燃料导轨是多点喷射(multi point injecton)方式和电子控制燃料喷射装置构 成部件之一，是发动机各汽缸的燃料分配供给的管状部件，从前用铝材制造。对该部 件有下列要求：耐热；隔热；耐压；耐燃料油；密封性；耐冲击：轻 量化；易组装；易成型加工。1987年用玻

30、纤增强尼龙66制造，1994年也用玻纤 增强PPS制造，日本爱三工业公司用前者制造燃料导轨，日本丰田汽车公司在一种型 号汽车使用。8、燃料喷射器(fuel injector)燃料喷射器是一种电子控制式的喷射装置，将燃料从汽缸盖附近入口定时喷射的 部件，其主体部分主要用玻纤增强尼龙66和PPS制造。燃料喷射器从ECU(电子控制 系统)得到指令连接内部的电磁铁(线圈骨架)转动来实现喷射最适的燃料，用杜邦 公司生产的耐热玻纤增强尼龙6T(半芳香族尼龙，商品名称为Zylel HTN)制造。9、滤毒罐(Canister) 滤毒罐是一种从燃料箱内燃料蒸发(或挥发)出来的燃料气体吸附装置，它是活性炭，尼龙无

31、纺布过滤器和尼龙66盖组成的。汽油发动机使用挥发性高的汽油，易 从燃料箱中蒸发(或挥发)，环境保护有关法规对这种蒸发气体排放到大气中有严格 要求。因此，这种蒸发汽油气体在滤毒罐中被吸附，防止排入大气中，当发动机运转 时，利用进气歧管系统的负压，将空气导入滤毒罐中，被活性炭吸附汽油挥发物被脱 附送入进气系统。对滤毒罐的要求是：耐燃料透过性；耐冲击；耐震动；耐 热；耐氯化钙；轻量化；可降低成本。用增韧级尼龙66和尼龙6制造。为了 强化排出该气体的有关法规，由ECU控制汽油蒸发气体量，提高30吸附量的吸附系 统正在研究开发，该系统由POM制造燃料模塑组件。塞翼塞星塾堕主璺!垒壅!鍪塾壁生些壁垫查墨童

32、望垒堡四、汽车电气电子系统部件采用塑料动向现在与汽车电气电子系统有关的部件塑料化正在积极研究开发，其理由主要有以 下几方面：耐热性；长期耐久性，如耐热老化、耐湿性等；耐腐蚀；可操作 性，如粘接性、封止性；可以轻量化，降低成本；容易模塑组件一体化。该系统 主要包括：电线电缆、传感器、开关、电子控制单元(ECU)、汽车启动充电、点火、 马达、仪表、电池和灯等方面；所采用的塑料主要是一般通用工程塑料，如PBT、玻 纤增强PET、PA等，采用这些塑料的主原因是在汽车电气电子部件的用途中所要求的 各种物性和加工成型性优良，详细情况见表10。表10汽车电气电子系统部件采用塑料动向塑料材料 项目部件特种工通

33、用工程塑料 特种塑料 通用塑料程塑料PVC(加Pb稳 定剂)电缆包皮(able covering)PV(加非Pb稳定剂) 电线配线 HDPE (wiring 连接器(connector)PBT，PA66，PA6Tharness) 断电器滑块(Relay block) PBT，PA66，PA6保险丝盒(fuse box) PP电线固定器 PA66。PA6薄板型配线sheettype flatPET薄膜harnessPBTGF，PETGF，各种传感器外壳 PPGFPAGFPAblXD6-GF电子式加速踏板传感器主体PBT-GF氧气传感器引线 PTFE PBTGF_M，PBT-GF空气吹风马达罩传感

34、器 PETGF(sensor)节流状态 转子PA66弭-M(throttleposition)外壳 PB卜GF 传感器各种传感器(包括开关线圈骨架)PBT、PETPPS环氧树脂 的封装 PALCP开关各种开关 PBT，PA，PC(switch)组合开关外壳 PA66一M橐墓喜厘璺唆中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 外壳PBTGFECU玻纤增强 电路基板 PBTGF环氧树脂电磁铁开关线筒 PA66_GF启动器starter转换开关 PA66 PFGF启动充电 整流器IC调节器交流发电机 PPS-GF外壳alternator电刷夹PPS-GF点火线圈 外壳PBT_GF点火 ignition

35、coil卷线筒(sp001) M PPE-GF配电盘盖 PBT-13FPBTGF。PEF-IGFPFGF马达各种马达外壳PA6TGF(motor)各种马达齿轮 POM,PA外壳PPT各种组合仪表 字盘PC正面部分 Pmn仪表线圈骨架 PC(meter)速度计 指针PCspeed meter 计数器 ABS(counter)蓄电池箱batter tray氟系列 阳离子交换膜 阳离子电池交换膜 燃料电池隔板(separator)PPs-CF BMC聚12一丁二烯 氧气瓶 FRPCF汽车灯玻璃lensPC(硬镀层)反射镜reflecterBMC前灯伸出部分 PChead lump灯(extesion

36、)主体(body)PP-T前端转向灯(front turn lump) 罩盖PAR话妃(rear lump) 罩盖PAR注：GF为玻纤，CF为碳纤维，M为无机矿物，PPT为滑石粉填充PP，PF-GF 为玻纤增强氟树脂，PTFE为聚四氟乙烯，PAR为聚芳酯。ECu：electric control unit， 电子控制单元。电线配线：用电子控制的汽车用电线组合，它是由连接器、电线、 断电器滑块、扣除盒等组成，另外还有固定电线的固定器的线夹。星翼塞里塾堕±璺!蕉壅!壅塾壁生些壁垫查皇主望垒堑五、机能部件系统(Funct i ona I partsystem)在汽车各系统中，驱动和底盘系统

37、的部件要求所用材料要具有极高的性能，长期 耐久性和可靠性，采用塑料材料的部件开发不活跃，而滑动部件、摩擦部件积极采用 塑料材料。在表11中介绍了至今为止的世界汽车机能系统部件塑料化的情况。表11 中所用塑料是以下列塑料为主：PA、PBT、PET、表11 机能部件系统采用塑料动向塑料材料 采用普及 部位部件名称工程塑料热同性塑料 通用塑料情况变速控制杆罩 PA6GF，PA66GFPPGF 普及 变速器用能量吸 期待今后传动CFRP”收拉线 普及动力装置期待今后 (power蓄电池(piston) PF-GF普及train)CFRP，CFRPG驱动推进器旋转轴FRP时推进器CVJ保护罩 TPEB|

38、'普及CFRP，CFRPG 采用例子 悬挂弹簧片FRP少系列稳定器杆联动杆 PA66GF，POM操纵转 冲突时POM普及向控制冲击吸机构 底盘刹车片 P阿普及(shass期待今后is) 真空泵叶片轮 PI田普及刹车控刹车垫片制系统 PF(作为粘接剂) 普及摩擦材料期待今后 刹车活塞 PE-I：F普及与门门窗调节器 POM普及 门结构有关锁栓POM PP(盖)中心部门模塑件 邝T GF，PCPBT 北美采用踏板加速器踏板 PAGF 期待今后参震黧呈鹭鳇中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛pedal普及有模 塑件例子齿轮POM，PAGEPF GF PF一芳纶普及 旋转体密封垫圈 PI，P

39、AI由普及滑动部PAGE，PEEKGF，P期待今后 件推进轴承I+石墨+GE 普及旋转体 皮带轮 PFGF PFGF+M摩擦部 离合器 圆盘磨光轮衬片 PF(作为粘合剂) 普及 件发动机 链条导轨 PA6，PA66普及 注：CFRP为碳纤维增强塑料PF-GF为玻纤增强酚醛树脂GFRP为玻纤增强塑料TPEE热塑性聚苯乙烯弹性体(Thermoplastic polyester Elastomer)PI为聚酰亚胺(polyimide)PAI为聚酰胺亚胺POM等工程塑料，PI、PAI、PEEK高性能工程塑料，TPEE特殊弹性体，碳纤维和玻纤增强塑料。 实例齿轮(Gear) 用通用工程塑料POM和玻纤增

40、强尼龙制造的齿轮，成本较低，价格便宜。但是，近年来汽车舒适性的提高，要求安静性好，对凸轮旋转齿轮、油泵齿轮、动力转向装 置齿轮等发动机内部和周边部件的树脂化开发很活跃。通用工程塑料的耐热性和强度 不足，不能使用，而日本神户电机公司与丰田汽车公司共同开发的新规聚氨基酰胺(水lJ 7专丁专F)树脂(用芳酰胺纤维增强)，用作制造汽车发动机内部二次平衡旋 转轴齿轮(balance shaft Gear)获得成功。与钢制齿轮比其特点是：轻量化50；静音性好(与玻纤增强酚醛树脂材料和45玻纤增强尼龙6齿轮相比)；Tg高， 热弯曲强度和热疲劳强度大；长期耐热试验后的机械性能保持率高(如表12所示)， 已被丰

41、田汽车ZAZ-FE发动机采用，其效果使齿轮质量约减轻50。表1 2新开发的齿轮材料的一般特性新开发的聚氨基酰胺项目酚醛4596GFPA6(用芳酰胺纤维增强)密度g·C1B-3132 132 l。50 吸水率，005 0109 热变形温度(182肝a)'c 250 200 215弯曲强度佃a220 160290弯曲弹性模量MPa 7000700012000压缩强度MPa270 220200垒震窒星黧缒中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 悬臂梁冲击强度J·i1 500 500155长期耐热试验后的机械性能保持率(200X1000h后)，弯曲强度 90 50 10以下

42、 压缩强度 95 70 10以下 冲击强度 90 40 lO以下实例密封垫圈(seal ring)日美的公共汽车和卡车手册中的传动装置和自动传输装置的密封垫圈均采用杜 邦公司生产的含15石墨的PI树脂Vespel sp一21，经压缩成型的制品，其理由如表13，在高速旋转时的耐磨性，耐久性和可靠性，比铸铁和含氟聚合物优良。表13材料性能的比较项目铸铁含氟聚合物 PI(vespel)PV值kg·(cm2·ill·s)。1(10)(100) 耐磨耗性 o 耐摩擦性 o 耐油泄漏性 o 安装操作性 o成本o注：o为优；o为良好；为一般。六、车体外板(Body Exter

43、i or Pane I) 所谓的车体外板就是汽车表面安装的平面形状的部件。车体外板又分为垂直外板(如挡泥板、门板、尾板)和水平板(如发动机罩、车顶板等)。车体外板在使用塑料初期，采用热固性塑料FRP，现在垂直外板主要采用PPEPA、PCPBT、PCABS等合 金材料。表14为日本国内外汽车车体外板采用塑料动向。表14 日本国内外汽车车外板采用塑料动向部采用的汽车 塑料材料部件备注位年份 公司车种类 工程塑料 热固性塑料水发动机罩 FRP1958GM后面盖 FRPGM7 4工口 发动机罩 SMC平1983车项板 SMC后面板 SMC中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 近年欧洲大量生产德国外X

44、可一h 前板 PcPBT 的塑料外板汽车确MCC1998 保耐紫外线PCASA+薄 特种车 车顶板板膜+PMMA2000GMh·，7前罩SMC车顶板 。SMC2002法国少一7，f y手厶前板后板SMC夕岁廿y1958日产外板FRP S2111958富士重工 z，f Jp 360车顶板FRP 于二，F夕少1958丰田车顶板 FRP廿1980东洋工业 水二，滑动车顶板 FRP1989丰田躲II发动机罩 SMC1991日产7 l万口发动机罩 SMC1991三菱自工 RVR车顶板 PCPBT1992马自达 AZ一1发动机罩 SMC五力彳多彳日本汽车最早采用2000日产发动机罩 CFRPy

45、GFR CFRP2002本田NS)t发动机罩 CFRP直GM前挡泥板 TRP1958门外板PRP垂水弦 前挡泥板1982后挡泥板RRIM最早采用的汽车外GM，I口 前挡泥板1983门外板RRIM板后尾板GM吁夕一：前挡泥板采用塑料大量生产1990后挡泥板 PPEPA6直外板的例子门板PC佃S皿，垂1996J万一夏前挡泥板 PA6PPE在线涂装 (法国)56薰窒至霎廷中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 奔驰A160前挡泥板PK7PPE在线涂装7才少岁天1997外7少：，匕卜Jp 后挡泥板 PAPPE 在线涂装(德国)大量采用塑料外板工呷一挡泥板 PCPBT板生产的欧洲车1998德国MCc 2

46、门板 后门板 角板近年SMC制外板多2000 GMA一，t二，门外板SMC用北美车法国近年多数搭载欧洲2002 7，t，手厶挡泥板、门板 SMC，p， 生少岁p廿y日本最早的塑料外1958日产外板FRP$211板车1971丰田叉歹lJ y夕前挡泥板 SMC，f于F天求热可塑性塑料最早1983本田前挡泥板 PCABS岁在日本汽车采用日产Bel 前后挡板 PPEPA61987前挡泥板 PPEPA61989日产PAO前后挡板 PPEPA61991日产7 l万口前后挡板 PPEPA6马自达 AZ一1 前挡泥板 肛RIM1992门外板SMC后挡泥板 PPEPA本田_y廿f前挡泥板 ABSPA61999后

47、轮安全挡 ABSPA6工夕天卜I，2000日产前挡泥板 PA66PPE4 Jb2001日产 FX4535 门外板PA66PPE注：RRIM：增强反应性注射成型法，是聚氨酯的加工方法；SMC：sheet molding compound片状模塑料；FRP：纤维增强塑料(热固性塑料)；CFRP：碳纤 维增强塑料。57毋霍塑霪垦唆中国(慈溪)聚酰胺产业链技术与市场论坛 实例日本本田搿彳y廿彳卜一垂直外板 日本本田汽车公司生产“彳二廿彳卜"型车的前挡泥板等垂直外板采用非结晶的ABS和耐药品性能优良PA6合金制造使其轻量化，平均厚度25mm，重117kg个，比 同样形状钢制外板轻45。本田“彳

48、7廿彳卜”的外板用ABSPA6合金物性如表15 所示。表15本田“彳二廿彳卜"的外板用ABSPA6合金物性项目物性值 密度(g·am-3) 11拉伸强度MPa 40 弯曲强度肝a 60 弯曲弹性模量肝a 2200Dupont冲击强度(一30)J·m-153线膨胀系数cm·(cm·)15Xl矿实例日本日产汽车公司的搿工夕天卜p彳少刀型汽车的前挡泥板 日产汽车公司上世纪八十年代末九十年代初开始用塑料生产“BE-1”型汽车，“PAO”和“7一万口"型汽车的挡泥板，2001年“工夕叉卜t-，f JL，型汽车用PA66PPE 制造的挡泥板上市，

49、它是用碳纳米管混配的，确保在线涂装时的导电性和耐热性，每 个挡泥板32kg，与钢制品(82kg个)比较实际轻量化60。通过LCA解析，终生 排出碳酸气体的量比钢制品减少50。七、其它塑料在汽车其它部位的应用包括外装部件(Exteriol Part)、内装部件(Interiol Part)和安全系统部件(Safety SystemPart)。对于外装部件来说，其必要的性 能主要是机能性和设计性。机能性是材料要有一定的冲击能量吸收性，对空气阻力要 有降低的性能。能满足设计性和机能性的材料，大多数可以采用塑料材料，其理由是：塑料具有良好的轻度冲击能量吸收性；表面涂装性较好；质轻；成型加工性 好；成本低。外装部件主要有：缓冲板(bumper fascia)由表皮、板和能量吸收 体组成，散热器格栅，车体侧面部件，降低空气阻力部件(如叶子板)，车项部件， 车门配件，轮胎周边部，防腐蚀部件，装饰件，标徽部件等。上述部件所用塑料材料 主要是通用塑料(如PP、PE、ABS、ASA、AES)和通用工程塑料合金及增强材料，如 (PcABs、PC、P