塑料在汽车上的运用现状

汽车运行材料-1-塑料在汽车上的运用现状摘要：随着汽车行业在我国的飞速发展，车用材料越来越多，尤其是非金属材料中的塑料。塑料的成本低，制造相对方便，使得汽车的内饰、外饰和某些零部件呈现塑料化，运用程度快速增加。塑料的优点显著，在汽车上的运用广泛，因此它在车用材料中占有不可替代重要的地位。关键词：汽车；塑料；优点；应用论文主题：0、引言：随着经济的发展，汽车的普及率越来越高，并越来越显现其在国民经济发展中的重要作用。如今人们生活水平不断提高，人们对汽车提出了更节能、更美观、更环保、更舒适即更安全可靠等越来越多的性能要求，因此要求汽车具备更多更实用的功能。塑料因其具有质轻，性能优良，耐腐蚀和易成形加工等优点，使其在汽车材料中的应用比例不断增加。塑料部件的大量应用，显著减轻了汽车的自重，降低了油耗，减少了环境污染，提高了汽车的造型美观和设计的灵活性。如今，汽车塑料化已是一个国家汽车工业技术水平的重要标志之一。1、车用塑料的优点：1.1密度小、质量轻轻量化是汽车追求的目标，塑料在此方面可以大显其威。一般塑料的密度在0.9~1.5kg/cm3之间，是铝的1/2,纤维复合强度密度也不会超过2.0kg/cm3，应用塑料是减轻车体质量的有效途径。每100kg的塑料可代替其他塑料200~300kg，可减少汽车自重，增加有效载荷。1.2塑料的抗冲击性、柔韧性优良耐磨、避振，能吸收大量的碰撞能量，能对强烈撞击有较大的缓冲作用，能对车辆和成员起到保护作用。因此，现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前、后保险杠、车声装饰条都采用塑料，以减轻物体对车身的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的能力，可以提高乘坐的舒适性。1.3比强度高工程塑料的比强度是材料中最高的。如玻璃纤维增强的环氧树脂（玻璃钢）其比强度比刚高2倍左右。通过不同组分搭配的复合材料有含硬质金属的颗粒复合材料，有以夹层板材和树脂胶合纤维为主的层板复合材料和以玻璃纤维、碳纤维为主的纤维复合材料，这些复合材料具有很高的机械强度，可以代替钢板制作车身覆盖件或结构件，减轻汽车的质量。1.4耐化学耐腐蚀，局部受损不会腐蚀塑料对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀具有很强的抵抗能力。其中聚四氟乙烯是化学汽车运行材料2性能最稳定的材料（俗称塑料王），把他放在浓硫酸中煮沸也不起变化。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板，如果用塑料做车身覆盖件，十分适宜在污染较大的地区使用。1.5电绝缘性和绝热性优良塑料是热的绝缘导体可与陶瓷、橡胶等绝缘材料相媲美。1.6设计自由度大外观多样，可制成透明、半透明和不透明的制品，表面可制作具有特色的花纹。1.7着色性良好可按需要制成各色各样的颜色:塑料中添加不同的材料和增塑济，可适应车上不同部件的用途要求。例如保险杠要有相当的机械强度，而坐垫和靠背就要采用柔软的聚氨酯泡沫塑料。塑料可以通过添加调色剂形成不同颜色，可以省去喷漆。1.8成型加工性优良复杂形状的制品可一次成型，能采用各种成型方法大批量生产，生产效率高，成本低。大量使用会引起传统系统汽车零部件生产工艺（如大规模冲压、焊接）改变和生产设备（如冲、锻、车、削、磨等）变革[1]。2、塑料在装饰上的运用：我们在选择汽车时，不仅重视汽车的性能，同时也很重视汽车的装饰。一辆汽车最容易出彩的是内饰件，因为汽车的外观是给别人看的，而人们真正享受的是汽车的内饰，内饰强调触觉、手感、舒适性和可视性等。内饰产品主要包括以下几个方面：2．1仪表盘目前使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板两种。硬质的一般在轻、小型货车上使用，经一次注射而成。这种仪表板尺寸很大，无蒙皮，表面质量要求很高，对材料要求耐湿、刚性。由于多点注塑成型，易形成流痕和熔接痕，一般表面需经涂装才能使用。材料可用MPPO、ABS等。软质仪表板由表皮、骨架材料、缓冲材料等组成。骨架材料的选用不同厂家有所不同，有的采用硬纸板、木材，有的采用PC/ABS合金，还有采用钢板作骨架材料，也有用ABS、GFAS等。表皮材料，如桑塔纳、捷达、富康轿车等采用PVC/ABS合金片材，并带皮纹，以骨架为内模，用真空吸塑法将表皮材料敷在骨架上，形成一层既美观又有良好手感的表面。2.2车门内板车门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、发泡和表皮革构成。以红旗轿车和奥迪轿车为例，车门内板的骨架部分由ABS注塑而成，再采用真空成形的方法，将衬有PU发泡材料的针织涤纶表皮复合在骨架上形成一体。最近开发成功的低压注射—压缩成型方法，是把表皮材料放在还未凝固的聚丙烯毛坯上，经过压缩，压成为门内板。表皮材料为衬有PP软泡层的TPO，这类门板易回收再生。中低档轿车的门内板，可采用木粉填充改性PP板材或废纤维层压板表面复合针织物的简单结构，即没有发泡缓冲结构。2.3方向盘方向盘一般采用自结皮硬质PU泡沫材料高压或低压发泡而成。方向盘结构要求挺拔、坚固、轻便、外韧内软，并能耐热、耐寒、耐光、耐磨。因此，包覆物多用改性PP、PVC、PU、ABS等树脂，骨架一般选用钢骨架与铝压注而成，考虑到轻量化，现在也有用玻璃纤维增强PA替代铁芯的趋势。为了追求豪华、舒适、手感好，现在的方向盘表面部分增加了桃木饰纹或真皮包皮等。2．4顶棚、把手汽车运行材料3顶棚由基材和表皮构成。基材要求轻量、高刚性、尺寸稳定、易成型等，一般使用热塑性聚氨酯发泡内材，PP发泡片材，玻璃纤维瓦楞纸，蜂窝状塑料带等。表皮材料可用织物、无纺布、TPO、PVC等。门内手柄，不仅是启闭门的功能件，而且也是装饰件。一般以ABS、改性PP等材料制成。每扇门有上下2根门槛饰件，一般用ABS经注射而成，带皮纹。当然，塑料在汽车内饰的应用远不至于此，在此就不一一列举。3塑料在汽车零部件上的运用除了内饰件和外饰件外，其他不少车用零部件也开始实现塑料化，典型件如：发动机及其周边零件、燃油系统、汽车底盘、汽车门锁和汽车轮胎等。3.1发动机塑料在制造汽车发动机上起着重要的作用，从空气吸入系统到冷却系统，再到发动部件，塑料使发动机系统更易设计，更易组装及质量更轻。发动机周边零件塑料化比内外饰件晚20年左右，究其原因是发动机罩内环境苛刻的影响所致。发动机周边部件通常要耐-40~140摄氏度环境温度、耐沙石冲击、耐盐雾腐蚀及各种油和洗涤剂，因此对其使用的塑料性能提出了更高的要求，目前用得最多的材料是玻璃增强PA[2]。3.2暖风机、空调暖风机、空调是汽车重要的功能件，其总成大部分是由塑料注塑或吸塑而成。以斯太尔王暖风机、空调为例，其塑料件约重6Kg，其上、中、下壳体由PP+20%玻璃纤维增强注塑而成，暖风管是由LDPE吹塑而成，转动板、臂、拨叉、齿轮等连接件则是由增强PA66注塑而成。燃油箱及燃油管燃油箱是汽车中重要的安全部件之一，具有单层或多层复合结构，要求其材质具有耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐大气老化、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，以适应抗冲击、抗渗漏、阻燃、防爆等方面的要求，因此塑料燃油箱通常采用HMWHDPE基材，并辅以粘接和阻隔性材料吸塑而成，其箱体内壁要用不同的方法进行表面处理。4、塑料在汽车安全方面的应用4.1保险杠目前，国外中高档轿车的保险杠已采用PC/PBT合金制造，因为此材料不仅机械性能高，特别是冲击强度比PP制保险杠高出许多。如GE公司的Xenoy-XT适合于制作汽车保险杠。它不仅能承受碰撞，保险杠与车体组装后一起涂装(以使保险杠与车体保持同一色泽)时，能耐155℃/30min的烘烤干燥。拜耳公司、巴斯夫公司也都有用于保险杠的品种。巴斯夫的Ultrablend，不仅具有PBT的耐化学药品性、耐油性及流动性，又具有PC的低温韧性，耐热性及高的机械性能(尤其突出的高抗冲击性)，已经大量用于制造保险杠。此外还有热塑性弹性体TPE，它在常温下具有橡胶特性，在高温下能塑化成型，用通用的塑料机械可以加工成各种零件。4.2燃油箱燃油箱是汽车中重要的安全部件之一，有单层或多层复合结构，要求其材质具有耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐老化、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，以适应抗冲击、抗渗漏、阻燃、防爆等方面的要求。汽车运行材料44.3安全气囊汽车安全气囊系统除了传感器、微处理器、气体发生器和气囊等重要部件外，气囊盖板也是十分重要的一个部件。热塑性弹性体是汽车安全气囊盖的主要使用材料。作为安全气囊盖板的热塑性弹性体主要有聚烯烃共混型热塑性弹性体(TPO、TPV)、聚氨酯型热塑性弹性体(TPU)、聚酯型热塑性弹性体(TPEE)[3]。不同的级别车型，用不同的安全气囊系统配置。从低档车的只配主驾气囊到高档车的多个气囊甚至十几个气囊，每台车气囊盖板材料的使用差别很大。由于TPEE兼具橡胶的柔软性、弹性和热塑性塑料的刚性、易加工性，而且同其他热塑性弹性体相比，耐热性最高，所以在汽车领域得到普遍应用，作为安全气囊盖板材料显示出独特的优越性。但近几年来TPO技术的突破性发展，以其较高性价比的优点使其在汽车安全气囊盖板中的使用越来越广泛。5、结论汽车工业在中国正在步入一个高速增长阶段，这必将带动与其紧密相关的汽车用塑料产业的更快发展，车用塑料的产值将不断增长。目前国外汽车内饰件已基本实现塑料化，塑料在汽车中的应用范围也正在有内饰件向外饰件、车身面板和结构件扩展。未来汽车塑料的发展必将向开发结构件，外装件用的增强复合材料和高性能树脂材料，并对材料的可回收性予以高度重视。汽车塑料化已成为汽车发展的必然趋势[4]。6、参考文献[1]吴立鸿，关绍康，王利国·汽车材料及成形方法研究进展[J]·方向盘，2006，20；3-3.[2]李树生，江梅，汽车发动机周边用高分子材料[J].汽车工艺与材料，2001，（7）：17-19.[3]朱永彬，刘延华·汽车塑料化及其前景[J]·发动机进气系统·2005，34（5），5.[4]百度百科