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          常用塑料在汽车上的应用

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          本文来源 | 工程塑料应用

           

          塑料种类繁多,随着汽车节能减排、新能源汽车的兴起,汽车轻量化成为行业主流,塑料在汽车上的应用也越来越多。
           
          塑料在汽车上的应用分为内饰件、外装件和功能件。根据各种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。
           

          01 通用塑料

           
          一般是指生产量大、成型性好、价格便宜、广泛使用的塑料。通用塑料包含五大品种,聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),都是热塑性塑料。
           

              1、PP

          PP呈类似白色蜡状,透明、质轻,注塑时流动性好,吸水率低于0.02%。PP收缩率为1.0%~3.5%,合适的壁厚为1.5~2.5mm。
           
          PP在汽车领域的使用主要存在两个问题:易燃烧(会滴落燃烧物)和低温环境呈脆性。针对这两个问题,在实际应用中要添加合适的添加剂,易燃烧要添加阻燃剂;低温环境下呈脆性,主要采用加入其它韧性材料、刚性粒子或弹性体进行改性增韧,如橡胶(EPDM)、滑石粉、玻纤等。
           
          用PP树脂制造的汽车用制品很多,有各种仪表板、门护板、立柱护板、保险杠、水箱、装饰板,PP在汽车上的应用有越来越多的趋势。
           
              2、PE
          PE为半透明白色腊状材料,耐水性好,耐酸碱,耐有机溶剂,电绝缘性优良。收缩率为1.5%~4.0%,合适的壁厚为1.0~2.5mm。
           
          PE作为汽车材料最大的缺点是容易燃烧,最简单、常用的方法是加入合适的阻燃剂来改善PE的燃烧性能。
           
          用PE制造的汽车制品主要有油箱、风管、前座椅装饰盖、风道总成(HDPE)、左右通风管总成、上下风向叶片连接杠、左右脚通风口总成等。
           

              3、PVC

          常用PVC是多组分的塑料,因各组分的含量不同,就形成了各种机械性能差异很大的不同硬度的PVC颗粒,一般分为软PVC和硬PVC两大类。收缩率:硬质PVC为1%~1.5%,软质PVC为2%~2.3%,合适的壁厚为2~3.5mm。
           
          在汽车塑料制品中最常用的塑料原材料当属PVC,用PVC制造的汽车塑料制品随处可见,PVC仪表板蒙皮、PVC塑料方向盘、PVC塑料衬板、PVC塑料汽车铺地材料。这不仅是因为PVC树脂价格经济,而且加工性能和综合力学性能都比较好。
           

              4、PS

          PS为透明的仿玻璃状的材料,流动性好,不吸水,由于PS呈脆性,常将其与其它物质一起接枝共聚,如与丁二烯接枝共聚形成HIPS,成分中含橡胶后抗冲击强度和表面硬度都大大提高。收缩率0.4%~0.7%,合适的壁厚为2~3mm。
           
          PS在汽车领域主要应用在仪表外壳、灯罩、照明制品上。PS还可通过发泡成型制备包装材料及绝热保温材料,用于生产顶棚,还有就是与其它材料接枝共聚和改性,得到很多固定搭配的PS家族的合金塑料品种,如SMA用在制造汽车仪表板骨架。
           
              5、ABS
          ABS俗称超不碎胶,本体呈白色。收缩率为0.4%~0.7%,合适的壁厚为1.8~3mm。
           
          由于ABS种类多,表面处理效果好,价格低,被广泛使用于汽车领域。鉴于ABS的耐候性差,目前商用车中已经广泛使用高耐候的AES、ASA等材料补充ABS。
           
          当产品需要做表面处理时(例如水转印膜、喷涂)时,采用ABS;不需要表面处理时选用ASA、AES。汽车产品中最典型就是装饰亮条、换挡手柄头、内开拉手、牌照装饰板、后扰流板总成、后视镜本体、散热器隔栅本体、扶手等。
           

          02 工程塑料

           
          工程类塑料由于拥有较好的综合机械性能,在汽车领域也得到广泛使用,在本文中主要介绍聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚氨酯(PUR)、聚碳酸酯(PC)。
           

              1、PA

          PA俗称尼龙,工业使用上PA种类较多,常用的有PA6、PA66和PA610。由于热膨胀和吸水性的影响,制件尺寸稳定性差,收缩率1%~2%,需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率100%,相对吸湿饱和时能吸8%,合适壁厚:2~3.5mm。
           
          PA在汽车领域主要用于制造软管(制动软管、燃油管)、燃烧油过滤器、空气过滤器、机油过滤器、水泵壳、水泵叶轮、风扇、制动液罐、动力转向液罐、白叶窗、前大灯壳、安全带。
           

              2、PMMA

          PMMA俗称有机玻璃,耐室外老化,有极好的透光性,适合有一定强度要求的透明结构件。
           
          PMMA由于其良好的透光性能,广泛用在汽车照明标志牌、车门玻璃和灯玻璃罩上。
           

              3、POM

          POM俗称塑钢,收缩率2%~3.5%,合适壁厚:1.5~2.5mm。
           
          POM在汽车上用于制造仪表板手套箱附件、各种阀门(排水阀门、空调器阀门等)、各种叶轮(水泵叶轮、暖风器叶轮、油泵轮等)、各种电器开关及电器仪表上的小齿轮、各种手柄及门销等。
           

              4、PC

          PC具有突出的冲击韧性和抗蠕变性能,耐热性好,耐寒性也很好。收缩率0.5%~0.7%,合适的壁厚为2~3.5mm。PC加入玻纤可改善其收缩率、机械强度和耐温性,在100℃左右长期使用钢性会增加,可用退火改善內应力。
           
          PC在汽车领域主要用在制造灯罩,左右轮罩护板,仪表挡板本体(PC+ABS)、左右风框盖、中间风框盖(PC+ABS)、后保险杠缓冲垫。
           

              5、PUR

          根据聚合反应生成物的不同,PUR常分为硬质PUR和软质PUR。
           
          PUR泡沫塑料广泛应用于汽车内饰和吸收振动的零部件上,如涂覆材料、PUR硬质塑料板材、PUR弹性体、座椅软泡沫材料、装饰件、沙发革、车顶饰品;应用最多的是各种软质和硬质的PUR泡沫材料,它有隔振、隔音、降噪、保温隔热作用;PUR还可制成车用涂料、粘结剂、密封剂等。
           
          汽车上的PUR代表制件有仪表板、后视镜、保险杠、座椅软垫、头枕、转向盘、仪表板防振垫、支柱装饰件、前顶衬里、窗框架、顶棚与侧顶架装饰、门衬板、遮阳板、后顶架装饰等。
           

          03 特种塑料

           
          一般是指具有特种功能,是在原有塑料的基础上,添加其它材料,从而提高材料的使用范围。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种塑料的范畴。
          车身部件:包括车身壳体、车蓬硬顶、天窗、车门、散热器护栅板、大灯反光板、前后保险杠等以及车内饰件。这是玻璃钢/复合材料在汽车中应用的主要方向,主要针对适应车身流线型设计和外观高品质要求的需要,目前开发应用潜力巨大。
          结构件:包括前端支架、保险杠骨架、座椅骨架、地板等,其目的在于提高制件的设计自由度、多功能性和完整性。
          功能件:其主要特点是要求耐高温、耐油腐蚀,以发动机及发动机周边部件为主。如:发动机气门罩盖、进气歧管、油底壳、空滤器盖、齿轮室盖、导风罩、进气管护板、风扇叶片、风扇导风圈、加热器盖板、水箱部件、出水口外壳、水泵涡轮、发动机隔音板等。

           

           



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