馬車作為人類早的代步工具主要是由木質材料組成,隨著人類科學技術水平的發展,人們逐漸采用鐵質材料取代原來的木質材料,鐵質材料相對于木質材料的優點不言而喻,但是木質材料卻比鐵質材料更加輕便。在這個講求綠色、節能、環保的時代里我們也在追求質量更輕、強度更好、綜合性能更加優異的替代材料。所以塑膠材料被運用到汽車領域也是發展的必然。
工程塑料的機遇與挑戰
20世紀90年代,發達國家汽車平均用塑料量是100kg/輛-130kg/輛,占整車整備質量的7%-10%;到2011年,發達國家汽車平均用塑料量達到300kg/輛以上,占整車整備質量的20%;預計到2020年,發達國家汽車平均用塑料量將達到500kg/輛以上。
目前,汽車塑料中用量大的通用塑料品種是聚丙烯(PP)、ABS樹脂、聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)。聚烯烴材料構成了汽車主要的塑料件,而且這種趨勢在今后將會越來越明顯。下面筆者將列舉幾種主流的汽車工程塑料解決方案,并對其特點進行解讀。
聚丙烯(PP)
PP可以用作多種汽車零部件,現在典型的乘用車中,PP塑料部件占60多個。PP汽車零部件主要品種有:保險杠、儀表板、門內飾板、空調器零部件、蓄電池外殼、冷卻風扇、方向盤,其中前五種占全車PP用量的一半以上。
聚乙烯(PE)
通過對高密度PE和低密度PE樹脂的接枝改性和填充增韌改性,得到了具有良好的柔韌性、耐候性和涂裝性能的系列改性PE合金材料。PE主要采用吹塑方法生產燃油箱、通風管、導流板和各類儲罐等。
近幾年PE在汽車上的用量基本沒增加,值得注意的是汽車輕量化的發展趨勢促進了燃油箱的塑料化。歐洲汽車上正式采用塑料燃油箱,其主要材料為高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)。
ABS樹脂
ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯和乙烯三個單體的三元共聚物,可以用于制作汽車的外部或內部零件如儀表殼體、制冷和采暖系統、工具箱、扶手、散熱器柵板等;它也可以用于制作儀表板表皮、行李箱、雜物箱蓋等。
近年來,ABS樹脂在汽車上用量的增幅不是很大,這主要是由于ABS樹脂和PP樹脂的競爭十分激烈,而且ABS本身也存在耐候變色性差、易燃等方面的缺陷,因此它在汽車上主要部件如汽車儀表板、格柵等方面的應用也受到限制。
聚酰胺(PA)
聚酰胺俗稱尼龍,具有很高的耐沖擊強度、耐摩擦磨耗特性、耐熱性、耐化學藥品性、潤滑性和染色性。作為汽車結構件,PA的用量不斷上升,并可應用在發動機周圍的苛刻環境下。
聚甲醛(POM)
具有優良的耐摩擦磨耗特性、長期滑動特性、成型流動性和表面美觀、光澤特性,也適用于嵌件模塑。汽車底盤襯套,如轉向節襯套、各種支架襯套、前后板簧襯套、制動器襯套等廣泛采用聚甲醛型三層復合材料,它是以冷軋鋼板為基體,以燒結多孔青銅粉為中間層,表面覆合改性聚甲醛作減摩層的三層復合材料。并軋出一定規律的儲油坑,其結構決定丁它的特殊性能:既具有鋼的機械強度和剛性,同時又有優良的邊界潤滑條件下的減摩抗磨特性。其它應用包括車門把手、安全帶機械部件、組合開關和反射鏡等。
綜上所述,我們可以很清楚的了解到用在汽車上塑膠所具有的特性,它們往往具有強度高、耐磨損、耐熱、耐沖擊、耐化學品性等等特點。隨著汽車的普及以及塑膠研制、開發的發展,將來必將有更多的塑膠應用與汽車制造中。