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工程(chéng)塑料用於汽(qì)車的主要作用是使汽車輕量(liàng)化,從而達到節油高速的(de)目的。發達國家將汽(qì)車用(yòng)塑料量作為衡量汽車設計和製造水平高(gāo)低的(de)一個重要標誌,世界上汽車塑料單用量最大的是德(dé)國,塑料用量占整體材(cái)料的15%。
近年來我國汽車產業發展迅速,目前汽車年產量(liàng)超過400萬輛,按照(zhào)國(guó)外塑(sù)料用量預測,汽車行業年用改(gǎi)性塑(sù)料在50萬噸以上,這(zhè)其中工程塑料占了很(hěn)大一部分比例,五大(dà)工程塑料性能特性各不相同,在汽(qì)車上(shàng)的用途(tú)也各有偏重。
一、尼(ní)龍
尼(ní)龍主要用於汽車發動機及發動機周(zhōu)邊部件,主要品種是GFPA6、GFPA66、增強阻燃PA6等產品。
(1)在汽車發動機周邊部件上的應用由於發動機周邊部件主要是發熱(rè)和振動部件,其部件所用材料大多數是玻纖增強尼龍。這是因為尼龍具有較好的(de)綜合性能,用玻(bō)纖改性後的尼龍,主要性能得到很大的提高,如強度、製品精度(dù)、尺寸穩定性等均有很大的提高。
另外,尼龍的品種多,較易回收循環利用,價格相對便宜(yí)等,這些因素促成尼龍成為發動機(jī)周邊部件的理想選擇材料。進氣歧管是改性(xìng)尼龍(lóng)在汽車中最為典型的應用(yòng),1990年德國(guó)寶馬汽車公司(sī),首先將以玻纖增強尼龍為原(yuán)料製造的進氣歧管應用(yòng)在六汽缸發動機上;以(yǐ)後美國福特與杜邦公司合作,共同用玻纖增強PA66製造的進氣歧管應用在V6發動(dòng)機上,以後世界各大汽車公司(sī)紛紛(fēn)跟(gēn)進,改性尼(ní)龍進氣歧管得(dé)到廣泛(fàn)的應用。
(2)在汽車發動(dòng)機部(bù)件上的應用。發動機(jī)蓋,發(fā)動機裝飾(shì)蓋,汽缸頭蓋等部件一般都用改性尼龍作為首選材料,與金屬材質相比,以汽缸頭蓋為例質量減輕 50%,成本降低30%。除了(le)發動機部件外,汽車的其他受力部件也可使用增強尼龍,如機油(yóu)濾清器,刮雨器,散熱器格柵等。
二、聚酯
在汽車(chē)製造(zào)領域,PBT廣泛地用(yòng)於生產保險杠、化油器(qì)組件、擋泥板(bǎn)、擾(rǎo)流板、火花塞端子板、供油係統零件、儀表盤、汽車點(diǎn)火器、加速器及離合器踏板等部件。PBT與增強PA、PC、POM在汽車製造業中的競爭十分激烈(liè),PA易吸水,PC的耐熱性耐藥性不及PBT;在(zài)汽(qì)車用途接管方麵,由於PBT的(de)抗吸水性優於PA,將會逐漸取代(dài)PA。
在相對濕度較高、十(shí)分(fèn)潮(cháo)濕的情況下,由於(yú)潮濕(shī)易引起(qǐ)塑性降低,電器節點處容易引起(qǐ)腐(fǔ)蝕,常可使用改性(xìng)PBT。在80℃、 90%相對濕度(dù)下,PBT仍能正常使用,並且效(xiào)果很好。
GE公(gōng)司的PBT/PC合金(jīn),商品名(míng)為Xenoy1731,在高級轎車中應用最為廣泛;它的耐熱性好,耐應力開裂,具有優良的耐磨,耐化學腐(fǔ)蝕性(xìng),低溫衝(chōng)擊強度高,易加工和塗飾性(xìng)好,主要應用於高檔轎車保險杠,車底板,麵板和摩托(tuō)車護(hù)板等。
三、聚甲醛
汽車(chē)行業飾POM最大的潛在市場。POM質輕,加工成(chéng)型簡便,生產成本低廉,材料性能與金屬相近。改性POM的耐磨係數很低,剛性很強;非(fēi)常適合製造汽車用的汽車泵、汽化器部件、輸油(yóu)管、動力閥、萬上節軸承、馬達齒(chǐ)輪、曲柄、把手、儀表板(bǎn)、汽(qì)車窗升降機裝置、電開關(guān)、安全(quán)帶扣等(děng)。製(zhì)造(zào)軸套、齒輪、滑塊等耐磨零件是改性POM的強項,這些(xiē)部件對金(jīn)屬磨耗小,減少了潤滑油用量,增(zēng)強了部件的使用(yòng)壽命。
因此可以廣泛替(tì)代銅、鋅等金屬生產軸承、齒輪、拉(lā)杆等。 POM生產的汽車部件質輕,噪聲低,成(chéng)型裝配(pèi)簡便,因此在汽車製造業獲(huò)得越來越廣泛的應用。
四、聚碳酸酯
改性PC由於具有高機械性能和良(liáng)好的外(wài)觀,在汽車上主要用於外裝件和內裝件,用途最為廣泛的是PC/ABS合金和PC/PBT合(hé)金。
(1)汽車內裝件 PC/ABS合金是最適合(hé)用於汽車內裝件(jiàn)的材料。這是因為PC/ABS合金具有(yǒu)優異的耐熱性、耐衝擊性和(hé)剛性(xìng),良好的加工流動性。也是製造汽車儀表板的理想(xiǎng)材料(liào)。PC/ABS合金的(de)熱(rè)變形溫(wēn)度為110℃~135℃,完全可以滿足熱(rè)帶國家炎熱(rè)的夏天(tiān)中(zhōng)午汽車在室外停(tíng)放的受熱要(yào)求。PC/ABS合金有良好的塗飾性和對覆蓋(gài)膜的黏附性,因(yīn)此用PC/ABS合金製成的(de)儀表板無需進行表麵預(yù)處(chù)理,可以直接噴塗軟質(zhì)麵漆或覆塗PVC膜。
PC/ABS合金還用來製造汽車儀表(biǎo)板周圍部件、防(fáng)凍板、車門把手、陰流板、托架、轉向柱護套、裝飾板、空調係統配件等汽車零部件。
(2)汽車外裝(zhuāng)件 PC/PBT合金和(hé)PC/PET合金既具有PC的(de)高耐熱性和高衝擊性,又具有PBT和PET的耐化學(xué)藥(yào)品(pǐn)性、耐磨性和(hé)成型加工性,因此是製造汽(qì)車(chē)外裝(zhuāng)件的理想(xiǎng)材料(liào)。PC/PBT汽車保險杠可耐-30℃以下的低溫衝擊,保險杠斷裂時為韌性斷裂而無碎(suì)片產生。彈性體增韌PC/PBT合金和PC/PET合金(jīn)更適合(hé)製作汽車車身(shēn)板、汽車側麵護板、擋泥板、汽車門框等。高耐熱型PC/PBT合金和PC/PET合金的注射(shè)成型外裝件可以不用塗漆。PC/PET合金可製作汽(qì)車排氣口和(hé)牌照套。
PC/ABS合金也可(kě)以製作汽車外裝件,如汽(qì)車車輪罩、反光鏡外殼、尾燈罩等。PC/ABS具有良好的成型性,可加工汽車大型部件,如汽車擋泥板。
五、聚苯醚
改性(xìng)PPO在汽車(chē)上主要用作對耐熱性、阻燃(rán)性、電性能、衝擊性能、尺寸穩定性、機械強度要(yào)求較高的零部件。如PPO/PS合金適用於潮濕、有負(fù)荷和對電絕緣要求高、尺寸穩定性(xìng)好的(de)場合,適合製造汽車輪罩、前(qián)燈玻璃嵌槽、尾燈殼等零部件,也(yě)適合製造連接盒、保險絲盒、斷路開關外殼(ké)等汽(qì)車電氣元件。
PPO/PA合金由於具有優(yōu)異的力學性能、尺寸穩定性(xìng)、耐油性、電絕緣性、抗衝擊(jī)性。可用於製作汽車外部件,如大型擋板、緩衝墊、後阻流板等。對(duì)玻璃化轉變溫度要求較高的發動機罩時PPO/PA合金今後的應(yīng)用方向(xiàng)。
PPO/PBT合金(jīn)的熱變形溫度(dù)高,對水分敏感度小,是製(zhì)造(zào)汽車外板的理想材(cái)料。
汽車行業的發展的方向是高檔(dàng)次、微型化、輕質化和多元化(huà),以塑代鋼在汽車應用(yòng)中的研究也變的十分活躍。目前國內汽車用塑料平均占總材料的7%,德國的這一比例在15%;我們需要加大研發工作,做到配件結構(gòu)的(de)設計、塑料材質的選擇和行(háng)業同步(bù)發展。
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