塑料在汽车工业领域应用

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塑料在汽车工业领域应用

塑料在汽车工业领域应用日渐广泛
   
   在汽车工业领域大量使用塑料零配件替代各种昂贵的有色金属及合金材料，不仅提高了汽车造型的美观与设计的灵活性，降低了零部件加工、装配与维修的费用，而且还可以降低汽车的能耗，是解决世界能源紧张的一个有效途径。目前，全球汽车用塑料制品的市场规模为454万吨/年，其中美国为172万吨/年，欧洲为136万吨/年，而我国现在每年的用量只有十几万吨。
               
   汽车上采用的塑料零配件主要有内外装饰件、功能件与结构件等。据中国塑料工业协会统计，目前，我国汽车塑料用量在逐年增加，经济型轿车每车塑料用量达50-60千克，中高级轿车达60-80千克，有的甚至可达100千克；轻、中型载货车塑料用量达50千克左右。平均每辆汽车塑料用量占汽车自重的5%-10%，达到国外20世纪80年代初、中期水平。据预测，到2010年，我国的汽车塑料总用量将达到94万吨（含20%的社会车维修用塑料量），可见，我国的汽车塑料配件业还有很大的发展空间。
内饰件  
   汽车内饰件所用塑料量占整车用塑料量的56%。以前的汽车内饰件应用较多的有PVC、ABS、PU等。目前，在仪表板、内护板、座椅中，PVC已被其他塑料所取代。门内手柄、杂物箱、门槛饰条及其他零件，已逐渐使用改性PP、ABS及塑料合金等。填充PP可改善制品的表观质量，近来发展的气辅注射成型方法，可以解决表面缩孔和熔接痕问题，同时也可减轻仪表板的质量，不失为一种好的成型方法。
仪表板      
  目前使用的仪表板可分为硬质仪表和软质仪表板两种。硬质的材料可用MPPO、ABS的填充PP。
软质仪表板由表皮、骨架材料、缓冲材料等组成。骨架材料有用PC/ABS合金的，也有用ABS、改性PP等的。表皮材料多用PVC/ABS合金片材。为了便于回收利用，正在发展用TPO热塑性聚烯烃表皮和改性PP骨架和PP发泡材料构成仪表板。
门内板                 
   目前门内板的材料也已多样化，如ABS有良好的流动性，在加工形状复杂的流线型门内板时，可将各种凹凸槽整体注射成型。有的门内板采用50%天然纤维和50%PP热压而成，使车门减重，成本下降，隔音性能改进。
座椅            
   座椅上的高分子材料有表皮、缓冲垫、骨架。表皮材料可选用PVC人造革、各种化纤纺织品，真皮和人造皮、真丝和毛织品。根据汽车档次和顾客需要选用。座椅缓冲材料为模压发泡的软质高弹性PU，目前尚无其他发泡材料可以替代。骨架材料可用GMT玻璃纤维毡片原代钢铁材料。
顶棚
   顶棚由基材和表皮构成。基材一般使用热塑性聚氨酯发泡片材、PP发泡片材、蜂窝状塑料带等。表皮材料可用纺织物、无纺布、TPO、PVC人造革等。我国轿车顶棚一般用TPU发泡片材、玻璃纤维、无纺涤纶布材料层压制成。
门手柄 门内手柄一般以ABS改性PP等材料经注射而成。
门槛饰条 每扇门有上下两根门槛饰件，采用ABS经注射而成。
侧窗防霜器 侧窗防霜器孔中喷出冷热气体，以消除侧窗的模糊。
吸音材料 消声材料有废毛毡、发泡PU、玻璃纤维纸板等。
               
在内饰件方面，国外汽车制造商正在研究开发整体成型的塑料横梁和无缝塑料安全气囊门，加大改性PP的应用，并使顶盖内饰组件（包括遮光板、上置货舱、接线架等）一体化。
外饰件
轿车车身材料和覆盖件
轿车车身的质量约占整车质量的20%-40%左右，所以汽车轻量化的关键在于汽车车身。为此，世界各国的汽车公司除积极研究高强度钢板、镀层钢板、复合钢板外，还花大量的人力物力开展用非金属材料来制造车身的研究。如用玻璃纤维来增强不饱和聚酯和其他热固性材料，其表面光滑、耐热、耐冲击，质量轻，仅是钢制车身质量的40%左右。但玻璃钢汽车车身废弃件不易腐烂，不利于废料回收利用，所以近来各国都在研究此类车身废弃料的再生利用和生产所用的模压成型工艺过程中的喷漆涂装工序。
保险杠
   目前，国外中高档次轿车的保险杠已采用PC/PBT合金制作，此材料不仅机械性能高，而且冲击强度比PP制保险杠高出许多。
散热器格栅                 
   一般用ABS或PC/ABS合金经注塑成型制造，也有采用耐候性好的ASA材料，可不用涂装，这样能使成本降低50%。最近还出现以聚酯弹性体做格栅，经表面溅射金属铬后使用的制作方法。
挡泥板（轮罩壳）
    对材料的要求是耐气候老化和良好的成型加工性，是防止汽车在行驶过程中，被车轮卷起的砂石泥浆溅到车厢底部的设置，桑塔纳轿车的挡泥板是用增韧改性PP经注射成型而成。
侧防撞条
    一般轿车大都使用金属芯材和PVC型材，即PVC被挤出成中空状的型材，然后在中间镶嵌以金属
芯材复合制成，粘接在轿车前后门外门板的下部。高档轿车上是用RIM法（反应注塑成型）的PU。考虑到材料的回收利用和轻量化，侧防撞条材料应提倡使用改性PP和TPO。
后导流板
    可采用SMC（片材模塑材料）、MPPO等材料，也可用改性PP和ABS。
灯类
   前大灯要求透明性、耐候性、冲击性佳以及易于成型、多数采用表面涂敷硬膜的PC，从而进一步提高了耐擦伤和耐候性。前大灯反射镜壳，为了满足耐热性及表面处理要求，一般采用BMC（团状模材料）、PPS、PC、PBT等制成。后排指示组合灯罩材料为有机玻璃，灯壳为填充改性PP，它们之间用热熔胶粘剂粘接。随着振动焊接技术的发展，灯壳材料开始采用耐候ABS，便于材料的再生利用。
功能与结构件
方向盘
   已全部采用塑料。根据结构可分为硬质和半硬质两种。硬质采用注塑成型，成本低、质感差，多用于载货车及低档轿车，半硬质的是低压发泡自结皮结构，手感好，安全，多用于轿车。方向盘是安全材料之一，要求一定强度，而且可耐-40℃-90℃反复冷热的变化。一般用改性ABS制作。
燃油箱               
由于燃油箱的形状很不规整，许多制造商都设法用塑料制作燃油箱，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）经吹塑成型制成的燃油箱，防火花，耐冲击，耐汽油的渗漏、耐高低温，在欧洲很早就被采用。对于塑
料燃油箱的防渗漏问题，欧洲一般是在燃油箱制作中对其内壁作氟化处理，或制成后作磺化处理，目前国外汽车公司以采用多层共挤吹塑为主，这是轿车燃油箱的发展趋势。
发动机进气歧管                 
   发动机周边零件的塑料化是汽车轻量化的一个重要方面，但是其难度更大，因为发动机周边的零件要能承受-40℃~-140℃的环境温度，而且要耐砂石的冲击和盐雾腐蚀以及各种油、洗涤剂的侵蚀。进气歧管塑料化除减轻质量（减重40%~60%）外，还由于塑料进气歧管内外表面光滑，空气流动阻力小，从而提高燃油效率，改善发动机的性能。
散热泵水箱
   为减轻质量，提高耐腐性，散热器上下水箱可用塑料来制造。要求材料能耐热水和长效防冻液以及有较高的抗蠕变、耐疲劳、抗振动等性能，尤其不能有变形翘曲等现象。

油门离合器踏脚板
   采用PA66+30%GF制造。塑料踏脚板为整体结构，因而运动间隙小，灵敏度高。它具有比钢制品
便宜、且减重50%-70%、吸振性好等优点。发动机和汽缸罩 材料可选用玻纤改性的PA66和玻纤改性的PET、SMC等。
  
燃油蒸发污染控制器（碳罐）我国自1999年开始限制汽车燃油蒸发排放污染量，因而又增加了燃油蒸发污染控制器（碳罐）。罐体材料要求耐热、耐油、且易焊接，一般采用PA制成。
汽车轮胎固定罩 要求有较高的强度和耐候性，良好的可涂性，要耐洋雪雨水侵蚀，国外一般用PPO/PBT合金制造。
车窗玻璃
  若用PC做挡风琉璃，则在发生车祸时，能减少碎片对司机和乘客的伤害。另一种材料是PVB树脂，它透明性、粘接性能十分优良，可作为两块无机琉璃之间的粘接层，当受到外力冲击时，由于优良的粘接力，碎的玻璃仍被PVB膜粘接在一起。目前由于价格和加工工艺问题，PVB片材作为汽车窗玻璃尚未普及。
汽车底盘的塑料制品
  底盘上的塑料零件，大部分用在需要耐磨的运动件上，零件不大，但对材料要求具有高强度、摩擦磨损性好。因此多用改性POM、PBT等材料制成。