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高分子材料在汽车中的应用

2021-05-24 11:34       

  1、装饰部件的塑料化

  汽车内饰件中的隔板、仪表盘、车板座椅、门把手以及车内饰件都是采用高分子复合材料。要求材料满足低光泽、防划伤、耐冲击的要求。对于仪表盘,要求耐高温、高强度、防刮伤。对于隔板则侧重于轻便和低光泽。座位则采用了轻质的皮革,要求缓冲能力强,能提升座椅的舒适度。

  相对于内饰件,外饰件主要用于制造汽车的保险杆、格栅、翼子板。保险杠以塑代钢,用具有弹性的材料制造,具有较大的变形,在车辆冲撞时依靠大变形缓冲能量,保护车身。格栅用于冷却汽车前置发动机温度而特定设置的汽车外饰,要求硬度大。

  汽车内外饰件对汽车整体运行影响不大,质轻、亮泽和流畅的设计曲线是材料的首选特色。其不但彰显了车辆的档次,更能成为轿车声誉和人们购买欲的立足点,主导了车辆新潮流。对于家庭轿车来讲,内外饰件不是结构件,只具有功能要求,但它们却担负了减轻震动、隔离热源、阻隔噪音及装饰功能,对汽车的舒适性起到十分重要的作用。

  汽车内外饰件塑料消耗量大,几乎占据了整车塑料用量的50%左右。传统内外饰件采用了金属、纤维制品,重量降不下来,外观和手感欠缺。环保和节能减排意识日趋浓郁,纤维增强热塑性材料以其质轻、高强、耐腐蚀、表面光滑、成本低等一系列优点,因此受到人们的欢迎。

  

汽车高分子材料测试

 

  2、引擎部件的塑料化

  汽车发动机动力强劲,但是具有高温、大扭矩,部分非接触高温及非核心受力零部件正在塑料化。在引擎部件塑料化方面,美国产汽车的气门套和进气总管制造取得新的进展。新型玻纤增强尼龙6和66以及热固性乙烯基酯化合物以其轻质、加工容易、造价低等优点逐步取代了金属气门套(也称作摇杆或凸轮盖)。

  戴姆勒-克莱斯勒公司(Daimler Chrysler)大胆运用新技术,最近采用了两种新型塑料气门套。一种是利用增强尼龙66制造V26引擎气门套,据说是第一种在美国产大容量汽车上使用的热塑性塑料。同样,一种用于V8引擎的热固性塑料,据说也是首次在气门套上使用。

  杜邦公司在技术报告中声称塑料引擎盖质量减轻了65%,且将油气分离器通过塑料成型做成一体,在降低油损耗的同时提高了引擎效率。在引擎盖的外部栓接了曲轴箱强制通风阀,利用振动焊接技术将阀隔离开,改善了汽车的启动性能。

  

汽车高分子材料测试

 

  3、结构材料的塑料化

  汽车轻量化技术除了应用于内外装饰件,逐步向车身覆盖件和结构件方面发展。汽车结构件应用前景广阔,应是未来发展的主打方向,并兼具环保功能。由法国Saint Gobian Vetrotex公司研发出的长玻纤增强热塑性复合材料,命名为Teintex系列。2002年的时候,该公司将该材料推向美国市场,命名为Twintex PET,获得了美国市场的欢迎,该产品冲击强度大,效果显著,能够满足汽车结构部件的性能要求。

  英国Thompson塑料集团的汽车工业分公司,集成Cannon公司的玻纤增强聚氨酯Interwet技术,很好的实现了结构材料的轻量化。该制造工艺是在模具内部铺塑料薄膜,后续喷上一层聚氨酯-短切玻纤维混合物,该层材料通过纤维-聚氨酯材料增强。

  通过该技术促使塑料厚度从4 mm降到2 mm。通过这种方法制造出来的零件耐磨性、抵御噪声和震动性能也有所提高。通过技术革新,将这种工艺运用到发动机侧板、气门套、进气管道、内部零件如后尾箱、行李架、座椅和仪表板的制造。这种工艺集成了聚氨酯结构坚硬、负载强度高、抗冲击性好、隔热、耐磨、耐溶剂和油脂的优点与热塑性表皮耐紫外线、表面光洁、防刮擦、易上色和抗化学物质的优点。

  该公司计划在覆盖件等复合部件制造中利用这种工艺,在降低成本的同时能够提升质量。随着塑料工业的发展,各种新型合成树脂不断出现以及通过合金、共混、复合等改性手段得到各种高性能材料已能够满足汽车行业对结构型塑料件及其所用材料提出的各种综合性能指标要求。