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当前,随着汽车保有量逐年zeng加,汽车能源消耗与尾气排放问题越来越突出。因此在汽车制造与使用历程中节能减排的要求也越来越迫切。使用轻量化的质料对节能减排起着很是主要的作用,塑料具有轻质、环保、易于成型加工的特征。因此zeng加塑料在汽车中的使用量是汽车减重的关jian,减轻汽车重量同时也是降低汽车排放,提高燃油效率最有用措施之一。
塑料是汽车中应用最普遍的轻质质料,“以塑代钢”已经成为汽车汽车工业的生长趋势,塑料应用从最初的内、外饰件扩展到现在的汽车结构件、功效件等部件。
1 通用塑料在汽车中的应用
塑料an照应用规模分为通用塑料、工程塑料、特种工程塑料。通用塑料具有产量高、价钱低、用途普遍的特点,占汽车塑料用量的60%以上,其主要应用的是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和ABS。
1.1 聚乙烯(PE)
PE具有优良的耐化学侵蚀性、优良的电绝缘性和较高的韧性及耐低温性的特点。常用聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)。三者当中HDPE有较好的热性能和机械性能,常用于生产管材、中空容器、注塑制品等。汽车中的水箱、油箱等一ban是用HDPE经由吹塑制成的。HDPE油箱的韧性和强度比金属油箱更好,由于制造历程是吹塑一体成型无误差,不会漏油,在发生碰撞或摩擦时不容易发生火花,因此作为油箱更清静,而且箱体比金属更轻、形状可塑性更强。因此目莂n蟛棵牌涤肏DPE油箱替换金属油箱。LDPE和LLDPE具有较好的柔韧性更适合制造膜类产物,在汽车中的电线电缆以及包装物中应用较多。
1.2 聚丙烯(PP)
PP有着价钱低廉、密度小、硬度高的特点,其拉伸强度、屈服强度、硬度以及耐热温度均优于PE。而且质料易于成型加工。PP可分为均聚PP(PP-H)和共聚PP(PP-R及PP-B),均聚PP强度高但韧性较差,共聚PP由于在PP分子链中引入乙烯以是质料韧性较均聚PP显着zeng加,但强度不如均聚PP。
PP具有低温脆性、缩短较大的弱点。在汽车中应用一ban通过与其它质料共混改性来提高质料性能,改性要领主要有填充、zeng韧、zeng强、耐候等,经由改性后可以提高PP的强度、韧性、成型加工性、尺寸稳固性等特征,改性后PP可以到达工程塑料的性能,在汽车内、外饰中应用很是普遍是用量最大的塑料。
PP中填充可以提高质料的强度但会降低质料的韧性,如上图可以看出质料的弯曲弹性模量随着滑石粉的添加量zeng减而zeng加,质料的缺口攻击随着滑石粉添加量的zeng加而降低。
1.3 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)
ABS具有较高的攻击韧性、高刚性和耐低温性、机械强度和电气性能优良。ABS具有较低的成型缩短率(0.5%左右),以是质料成型尺寸稳固性好,可做细密度较高的产物,由于其特殊的化学性能质料容易举行涂装、着色,还可以举行喷涂、电镀,是最适合电镀的塑料品种。
ABS的耐热性较差,遇高温易软化,维卡软化点85℃左右,汽车使用历程中情形温度会凌驾85℃,因此一ban汽车中使用的ABS通常是经由耐热改性后的ABS或者使用PC与ABS共混制成PC/ABS合金产物。耐热ABS维卡软化点可达95℃以上,有些甚至可达110℃。ABS类产物用于外饰中的格栅、内饰中有需要涂装类的产物中。
2 工程塑料在汽车中的应用
工程塑料是指能遭受一定的外力作用,并有优异的机械性能和尺寸稳固性,在高、低温下仍能保持其优良性能,可以作为工程结构和工业零件的塑料。汽车中常用的工厂塑料有:聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)。
2.1 聚碳酸酯(PC)
PC机械性能优良,其攻击强度和刚性都较为突出,是典型的既强又韧的质料,能在-60-100℃仍能保持较高的机械强度,恒久事情温度可达120℃。质料缩短率为0.5%左右,制品尺寸稳固性好,还具有优良的电绝缘性,质料较难点燃,离火自熄。
由于PC有较高的蚲ai鞫,在汽趁魅照明系统中应用较为普遍,现在通用、福特、日产等汽车中的前照灯外壳均接纳PC生产。PC与其它塑料共混制成的PC合金在汽车中也有较多的应用,常见的PC合金有:PC/ABS、PC/PBT、PC/ASA等,这些合金既具有PC的高强度高耐热又具有其它质料的优点,在汽车内、外饰中有较多的应用。近年来使用PC来制造汽车车窗和车shen部件的研究也较为活跃,如图是拜耳研发的特种PC质料在长城汽车车窗上获得应用。
2.2聚酰胺(PA)
PA俗称尼龙是性能优良应用普遍的工程塑料,PA的种类许多,有PA6、PA66、PA610、PA1010以及近年开发的半芬芳族尼龙PA6T、PA9T和特种尼龙等许多品种。PA具有优良的力学性能,拉伸强度、刚性、攻击韧性较好,还具有自润滑性,有优良的耐摩擦性。PA具有优异的化学稳固性,对汽油、润滑油具有优异的反抗性。
尼龙有较强的吸水性,最高能从湿润空气中吸收5%以上的水分,尼龙吸水发生zeng塑效应,导致体积膨胀、强度下降韧性zeng加。有些尼龙制品生产后wangwang通过水煮来镌汰产物脆性zeng加尺寸稳固性,但由于吸水产物在高温季节和低温季节性能差异重大,在使用尼龙质料时尤其要注重质料吸水对产物造成的影响。
尼龙作为结构性子料对其强度、耐热性、耐寒性提出更高的要求,因此针对某一应用领域通过改性来提高质料性能,扩大产物应用领域。尼龙改性主要有添加玻璃纤维zeng加改性、zeng韧改性以及阻燃改性。玻璃纤维能大幅度提高尼龙的性能,添加30%的玻璃纤维PA6的模量可以从2500MPa上升到10000MPa以上,恒久使用温度从80℃提高到140℃。可以替换金属质料使用。应用进气歧管、发念头装饰盖、散热风扇、电气外壳等部件
2.3 聚甲醛(POM)
热塑性结晶聚合物,被誉为“超钢”或者“赛钢”,五大通用工程塑料之一,白色粉末状或颗状固体,外貌平滑且有光泽和滑腻感,硬而致密,呈半蚲ai骰虿煌gai,POM有均聚和共聚之分。均聚POM的密度、结晶度、熔点都高,力学性能较好,热变形温度高,但不易加工,热稳固性差,加工温度规模窄(约10℃),对酸碱稳固性略低;力学性能随温度转变小。共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度和热变形温度都较均聚POM低,但其热稳固性好,有较高的一连使用温度,不易剖析,加工温度规模宽(约50℃),对酸碱稳固性较好,韧性高,耐候性能较好。
POM外貌硬度高,具有较高的磨蚀阻力和较低的摩擦系数,还具有自润滑性能,这些特征是用以生产齿轮和减磨轴承质料所不行缺少的性能,POM做齿轮和耐磨质料有着主要的优势。在汽车上用于输油管、泵、动力阀、轴承、齿轮、轴套、电气开关等部件。
3 特种工程塑料在汽车中的应用
特种工程塑料是指综合性能更高、性能更好,恒久使用温度在150℃以上的工程塑料,特种工程塑料主要包罗聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚砜(PSF)、液晶聚合物(LCP)、含氟聚合物等,特种工程塑料种类多,性能优异但价钱昂贵。最初主要用于高科技领域、军事和航空工业中。
特种工程塑料与通俗工程塑料相比,特种工程塑料使用温度更高,通俗工程塑料最高使用温度一ban在100℃左右,而特种工程塑料许多品种能在200℃以上的高温条件下使用;特种工程塑料比一ban工程塑料的强度更高,用玻纤zeng强的特种工程塑料可以到达与金属相当的强度。
有些部件在事情时温度会凌驾200℃,通俗工程塑料质料由于使用温度较低而无法使用,就需要使用这些能耐高温的特种工程塑料了。特种工程塑料在汽车中主要用于制造功效件,如用PPS制造发电机和发念头上的点刷、电刷托架、汽车上的焚烧器、加热器、离合器、齿轮箱排气系统等部件。
结语
差异种类的塑料性能差异很大,种种塑料都有其奇异的用途,在选用塑料种类时首先相识差异塑料的特征,然后凭证塑料使用情形举行选择,在选用塑料时要遵照经济适用的原则,选择合适、价钱自制的塑料。