塑料與復(fù)合纖維對汽車產(chǎn)業(yè)的幫助

汽車塑料化是當(dāng)今國際汽車制造業(yè)的一大發(fā)展趨勢。當(dāng)前車用市場需求已轉(zhuǎn)向重量更輕的運動型多功能車、小型貨車和其他輕型車輛，這將促使車用材料向更輕質(zhì)化發(fā)展。輕型車輛市場對樹脂如尼龍、聚丙烯、聚氨酯和其他工程塑料的需求量非常大，約占樹脂市場需求總量的30%以上；對聚乙烯醇縮丁醛的需求量約占其總需求量的85%以上。那么，用塑料做汽車材料有哪些優(yōu)勢呢？
30多年來，塑料在汽車中的應(yīng)用不斷增多。目前，工業(yè)發(fā)達國家汽車塑料的用量占塑料總消費量的8%~10%。從現(xiàn)代汽車使用的材料來看，無論是外裝飾件、內(nèi)裝飾件，還是功能與結(jié)構(gòu)件，到處都可以看到塑料制作的影子。外裝飾件的應(yīng)用特點是以塑代鋼，減輕汽車自重，主要部件有保險杠、擋泥板、車輪罩、導(dǎo)流板等；內(nèi)裝飾件的主要部件有儀表板、車門內(nèi)板、副儀表板、雜物箱蓋、座椅、后護板等；功能與結(jié)構(gòu)件主要有郵箱、散熱器水室、空氣過濾器罩、風(fēng)扇葉等。

　　第一，汽車材料應(yīng)用塑料的最大優(yōu)勢是減輕車體的重量。輕量化是汽車業(yè)追求的目標(biāo)，塑料在此方面可以大顯其威。一般塑料的比重為0.9~1.5，纖維增強復(fù)合材料比重也不會超過2，而金屬材料中，A3鋼的比重為7.6、黃銅為8.4、鋁為2.7。這使塑料成為汽車輕量化的首選用材。

　　第二，塑料成型容易，使得形狀復(fù)雜的部件加工十分便利。例如儀表臺用鋼板加工，往往需要先加工成型各個零件，再分別用連接件裝配或焊接而成，工序較多。而使用塑料可以一次成型，加工時間短，精度有保證。

　　第三，塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量，對強烈撞擊有較大的緩沖作用，對車輛和乘客起到保護作用。因此，現(xiàn)代汽車上都采用塑化儀表板和方向盤，以增強緩沖作用。前后保險杠、車身裝飾條都采用塑料材料，以減輕車外物體對車聲的沖擊力。另外，塑料還具有吸收和衰減振動和噪聲的作用，可以提高乘坐的舒適性。

　　第四，塑料耐腐蝕性強，局部受損不會腐蝕。而鋼材制作一旦漆面受損或者先期防腐做的不好就容易生銹腐蝕。塑料對酸、堿、鹽等抗腐蝕能力大于鋼板，如果用塑料做車身覆蓋件，十分適宜在污染較大的區(qū)域使用。

　　第五，塑料可根據(jù)塑料的組織成分，通過添加不同的填料、增塑劑和硬化劑制出所需性能的塑料，改變材料的機械強度及加工成型性能，以適應(yīng)車上不同部件的用途要求。例如保險杠要有相當(dāng)?shù)臋C械強度，而坐墊和靠背就要采用柔軟的聚氨酯泡沫塑料。更方便的是塑料顏色可以通過添加劑跳出不同顏色，省去噴漆的麻煩。有些塑料件還可以電鍍，如ABS塑料具有很好的電鍍性能，可用于制作裝飾條、標(biāo)牌、開關(guān)旋鈕、車輪裝飾罩等。

　　高功能塑料在汽車中正得到越來越多的應(yīng)用。使用塑料有助于減輕汽車重量，汽車重量每減少10%，燃料經(jīng)濟性可提高 5%，汽車制造商適應(yīng)塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼制材料還可降低成本。塑料可提高汽車制造商設(shè)計的靈活性。塑料在汽車中的成功應(yīng)用更使汽車成本得以降低，一個簡單的注模塑料部件可起到許多金屬部件焊接在一起的功能，塑料可模鑄成比鋼組合件更為復(fù)雜的形狀，可減少集成過程中所用的部件數(shù)。注模的塑料部件也具有美學(xué)效果，而使用傳統(tǒng)的材料如鋼和玻璃很難達到，如玻璃前燈透鏡用聚碳酸酯材料替代。

　　環(huán)境動力正在推動汽車生產(chǎn)商采用基于塑料的汽車釉料。在許多汽車生產(chǎn)商的評估項目中，燃料消費和二氧化碳排放是考慮的關(guān)鍵因素。應(yīng)用開發(fā)信息表明，用聚碳酸酯（PC）替代玻璃的環(huán)境效益包括重量、安全和設(shè) 計。1千克的PC釉料可替代2.2千克的玻璃，對于15萬公里使用壽命（以美國轎車平均消費計），可節(jié)約200~300兆焦的能力和減少14~22千克二氧化碳排放。據(jù)樹脂供應(yīng)商BASF SE(路德維希港、德國)提供的報告證明，熱塑性材料不論是在現(xiàn)在還是未來某一段長時期內(nèi)，都會為汽車輕量化做出非常重大的貢獻，因為在它們的幫助下，無數(shù)金屬質(zhì)地的汽車零件會被塑料取而代之。同時，這些塑料應(yīng)用也會達到最大限度。下一個技術(shù)飛躍就是車上的金屬組件完全被塑料所替換。也就是說使用連續(xù)纖維鋼筋注塑結(jié)構(gòu),即熱塑性復(fù)合材料。

　　正因如此，巴斯夫已始擴大新材料適用領(lǐng)域，包括一個全新的概念叫做Ultracom。

　　這種概念從本質(zhì)上包括三部分：連續(xù)纖維半鋼筋化生產(chǎn)、變性二次成型化合物和相互支撐技術(shù)。

　　這種新技術(shù)的關(guān)鍵部分在于機織物的分層和提取聚酰胺(PA)或Ultradur聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)與單向?qū)訅簬耆呛�。這些熱塑性復(fù)合材料在發(fā)展中不斷被纖維符合材料制造商TenCate和玻璃纖維供應(yīng)商歐文斯科寧創(chuàng)新。

　　變性二次成型化合物由基于二次成型的Ultracom發(fā)展成為我們需要的特別分層次材料。這種材料通常從聚酰胺和Ultradur中一次成型生產(chǎn)。把原材料結(jié)合成層壓帶，這將是高標(biāo)準(zhǔn)的機械強化注塑模具中最復(fù)雜部分，同時在高度精確區(qū)域內(nèi)使用連續(xù)纖維并結(jié)合具體功能進行二次成型。

　　在即將到來的2013年德國K展，巴斯夫?qū)⒄钩鏊牡谝粋€商業(yè)Ultracom產(chǎn)品，該項目要求零件具有高鋼度，它是一個包含Ultralaminate基于PA 6(或一個有需求的高度Ultratape)并結(jié)合聚酰胺，使COM 60%玻璃纖維強化的二次成型化合物。

塑料與復(fù)合纖維對汽車產(chǎn)業(yè)的幫助

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