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1、2019/9/5,第一篇 汽车常用塑料概述,一、我国汽车塑料制品发展现状与趋势 随着现代科技的高速发展、新材料和新工艺的不断进步，时下人们对汽车的质量要求提出一系列更高的要求，主要表现在舒适性、安全性、环保性和美观性等方面。在这种背景下，汽车的轻量化、低成本化已经成为了工业设计的主导。,环 保,信息化,低成本,安 全,舒 适,清洁能源化,轻量化,可回收,低噪声,低振动,驾驶平顺,NVH,2019/9/5,2019/9/5,二、汽车用塑料主要优点 汽车用塑料有很多以往传统材料没有的优点。主要表现在重量轻、有良好的外观装饰效果、有多种实际应用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、节约能源，可持续利
2、用等各方面。高分子汽车材料的主要特点如下。 质量轻： 轻质、高强度；只有普通钢材比重的15-20%，比木头轻；在很大程度上促进了汽车轻量化 良好的加工性： 良好的可塑性和与其它材料之间良好的兼容结合性，可以用多种工艺加工出各种不 同形状、不同性能、不同颜色、不同功能的材料；还可以进行二次加工 ，如车削、冲切、剪裁等。 优良的综合理化性能: 良好的绝缘性能、防腐蚀性能、耐老化性能、良好的耐磨和耐洗刷性能、良好的防水性能和力学性能、良好的粘结结合性能 。 优秀的装饰效果: 可一次性加工成具有复杂造型和多种色彩的制品 ，有时还需印刷、贴膜、轧花、复层、着色，加工成具有非常逼真的形象、花纹和图案，可以
3、仿制天然木材、金属、动物皮的纹理，还可以表面烫金、贴膜、镀银、镶嵌等 。 节能和环保: 替代大量天然材料，节约大量的资源；良好的可加工性，生产过程节约能源；大量使用热塑性塑料，废旧料可方便回收，直接用于再制造。,2019/9/5,第二篇 汽车常用塑料分类介绍,塑料种类繁多，在汽车上的应用分为内饰件、外装件和功能件。根据名种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。 一、通用塑料 一般是指生产量大、成型性好、价格便宜、广泛使用的塑料。通用塑料包含五大品种，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，都
4、是热塑性塑料。 PP 聚丙烯，俗称百折胶，类似白色蜡状，透明、质轻，注塑时流动性好，吸水性低于0.02%，耐化学有机溶剂，除浓硝酸和浓硫酸外在很多介质中很稳定，抗沖击强度高，抗弯曲性能好、易成型、收缩率大、耐温度性强、但是在低温环境呈脆性，耐磨性不高。由于PP属于非极性材料，涂装时需要表面处理（例如火焰处理、喷底漆等）。PP收缩率为1.0-3.5%，合适的薄厚为1.5-2.5mm。 注塑特性：有明显的熔点，一般加热到173左右就能熔化，在300时有少量分解，360就大量的分解；因此，注塑时温度可调区间较大，一般使用注塑温度为190240；聚丙烯不吸水，一般不需烘干，为了产品质量，也用60温度烘
5、干1hr，以排出浮水 ；收缩时的各向异性，易引起不均衡收缩，因此设计制品时尽量避免壁厚不均匀；聚丙烯也可以做为其它易分解原料换料时的清洗剂。,2019/9/5,PP在汽车领域的广泛使用主要存在两个问题：易燃烧（会滴落燃烧物）和低温环境呈脆性。针对这两个问题，在工业的实际应用中掺加合适的添加剂，做PP改性。易燃烧会添加阻燃剂；低温环境下呈脆性，主要采用加入其它韧性材料、刚性粒子或弹性体进行各种改性增韧，如橡胶(EPDM)、滑石粉(TD)、玻纤(GF)等。用PP树脂制造的汽车用制品很多，有各种仪表板、门护板、立柱护板、保险杠、水箱、装饰板，PP在汽车上的应用有越来越多的趋势。,PE 聚乙烯，最轻的
6、塑料之一，半透明白色腊状材料，耐水性好，耐酸碱，耐有机溶剂，电绝缘性优良 。PE的力学性能与其密度有很大关系，密度越高力学性能越好，常用的两种聚乙烯分别为LDPE和HDPE。聚丙烯使用温度可达80100，摩擦性能和耐寒性好，但机械强度不高，易变形，易老化，易发脆，易应力开裂，表面硬度低，易刮伤；表面不易粘贴和印刷，印刷时需进行表面放电处理，不能电镀，表面无光泽。收缩率1.54.0% ，合适的薄厚1.0-2.5mm。 注塑特性：一般的聚乙烯熔点为142，分解温度为300，注塑温度的可调区间较大，LDPE注塑时一般使用温度为170220，HDPE注塑时一般使用温度为180230。聚乙烯不吸水，生产
7、时一般不需哄干，为了产品质量，也用60温度烘干1hr，以排出浮水。,PE作为汽车材料最大的缺点是容易燃烧，最简单、常用的方法是加入合适的阻燃剂来改善PE的燃烧性能。用PE制造的汽车制品主要有油箱、风管，前座椅装饰盖 ，风道总成（HDPE）、左右通风管总成、上下风向叶片连接杠、左右脚通风口总成等。,2019/9/5,PVC 聚氯乙烯，常用PVC是多组份的塑料，因为各组份的含量不同，就形成了各种机械性能差异很大的不同硬度的PVC颗粒，一般分为软PVC和硬PVC两大类。软PVC，质柔软耐摩擦，绕曲弹性良好，吸水性低，易加工成型，有良好的耐寒性和电绝缘性能，耐酸碱，不耐有机容剂 ，PVC难燃，离火即灭
8、 ；硬质PVC机械强度较高，表面硬度、拉伸强度、刚性等机械强度都高于PE，接近于ABS，可以做工程材料， 但使用温度低(-15+55)。收缩率：硬质PVC为1-1.5% ，软质PVC为2-2.3% ，合适的薄厚2-3.5mm。 注塑性能：PVC没有明显的熔点，一般加热到120145就能熔化，但150以下就能分解出HCL气体，180就大量的分解成HCL气体；因此，需加入大量的热稳定剂才能注塑，注塑温度的可调区间较小。注塑时，一般使用温度为140160，有时也可以达到190，但时间不能超过20分钟，否则会大量分解。因为氯离子的存在，它会轻微吸水，生产时需哄干，烘干温度在7590之间，烘干1.5hr
9、2.5hr；聚氯乙烯的熔体粘度大，流长比小，薄壁制品可能缺胶，因此，浇口和流道相对较大。 在汽车塑料制品中最常用的塑料原材料当属聚氯乙烯，用PVC塑料制造的汽车塑料制品随处可见，PVC仪表板蒙皮、PVC塑料方向盘、PVC塑料衬板、PVC塑料汽车铺地材料。这不仅是因为PVC树脂价格经济，而且加工性能和综合力学性能都比较好。,2019/9/5,PS 聚苯乙烯,俗称硬胶，透明的仿玻璃状的材料，流动性好，不吸水，聚苯乙烯耐酸碱和低能醇，电绝缘性优良 ，透明度极高，有较高的表面光泽，容易印刷；但机械性能差，质硬而脆，易受许多烃类、酮类、高级脂肪脂等侵蚀而软化或应力开裂，表面硬度低易刮伤，耐热性差， 易燃
10、，离火后能继续燃烧，热变形温度低；由于PS脆性，常将其与其它物质一起接枝共聚，如与丁二烯接枝共聚形成HIPS，成分中含橡胶后抗冲击强度和表面硬度都大大提高。收缩率0.4-0.7% ，合适的薄厚2-3mm。 注塑性能：一般的PS熔点为173，分解温度为330，注塑温度的可调区间较大。注塑时，一般使用温度为180240；聚苯乙烯不吸水，生产时不需哄干，为了产品质量，也可用60温度烘干1hr，以排出浮水；聚苯乙烯的熔体粘度小，流长比大，一般不需大的浇口和流道就能充满制品；但PS质硬而脆，制品设计时，应量避免尖角，注意脱模斜度，否则，会出现制品开裂。 PS在汽车上的主要应用在仪表外壳、灯罩、照明制品上
11、。聚苯乙烯还可通过发泡成型制备包装材料及绝热保温材料，用于生产顶棚，还有就是与其它材料接枝共聚和改性，得到很多固定搭配的PS家族的合金塑料品种，如SMA用在制造汽车仪表板骨架。,2019/9/5,ABS 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚体，俗称超不碎胶，本体呈白色，综合了丙烯晴(耐化学腐蚀性，表面硬度)、丁二烯(坚韧)、苯乙烯(良好加工性，染色性好耐气候性差，易氧化)三种组分的优良性能，高冲击韧性和良好的机械性能，优良的耐热耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定，易机械加工，表面可电镀，电性能良好。但是ABS热变形温度较低，可燃耐气候性差，易受阳光的作用变色变脆。收缩率为0.4-0.7% ,合适的壁厚1.8
12、-3mm。 注塑性能：一般的ABS熔点为170左右，分解温度为260，注塑温度的可调区间比较大。注塑一般使用温度为180240；因为橡胶成分的存在，它吸少量水分，生产时需哄干，可用8090温度烘干12hr即可；同时，由于橡胶成分的存在，热稳定性差，比较易分解，注塑时原料不要在料筒内停留太长时间；熔体粘度比PS大，但浇口和流道一般，也能充满制品；制品易带静电，表面易吸尘埃。 由于ABS种类多，表面处理效果好，价格低，被广泛使用与汽车领域。鉴于ABS的耐候性差，目前商用车中已经广泛使用高耐候的AES、ASA等材料补充ABS。当产品需要做表面处理时（例如水转印膜、喷涂）时，采用ABS；不需要表面处理
13、时选用ASA、AES。汽车产品中最典型就是装饰亮条、换挡手柄头、内开拉手、牌照装饰板、后扰流板总成、后视镜本体、散热器隔栅本体、扶手等。,2019/9/5,2019/9/5,二、工程类塑料 工程类塑料由于拥有较好的综合机械性能，在汽车领域也得到广泛使用，在本文中主要介绍聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PU)、聚碳酸酯(PC)., PA 聚酰胺，俗称尼龙，工业使用上PA种类较多，常用的有PA6、PA66和PA610。PA易印刷，易染色，电性能优良；耐药品，耐油的腐蚀。机械方面的共性是坚韧，都具有很高的表面硬度，拉伸强度好，抗冲击能力好，耐疲劳，耐折迭，耐应力
14、开裂 。PA 的抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后其抗拉抗压强度可提高2 倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停工作。PA的缺点耐酸性差，耐光性差，耐污染性差。由于热膨胀和吸水性的影响，制件尺寸稳定性差，收缩率12%，需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率100% ，相对吸湿饱和时能吸8%，合适壁厚：23.5mm。 注塑性能：PA由于酰胺基的存在，吸水强而吸水牢固，因此，在注塑时应充分的烘干，一般要在120烘干3-4小时；PA粘度小，流动速度快，为防止射嘴流诞，应采用自锁喷嘴或尼龙专用喷嘴。同时，要注意模具精度。 PA在汽车领
15、域主要用于制造软管(制动软管、燃油管)、燃烧油过滤器、空气过滤器、机油过滤器、水泵壳、水泵叶轮、风扇、制动液罐、动力转向液罐、白叶窗、前大灯壳、安全带。,2019/9/5, PMMA 聚甲基丙烯酸酯，俗称有机玻璃，耐室外老化，有极好的透光性，爆晒而不影响它的透明度，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5% 。机械强度较高，有一定的耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，易熔于有机溶剂，表面硬度不够，易刮伤起毛。合适的塑料产品：有一定强度要求的透明结构件。 注塑性能：PMMA的吸湿率为0.3%，注塑前必须进行干燥，一般在80 左右
16、干燥24h；注塑时熔体温度在240270 ，模具温度要控制在3570 。 PMMA由于其良好的透光性能，广泛用在汽车照明标志牌、车门玻璃和灯玻璃罩上。,采用PMMA的丰田卡罗拉尾灯,2019/9/5, POM 聚甲醛，俗称塑钢，抗拉强度，沖击韧性，刚性和疲劳强度，抗蠕变性能很高，尺寸稳定性好，吸水性小，摩擦数小，具优良的耐摩擦磨损性能，在高温和水中仍有很大的刚性，耐化学腐蚀性能同于PA，但价格较低，耐反复扭曲，有突出的回弹能力。可在-40摄氏度-100摄氏度之间长期使用。POM的不足之处在于：易受强酸腐蚀，不耐高温，热稳定性差。收缩率2-3.5% 合适壁厚：1.5-2.5mm。 注塑性能： POM有明显的熔点，175时熔化，240时就分解，一般加工温度为190220，它的加工范围很窄；POM不吸水，在注塑时，一般不需要烘干，但质量要求高的制品，可以用60烘干12小时即可；温度不可太高，否则无染色制品
