汽车用高分子材料

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1、第一篇汽车塑料基础知识一、汽车塑料制品发展过程二、汽车用塑料主要特点三、我国汽车塑料制品发展现状与趋势四、塑料在轿车饰件的应用 第二篇 汽车用塑料制品与材料一、聚氨酯泡沫塑料制品二、工程塑料汽车零部件三、塑料基复合材料汽车制品四、塑料及树脂缩写代号五、塑料的组成六、汽车塑料制品常用聚合物树脂七、汽车塑料制品的主要助剂八、汽车塑料制品的常用填充物和增强物九、汽车塑料的需要的主要性能指标 第三篇汽车饰件用塑料及其制品一、汽车饰件与塑料二、汽车用聚氨酯泡沫塑料三、汽车软饰件与塑料四、反应注射模塑及制品第四篇 汽车常用塑料及饰件一、聚丙烯塑料汽车塑料件二、聚乙烯汽车塑料件三、改性聚苯乙烯塑料四、聚氯乙

2、烯车塑料件 第 五篇塑料结构制品材料的选用原则一、塑料材料选用的注意事项二、塑料材料的选用范围三、常用零部件的选用方法实例第六 篇塑料制品的设计要求 一、设计的工艺性 二、典型零部件的设计（二）、PE （聚乙烯）1PE 的种类与应用领域PE 材料的种类很多，不同的 PE 有不同的力学性能和加工性能，根据不同的用途和性能要 求，相应的用不同的PE制成不同的产品。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。不同的PE原材料和在建筑中适用的产品如表2-3所示。表 2- 4PE 原材料特性和适用产品名称缩写密度或分子量性能汽车用高密度聚乙烯HDPE0.941-0.965,力学性能较好膜

3、低密度聚乙烯LDPE0.910-0.940力学性能较差线性低密度聚乙烯LLDPE0.910-0.940线性结构超高分子量聚乙烯UHMWPE分子量大于150万特别耐磨，力学性能特别好耐磨衬材市售商品PE以MI （熔融指数）进行分级，MI值在0.3-20范围内，分子量越大，密度越高， MI值越小。MI代表意义为：加工温度190C0、载荷2160g、10秒内、从直径2.1mm、长 8mm 的毛细管中挤出的克数。2PE 的性能特点PE 的最大优点是对人体无害和耐溶剂性能特别优秀，常温下几乎没有可溶解的溶剂，只有 某些烃类物质能使它溶胀甚至溶解，比如，四氯化碳。 PE 的耐介质腐蚀的能力也特别强， 可耐

4、大多数酸性和碱性物质，只有浓硫酸和浓硝酸方能够慢慢地侵蚀它。因此， PE 可被用 来加工成建筑中需要接触大多数化工液体的管材，由于耐腐蚀性好，还特别适用于制造成输 送饮用水的管道和医用、药用输液管。超高分子量聚乙烯材料是近年来发展的新材料，由于它的分子量特别大，理化性能具有很多 超出寻常PE材料的优点，被誉为现代奇异新塑料。尤其是他的耐磨性能非常好，甚至可以 为普通钢材的8-9倍，这种材料非常适合用于很多易磨损材料。但是由于超高分子量聚乙烯 材料的分子量相当大，长期以来，它的加工成型是一个问题。通过配方改性或对挤出加工设 备进行特殊的改造，目前已经能连续挤出加工成型。PE作为汽车材料应用，其最

5、大的缺点是容易燃烧，因此，用PE 一定要采用比较保险的阻 燃措施，最简单、常用的方法是加入合适的而且有足够量的阻燃剂，用来改善PE的燃烧性 能。3. PE和其它化合物的共聚物PE和其它物质形成的共聚物如表2-5所示。表2-5 PE和其 它物质形成的共聚物单体1 单体2 共聚物名称 性能特点 建筑应用 PE 醋酸乙烯 EVA 弹 性随VA量增加抗冲改性剂PE氯气CPE燃烧性能随氯改善抗冲改性剂PE氯气、二氯 化硫氯磺化PE弹性体抗冲改性剂（三）、PS （聚苯乙烯）1. PS的种类与应用领域聚苯乙 烯树脂的加工方法有悬浮聚合和本体聚合两类，本体聚合法的聚苯乙烯是由苯乙烯单体聚合 而成的.本体聚合只

6、需要加热及加引发剂，就可以得到纯度较高的连续聚合产品，但对聚合 反应控制难度较高。悬浮聚合要以水作为分散剂，聚合得到PS颗粒。PS常用于加工建筑中 应用较多的发泡PS材料。加工泡沫塑料的方法是将PS和低沸点的有机液状物（例如丁烷） 加热至一定温度，然后在较高压力下使液体渗入到PS的内部，当冷却时，该低沸点的液体 就被固定在PS粒子的内部，一旦这些粒子再次遇到蒸汽加热时，PS粒子就会软化、粘连， 但使其同低沸点物同时发生气化，就膨胀成多个有隔离层的小气孔，即形成PS泡沫塑料。2. PS的性能特点用单纯的PS加工材料时，其外观特点是无色透明，透光率可达到90%或 更高，性能特点是刚性较好。用PS材

7、料加工出来的产品虽然平整而挺括，但它的脆性较大， 不能承受冲击力。 PS 用于汽车中的另一个缺点是容易燃烧，而且由于含苯，它在燃烧时发 出较大的黑烟和黄色明火，还会散发出苯类物质特有的、有害、难闻气体。 PS 能溶于苯、 甲苯、乙苯等苯类芳香族溶剂，另外， PS 的耐热性能也较差。 3. ABS 及其它 PS 系列共 聚物由于 PS 脆性，常将其与其它物质一起接枝共聚，使其改变脆性，增加在建筑上的应用 范围。如，与丁二烯接枝共聚，得到高抗冲PS（HIPS）；与苯乙烯、丁二烯三元接枝共聚， 得到了集合三者优点于一身，却又改去原来PS脆性的ABS,因为丁二烯使ABS坚韧；并 喜庆提高了 ABS的表

8、面硬度和耐化学性能；本乙烯让ABS保持良好的刚性、表面光滑性和 加工性能。这种综合材料性能使ABS成了一种很受欢迎的新材料。常用ABS制造一些需要 综合性能优异的汽车材料和有装饰要求的零件。ABS的生产方法主要有混炼法和接枝法， 混炼法是先用1/3丙烯晴和2/3苯乙烯得到丙烯晴和苯乙烯的共聚物；又以1/3丁二烯加2/3 丙烯晴的比例得到丁二烯和丙烯晴的共聚物；再将两者按1/3： 2/3的比例在150-200C0左 右的温度范围内进行混炼，得到了三元共混合金ABS塑料。接枝法是直接按照不同比例聚 合，如34 （A,丙烯晴）：42 （B, 丁二烯）：24（S，苯乙烯），将聚丁二烯溶于苯乙烯和 丙烯

9、晴，而后进行本体聚合或悬浮聚合。 ABS 的具体性能和三种组分的比例有很大关系， 可根据其具体应用功能需要决定，商品ABS已根据其不同组合比例有对应具有不同牌号和 各种性能特点的产品。PS还通过其它不同的接枝共聚和改性，得到很多固定搭配的PS家 族的合金塑料品种，如MBS、SBS、AS、SMA等。这些材料分别可应用于多种场合，既可 作为主要原料，也可作为常用塑料的改性剂，或者和其它塑料共混，重新组成另一种新的塑 料合金材料。SMA是汽车上的重要仪表板骨架材料，MBS、SBS、AS都是重要的树脂改性 增韧改性材料。（四）、PP（聚丙烯）1. PP的种类和应用领域有均聚法生产的和共聚法生产的两类树

10、脂。均聚生产的PP是由单一的丙烯单体聚合而成， 而共聚PP是由丙烯和乙烯两类单体共同聚合而成的。商品PP以熔融指数来划分，熔融指 数的范围为0.2-12，测定熔融指数的标准温度为230C0。用PP树脂制造的汽车用制品很多，有各种保险杠、板材、水箱、装饰板,PP在汽车上的应 用有越来越多的趋势。2. PP 的性能特点PP是结晶型塑料，均聚生产的PP特点是韧性差，但是刚性较好，共聚生产的PP特点则表 现为韧性较好，但是强度偏低。PP的密度较小，只有0.9，几乎是所有的普通塑料中密度最 小的塑料品种。将PP用于汽车工业的优点很多，它无毒，综合力学性能较好，抗拉性能比PE好，抗弯曲 性能也较佳。而且P

11、P的耐热性较好，即使在100度温度下，它还能保持50%的原有抗拉 强度。PP的耐溶剂性能也不比PE差，在常温下几乎无溶剂可以溶解PP。PP 用于汽车的主要缺点是燃烧问题，它不仅易燃，而且会滴落燃烧物，很容易因此而引起 火灾。因此PP用于汽车中一定要采取较好的阻燃防火措施，这一点是它在汽车上能否更加大 量推广应用的主要关键，有效的办法可以应用合适的阻燃剂品种和量， PP 应用阻燃剂必须 注意如果是与人接触的健康材料，不要因为由于阻燃剂而影响PP原有的环保品位。PP 的另一个缺点是在低温下的抗冲击性能较差。解决这一问题的办法很多，主要采用其它 韧性材料、刚性粒子或弹性体进行各种改性增韧，如橡胶、各

12、种纤维、天然无机粒子等。（五）、AC（丙烯酸类树脂）1. AC的种类和应用领域 丙烯酸类树脂是丙烯酸类单体的共聚物或者均聚物，确切地说是一个具有很多相似结构聚合 物的大家族，其中在汽车上应用的较多的是的PMMA （甲基丙烯酸甲酯），俗称有机玻璃。 PMMA 的聚合方法有本体法和悬浮法两种，本体聚合时，先将单体经过预聚合，形成聚合 度 10%的粘性稠状液体，然后直接灌入由两块无机平板玻璃形成的平板模具内，让预聚体 在 40-70C 水箱中聚合。用本体法聚合得到的一般是平板有机玻璃，而悬浮法聚合得到的是 模塑有机玻璃粉。 有机玻璃在汽车上常用来作为透光装饰材料，也用于作为窗的玻璃代用物，还用于灯罩

13、等。 2AC 的性能特点汽车上应用有机玻璃首先是它有极好的透光性，PMMA的透光率可达92%左右，几乎是透 光性能最好的塑料品种。另外，有机玻璃的耐候性也较好，在很强的日光下使用若干年后， 照旧有很好的透光性，色泽变化也不大。有机玻璃在汽车上应用的缺点是表面硬度较无机玻璃要低得多，耐刻划的性能较差；另一个 缺点是要燃烧，燃烧时会出现淡蓝色的火焰，但无滴落物。（六）、PU （聚氨酯）1聚氨酯的种类和应用领域聚氨酯一般有两类，由含有异氰酸酯基的多异氰酸酯和含有羟基的聚醚或聚脂反应生成醚类 聚氨酯和酯类聚氨酯。含羟基的聚醚由多元醇和环氧丙烷反应制得，聚醚分子中的羟基的数 量为 3-8 个；含羟基的聚

14、酯由二元酸（邻苯二甲酸、己二酸）和多元醇（乙二醇、甘油）缩 合反应生成的低分子聚酯，不同的配方可以得到不同的聚酯。聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯都用羟值来衡量羟基含量。其含义为：在1g树脂中含有的羟 基相当于KOH的毫克（KOHmg/g树脂）。羟值是代表材料交联密度的，与聚氨酯的硬度成 正比，羟基含量越大，羟值越高，PU越硬。高羟值的聚氨酯材料用于制造硬质聚氨酯建筑 制品，低羟值的聚氨酯用于制造软质聚氨酯制品。聚氨酯材料在汽车上应用很多，如涂覆材料、聚氨酯硬质塑料板材、聚氨酯弹性体、座椅软 泡沫材料、装饰件、沙发革、车顶；应用最多的是各种软质和硬质的聚氨酯泡沫材料，它有 隔振、隔音、降噪、保温隔热

15、；PU还可制成车用聚氨酯涂料、粘结剂、密封剂等。 2聚氨酯的性能和特点 聚氨酯材料的各种性能都很优异，用于车上有很多优点。硬质聚氨酯的强度很高，软质聚氨 酯的弹性很好，它的耐老化性能、抗化学介质能力等，综合力学性能远远超过PVC等材料。 聚氨酯的聚合很方便，不仅可在常温常压条件下进行聚合反应，像有些聚氨酯建筑胶粘剂和 双组分的聚氨酯涂料，甚至可以进行现场聚合后直接发泡或喷涂、修补等施工。 聚氨酯材料用于汽车的缺点主要表现在异氰酸酯有毒性，材料施工时，反应过程中会释放出 不良气体，施工人员在现场作业要采取健康保护措施。聚合反应结束后，聚氨酯材料应用过 程中是无毒的。（七）、EP（环氧树脂）1.E

16、P 的种类和应用领域环氧树脂是分子中含环氧基的聚合物，它主要有标准型的双酚 A 型环氧、酚醛环氧、甘油 环氧等，其种类很多。化学工业部分别有标准代号表示各类环氧：E代表标准型环氧（双酚 A型，F代表酚醛环氧，G代表有机硅环氧，B代表甘油环氧。其中，双酚型环氧在建筑上应用最多，它是由环氧氯丙烷和双酚A聚合得到的，属于低聚 合度的线性聚合物，外观状态和环氧分子量有关，分子量较小者的外观为粘稠性液体状态； 分子量较大的环氧树脂外观为呈脆性的固体状态。环氧在汽车上能应用的领域很广，能用于制作各种中高档的耐热防腐蚀制件、环氧耐老化涂 料、环氧胶粘剂、环氧修补材料等。2.EP 的性能特点 环氧可溶于多种溶剂，如丙