请问一下,塑料在汽车上的应用场景有哪些?可以展开说说吗?
汽车中常用的塑料品种主要包括:聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲醛(POM)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯(PU)、聚苯醚(PPO)、聚乙烯(PE)等,通常用的都是它们的改性复合材料或合金材料[4]。塑料制品在汽车中的应用场景大致可分为外饰件、内饰件、功能结构件三大类[3]。其中,塑料外饰件可大幅减少汽车的车身重量;塑料内饰件能让汽车更具有安全、舒适、环保的特征,还能提高汽车的安全系数;塑料功能结构件不仅能减轻汽车重量,还能降低制造成本并在一定程度上简化汽车制造的工艺流程。
1.外饰件中的塑料应用
随着轻量化进程的推进,汽车外饰件所用的材料也由原来的金属类材料、合金类材料为主,逐步变成以各种改性塑料为主,这样既能降低成本,又能更方便地设计出更加时尚的外观外型,还能大幅减轻车身的自重,进而提升汽车的环境适应能力,更符合环保理念。目前汽车中塑料外饰件主要包括车轮罩、挡泥板、车身面板、散热器格栅、导流板、保险杠等。外饰件主要涉及塑料种类包括:PP及ABS基复合材料、PC/ABS合金、PC/PBT合金等。
2.内饰件中的塑料应用
汽车中塑料内饰件应用场景主要包括安全气囊、杂物箱盖、车门内板、座椅、仪表板、后护板、顶棚、副仪表板等,约占车用塑料总量的50 %左右。塑料内饰件主要强调舒适性、可视性、触感和手感等,除此之外也应满足无特殊气味、不产生易使汽车的玻璃变得模糊的物质、表面污垢易于除去或擦去、阻燃性能好等附件要求。内饰件主要涉及塑料种类包括:PP、ABS、PMMA、PS基复合材料及其相关高分子合金等。
3.功能结构件中的塑料应用
车用塑料功能结构件主要采用具有高强度特性的工程塑料,应用场景涉及到汽车发动机及其周边零件、油箱、方向盘、风扇叶片、散热器水室、空气过滤罩等器件。功能结构件主要涉及塑料种类包括:PA与ABS基复合材料及其相关高分子合金、不饱和聚酯类改性模塑料SMC与BMC等。
环境、资源、能源是我们赖以生存的条件,是人类发展的基本需求。随着社会的发展进步,人类的物质需求日益增大,但自然资源和能源却日渐贫乏。另一方面,物质的消耗所产生的垃圾又对自然环境造成严重污染,威胁到人类的生存。因此,针对废旧汽车,特别是废旧汽车中废塑料进行回收利用,既能降低环境污染风险,还能节省大量的不可再生能源。基于上述塑料制品在汽车中应用的认识可知,虽然塑料应用的种类较多,但主要以几类典型品种的复合材料(及其合金材料)为主。因此,本文以废旧汽车中最为常见的几种典型大宗废塑料为研究对象,分别归纳总结了其近年来的回收利用,特别是高值化回收利用技术。
工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。前者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料;后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料,主要品种有聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物和氟树脂等。
工程塑料的性能特点主要是:
(1)与通用塑料相比,具有优良的耐热和耐寒性能,在广泛的温度范围内机械性能优良,适宜作为结构材料使用;
(2)耐腐蚀性良好,受环境影响较小,有良好的耐久性;
(3)与金属材料相比,容易加工,生产效率高,并可简化程序,节省费用;
(4)有良好的尺寸稳定性和电绝缘性;
(5)重量轻,比强度高,并具有突出的减摩、耐磨性。
工程塑料在汽车上的应用日益增多,主要用作保险杠、燃油箱、仪表板、车身板、车门、车灯罩、燃油管、散热器以及发动机相关零部件等。
发动机配件、水箱配件、空调配件、空滤配件、各种水壶,仪表盘配件、座椅配件、地板配件、顶板配件、档杆配件、方向盘配件、车门内饰件、后视镜以及各种卡扣和固定件,前后车灯、进气格栅、挡泥板、倒车镜。
汽车塑料零部件使用工程塑料的有哪些?
一、尼龙材料(PA)
尼龙主要用于汽车发动机及发动机周边部件,主要品种是GFPA6、GFPA66、增强阻燃PA6等产品。
1、在汽车发动机周边部件上的应用:由于发动机周边部件主要是发热和振动部件,其部件所用材料大多数是玻纤增强尼龙。这是因为尼龙具有较好的综合性能,用玻纤改性后的尼龙,主要性能得到很大的提高,如强度、制品精度、尺寸稳定性等。另外,尼龙的品种多,较易回收循环利用,价格相对便宜等,这些因素促成尼龙成为发动机周边部件的理想选择材料。进气歧管是改性尼龙材料在汽车领域中最为典型的应用,1990年德国宝马汽车公司,首先将以玻纤增强尼龙为原料制造的进气歧管应用在六汽缸发动机上。之后美国福特用玻纤增强PA66制造的进气歧管应用在V6发动机上,紧接着世界各大汽车公司纷纷跟进,改性尼龙进气歧管得到广泛的应用。
2、在汽车发动机部件上的应用:发动机盖、发动机装饰盖、汽缸头盖等部件一般都用改性尼龙作为首选材料,与金属材质相比,以汽缸头盖为例,质量减轻50%,成本降低30%。除了发动机部件外,汽车的其他受力部件也可使用增强尼龙,如机油滤清器、刮雨器、散热器格栅等。
二、聚酯材料(PBT)
在汽车制造领域,PBT广泛地用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等汽车零部件。PBT与增强PA、PC、POM在汽车制造业中的竞争十分激烈,PA易吸水,PC的耐热性耐药性不及PBT。在汽车用途接管方面,由于PBT的抗吸水性优于PA,将会逐渐取代PA。在相对湿度较高、十分潮湿的情况下,由于潮湿易引起塑性降低,电器节点处容易引起腐蚀,常可使用改性PBT。在80℃、90%相对湿度下,PBT仍能正常使用,并且效果很好。
三、聚甲醛材料(POM)
汽车行业是POM材料最大的潜在市场。POM具有质轻、硬度大、耐磨、耐蠕变、耐化学腐蚀性等优点,非常适合制造汽车用的汽车泵、汽化器部件、输油管、动力阀、万上节轴承、马达齿轮、曲柄、把手、仪表板、汽车窗升降机装置、电开关、安全带扣等,尤其是滑块等耐磨零件是改性POM的强项,这些部件对金属磨耗小,减少了润滑油用量,增强了部件的使用寿命。
四、聚碳酸酯材料(PC)
改性PC由于具有优异的耐热性、耐冲击性、刚性和良好的加工流动性,在汽车上主要应用于外饰件和内饰件,仪表板周围部件、防冻板、车门把手、阴流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件、车灯零部件等汽车零部件。
2.塑料的质量比较轻,而且可以造型出比较复杂的外形。
3.现在模具业比较发达,塑料代替钢铁的产品是一个发展趋向。
改性塑料是用于汽车外部结构的主要材料,例如前后保险杠/进气格栅/裙边等部位。
前后保险杠
汽车内部硬件。例如主控台/门板内侧等。
控制台
还有一种情况就是其他内饰用品。主要指pp材质,学名叫聚丙烯。例如抖哈后备箱收纳箱/储物箱:采用牛津布+PP支撑板+减震棉+内衬的结构
抖哈收纳箱/储物箱
1.增韧型 即以弹性体为主增韧的改性PP材料,具有极高的冲击强度和低温韧性,主要用来制造汽车保险杠。
2.填充增韧型 即以无机物填充、弹性体增韧的改性PP材料,具有模量高、刚性及耐热性好、尺寸稳定性好等突出优点,克服了通用PP材料收缩率大、热变形温度低、力学持久性差等缺点,广泛用来制造汽车各内外装饰件,如仪表板、车门内护板、水箱面罩等。
3.填充型 采用高含量无机物填充的改性PP材料,可大大提高通用PP材料的刚性、耐热性及尺寸稳定性,主要用来制造耐高温的非受力结构零件,如护风圈、暖风机壳体等。
4.增强型 玻纤增强PP材料是聚烯烃塑料中强度最高,刚性、耐热性及尺寸稳定性最好的品种,主要用来制造发动机风扇等高强度、高耐热制品。