气囊材料

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随着国民经济的持续增长和消费结构的升级，汽车工业作为支柱产业发展很快，特别是轻、小型汽车的安全行驶已经成为汽车生产厂家和广大乘员关注的热点。汽车安全气囊就是随着这个热点应运而生的新生事物，现代汽车装用安全气囊系统也越来越普及。而在汽车安全气囊织物市场，广泛使用的安全气囊丝有聚酰胺和聚酯两种纤维，聚酰胺66以其强度高、耐老化性能优异、耐高温、可纺性好等性能，已成为安全气囊丝的首选材料，比率已超过90％。但是纺制气囊丝所需尼龙66树脂全部依赖进口，这不仅严重阻碍了中国汽车安全产业的发展，而且还花费了大量外汇，升高了生产成本。为了实现气囊丝专用尼龙66树脂的国产化，促进国内汽车安全产业链的快速发展，平顶山神马工程塑料有限责任公司通过市场调研、技术交流及查找相关资料，在充分利用成熟的连续、间歇两种聚合生产经验和优良技术资源的基础上，自主开发了气囊丝专用尼龙66树脂FYR32K的一种生产方法，在添加助剂KI、CU(AC)2的基础上，添加了一种新型的助剂N，N'-取代－1，3－苯二甲酰胺衍生物。此助剂与尼龙66分子链形成氢键，使尼龙66分子链结构排列的对称性和规整性受到破坏，增加了分子间作用力，聚合物分子量分布更趋于合理，改善了后加工的流动性和可纺性，提高了产品的机械强度；公司又经过多次工艺配方的筛选、生产工艺优化及在下游客户试纺，FYR32K产品最终研制成功，其主要技术性能指标达到国外或优于国外公司同类产品，能够

满足纺制气囊丝的需要，可以替代进口。该项目投入正常生产后，产品质量稳定。与国外同类产品相比，可纺性优良，纺丝后经纬纱挑出率达到80%以上，丝束的断裂强度达到9.3g/d，断裂伸长率、干热收缩率等指标达到或优于国外同类产品，能够满足纺制气囊丝的需要，完全可以替代进口，打破了国外该类树脂独霸中国市场的局面，填补了国内空白，经济效益和社会效益显著。2008-2009年累计产销该产品2100余吨，新增产值5600余万元，取得很好的经济收益。预计2010年销量将达到2000吨左右。检索查新结果显示，国内未见与该项目技术特征相同的文献报道。2009年元月14日通过河南省科技成果鉴定，鉴定结果显示，由平顶山神马工程塑料有限责任公司自主完成的气囊丝专用尼龙66树脂FYR32K研制与开发属国内首创，产品已达国际先进水平。

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PLZIV型车用吸能释能缓冲方法及装置，较好地解决了汽车撞车时保车护人的世界性技术难题，是一项具有突破性和独创性的发明。该方法及装置已获得中、美、德、日、法、英、俄、加、韩等国的专利证书。(1)汽车的速度与安全如何解决速度与安全的矛盾?如何提高汽车安全性能，采取防护措施，保车护人，避免和减小车祸造成的危害，是汽车制造业和相关科研部门都试图努力解决这一重大课题。(2)保护措施的有益尝试和初步成果不是①装置安全带这是国内外早已普遍采用并立法确定的一种安全保护手段，但保护功能有限，背上安全带而仍车毁人亡的车祸屡屡发生。②增大保险杠和大梁强度并寻找最

佳力学结构设计撞车时，靠保险杠和车头自身的压缩变形来抵御和吸收一部分冲击能量，争取减少对人的伤害，但效果并不明显。②悬挂缓冲器有一定的保车护人功能，但缓冲器挂在车头前面，常影响驾驶，反而容易发生事故，且有伤大雅，难为人们接受，因而未能在实际中采用。④装安全气囊撞车瞬间，气囊立即腾出并充气，使人得到较好的保护。这是当前护人效果最好的汽车安全装置，很多发达国家生产的新型汽车均予采用，美国一些保险公司还降低了有此装置的汽车的保险费用。其缺陷是：只能护人不能保车：各种不同的车型和车的新日程度对气囊传感器的灵敏度要求均有不同，灵敏度的尺度很难掌握，调的太低，撞车时气囊腾不出来，调的太高，车稍有震动气囊即腾出，甚至还发生将小孩憋死的事故；气囊只能一次性使用；废弃气囊会污染环境，破坏臭氧层。(3)崭新的理论和独特的设计张宁提出了一种“冲击能量吸收并同步释放”的减振缓冲理论，并研制发明了PLZIV型车用吸能释能缓冲方法及装置。这一装置由支撑系统、缓冲系统、吸能系统、释能系统等组成；一部分装在保险杠里，一部分装在底盘下。它的主要特点是：①在撞车瞬间，该装置的支撑力大于或等于冲击力；能达到和完成多级缓冲；能将相当部分的冲击能量吸收并同步释放，从而有效地减振缓冲，起到很好的保护作用。②既保护人，又保护车。③复用系数高，撞车后一般不需更换，可反复使用。

④不影响汽车外形。⑤材料易得，生产工艺简单，除模具需较大投资外，其它方面成本较低。⑧装配维修均方便，既可与汽车生产线匹配，又可自行装换。⑦该理论和方法还可应用于直升飞机的抗坠毁和车载

火炮、坦克后座力的吸收等领域。(4)可喜的中试效果PLZIV型车用吸能释能缓冲装置已装在国产吉普车上进行了多次载人撞车试验，成功完成了该装置原理性的中间试验。试验中，驾驶员不戴头盔，不系安全带，不穿防护服；车速从每小时20公里逐级增至50公里，每个速度撞车若干次。在不同车速的多次撞车中，驾驶员的自我感觉始终良好，数次时速40-50公里撞车后的反映是“比乘公共汽车时的急刹车的前冲力还小”；过后亦无任何不适反应。从置于驾驶员旁的模拟人上侧得的受力情况是：头部的加速度值为13G，胸部的加速度值为12G。用于试验的数辆吉普车，均经受多次撞车，除一辆外，均仅车前盖和保险杠有极轻微的损伤，不需修理即可继续行驶进行试验。整个载人撞车试验结果表明，该装置的吸能释能缓冲效果较为理想，能有效地起到保车护人作用，明显优于前述几种保护装置和措施。2前景和市场预测：从市场调查的情况看，该装置的前景是十分可观的。在美国，装安全气囊需多花近干美元，人们为了保护生命不去计较价格而争相购买。据报道，美国装有安全气囊的汽车，92年销售了50余万辆，93年则猛增至300多万辆，目前已有数千万辆。由此可见人们对生命的珍惜和对汽车有效防护装置的渴求。由于PLZIV型车用吸能释能缓冲装置比安全气囊有更为优越的安全保护性能和更为便宜的造价，可以预见，该装置有着不可估量的市场前景和经济效益。仅以美国国内现有车辆的1%采用该装置作效益分析：以美国现有的1.7亿辆车计算，每年改装其现有车辆的1%，该装置售价为700美元，则：1.7亿辆÷100＝170万辆；收入：700美元×170万＝11.9

亿美元；装配费每辆20美元，则：20美元×170万＝3400万美元；利税为：(11.9亿＋0.34亿)×25%=3.06亿美元。3原材料及工艺：该吸能释能缓冲装置的主要原材料为金属和高分子材料。加工工艺可根据生产厂家的设备配置、工艺路线而有不同的选择。现以其中的一种工艺为例：下料—焊接—机加—抛光—检验—装配，注塑或模压—清理—检验—装配—总装—检验—包装，专用设备加工—清理—检验—装配。4生产实体模式及效益分析：生产实体规模及方式是关系到产品的产量、质量、交货期、投资额以及经济效益的关键问题。因此，应使产品的产量、质量、交货期及投资额有较佳的组合。现以年产该装置30万套的生产规模，拟出如下方案，供参考：(1)主要设备：①剪板机2台；②车床15台；②刨床8台；④钻床10台：⑤冲床8台；⑧锯床5台；⑦磨床5台；⑧货车l0辆；⑨专用生产设备5套；⑩注塑机12台。(2)生产面积：20000平方米；辅助面积：4000平方米。(3)电力：5000kVA。(4)设备投资：22000万(估算)；流动资金：30000万；产值：165000万/年；利税：41353.17万/年。(5)人员编制：(6)经济核算①生产总成本分析②产品销售价：5500元/套⑤销铝费(5%)：8250万④税金：(165000万-94800万)/1.17×17%＋(3l153.17万×33%)＝10200万＋-10280.55万＝20480.55万⑤利润：165000万-115396.83万-8250万-20480.55万＝20872.62万⑧投资收益率：A、全部投资收益率：＝41353.17/52000＝79.53%B、自有资金收益率：＝20872.62/52000＝40.14%C、返本期：＝52000/25272.62＝2.058(年)。