汽车用改性塑料简介(谷风参考)
汽车用改性PP材料的开发与应用
表１：发达国家汽车塑料品种比较 国 别 塑 料 品 种 德 国 PVC，PU，PP，PE，ABS 美 国 日 本 PU，PP，PE，PVC，ABS PVC，PP，PU，ABS，PE，*FRP
目前，发达汽车工业国家单车PP 材料的用量达到近 40kg，占整车塑料材料应用量的1/3，成为汽车上所有塑 料材料中用量最大的品种。 与汽车工业发达国家相比，我国还存在很大的差距，德 国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%～15%，有 的甚至达到了20%以上。虽然各国使用的塑料品种不尽相同， 但大体相似。
与EPR和TPE共混
EPR ：乙丙橡胶 TPE：热塑型弹性 体
增强：玻璃纤维 增强PP
２.3机械共混改性法——最常见的改性方法
机械共混改性法——利用溶度参数相近的两种或两种以上 的聚合物材料及助剂在一定的温度下进行机械掺混，得到 一种新材料的方法。 优点：投资少、见效快，材料性能设计自由度大 PP 材料的共混改性：
表4 ：国内引进车型典型零件用改性PP 材料技术要求 项 目
拉伸强度 弯曲强度 弯曲模量
单 位
MPa MPa MPa
保险杠
15 20 900 350 =4级 ——
仪表板
20 25 1800 120 =4级 ——
护风圈
25 40 2500 30 —— 无粉化、龟 裂等异常
发动机 风 扇
50 70 4000 80 —— 无粉化、龟 裂等异常
4.3 改善大型塑料制品用材料的加工工艺性
降解母粒的用途——化学调节法提高材料流动性 P P 材料在改性过程中加入了相当数量的橡胶增韧剂及 无机填充物，造成材料的流动性大幅度下降，而仪表板、 保 险杠等制品体积大、形状复杂、模具流程长，要求材料具 有 良好的流动性。 在共混物中加入经过氧化物处理过的降解母粒，既可保 降解母粒的作用原理： 证材料的力学性能，又可提高材料的流动性。 过氧化物是PP 塑料常用的分子量调节剂，其作用是切 断较长的PP 分子链，使PP 发生部分降解，并使分子量分 布变窄，从而改善共混物的流动性。通过上述方案的采用， 使得仪表板、保险杠等零件用材料的流动性大大提高。
第50问：五大工程塑料在汽车领域有哪些应用？
第50问五大工程塑料在汽车领域有哪些应用？工程塑料用于汽车的主要作用是使汽车轻量化，从而达到节油高速的目的。
发达国家将汽车用塑料量作为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志，世界上汽车塑料单用量最大的是德国，塑料用量占整体材料的15%。
近年来我国汽车产业发展迅速，目前汽车年产量超过2702万辆，按照国外塑料用量预测，汽车行业年用改性塑料在350万吨以上，这其中工程塑料占了很大一部分比例，五大工程塑料性能特性各不相同，在汽车上的用途也各有偏重。
一、尼龙PA:尼龙主要用于汽车发动机、马达转子及发动机周边部件，主要品种是PA6+GF、PA66+GF、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、尺寸稳定性等均有很大的提高。
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在汽车中最为典型的应用，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；以后美国福特与杜邦公司合作，共同用玻纤增强PA66制造的进气歧管应用在V6发动机上，以后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。
尼龙的韧性、化学惰性、耐热性和低重量特定是其在汽车配件领域能够替代金属和其它塑料。
通过变化增强等级和聚合物化学性质，树脂生产者可以为指定用途设计配方。
与尼龙相比，热固性聚合物在某些汽车配件领域依然具有相当的竞争力，尤其是在北美。
汽车常用通用塑料、工程塑料和特种塑料一览
汽车常用通用塑料、工程塑料和特种塑料一览塑料种类繁多，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。
01、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），都是热塑性塑料。
1、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%。
PP收缩率为1.0-3.5%，合适的薄厚为1.5-2.5mm。
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。
2、PE聚乙烯，最轻的塑料之一，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。
收缩率1.5——4.0%，合适的薄厚1.0-2.5mm。
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。
3、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。
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。
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。
改性塑料在汽车中的应用前景广阔
三 、聚 碳 酸 酯 （ Ｃ ） Ｐ
酯 （ Ｃ）用 于汽车车 窗 ，而Ｐ 在汽 车 内饰￣ ＃ 装件 罩、前灯玻璃 嵌槽 、尾灯 壳等零部件 ，也适合制造连 Ｐ Ｃ ＨＩ －
中的应 用 更 是 相 当广 泛 。
（ ）Ｐ ／ ＢＳ 金 是 最 适 合用 于 汽 车 内 装 件 的 材 １ ＣＡ 合
相对湿度 下，Ｐ Ｔ Ｂ 仍能正常使用 ，并且 效果很好 。 其 中Ｐ ＴＰ 合 金，在 高级轿 车 中应用最为广泛 ； Ｂ ／Ｃ 沙伯创新 塑料更是将Ｘｅ ｏ 聚酯合 金用 于汽车 。它 的 ｎｙ 耐热性好 ，耐应 力开裂 ，具有优 良的耐磨 ，耐 化学腐 蚀性，低温冲击 强度 高 ，易加 工和 涂饰性好 ，主要应 用 于 高档 轿车 保 险杠 ，车底 板 ，面 板和 摩 托车 护 板
Ｐ Ｏ／ＢＴ 金 的 热 变 形 温 度 高 ， 对 水 分 敏 感 度 Ｐ Ｐ 合
性 和 对 覆 盖 膜 的 黏 附性 ， 因此 用 Ｐ ／ Ｓ 金 制 成 的 小 ，是制造汽车外板 的理想材料 。 Ｃ ＡＢ 合 仪 表 板 无 需 进 行 表 面 预 处 理 ，可 以直 接 喷 涂 软 质 面 漆 汽 车 行 业 的 发 展 的方 向是 高 档 次 、 微 型 化 、 轻 质
等。
轮 、滑块等耐磨零件是 改性Ｐ Ｍ的强项 ，这些部件对 Ｏ 金属 磨耗小 ，减 少了润滑油用 量 ，增强 了部件 的使用 寿命 ；因此可 以广 泛替代铜 、锌等金属 生产 轴承 、齿 轮 、拉杆 等 。Ｐ ＯＭ生产 的汽车部件 质轻 ，噪声低 ，成
汽车常用通用塑料特性12 29
材料名称
序号材料特性
1定义
2结构
3分子量
4按结构不同的分类（3种）4.1等规PP的特点
4.2间规PP的特点
4.3无规PP的特点
5材料性能
5.1物理性能
5.1.1外观
5.1.2密度
5.1.3吸水性
5.1.4成型收缩率
5.7.5填充，增强改性
5.8材料的分类和命名5.8.1材料的分类表1-1 5.8.2材料性能表1-2
5.8.3命名（英文缩写）5.9特征单元
5.9.1填料和增强材料代号表1-8
5.9.2填料和增强材料质量含量代号表1-9
聚丙烯
序号
由丙烯聚合而得的结晶性
1
高分子化合物
2
10—50万3
等规，间规，无规4高结晶度（约60%）、高韧性、高熔点，目前生产的PP占95% 4.1
介于等规与无规之间 4.2
熔点、硬度及刚性都较低，像未硫化的橡胶，分子排列缺乏
规整性，不能结晶
5
5.1
白色蜡状材料 5.1.1
0.9~0.91g/cm3 5.1.2
<0.02% 5.1.3
1.0%-
2.5% 5.1.4
填充滑石粉、云母、碳酸钙、玻璃微球可以提高耐热刚性，尺寸稳定性、填充玻璃纤维（表面处理）可以提高耐热刚性，尺寸稳定性，耐蠕变性，机械强度等。
PP
汽车常用的通用塑料特性
物
5.8
3
-5/℃。
汽车设计中常用塑料材料
汽车设计中常用塑料材料随着技术的不断发展，汽车行业已经成为一个集成了各种高科技材料的行业。
在大量的汽车零部件中，有一种材料被广泛应用于汽车设计中，它就是塑料。
在汽车设计中，塑料材料被使用在几乎每个零部件中，如内饰、外饰、发动机舱、悬架、电路和传动系统等。
下面将进一步探讨汽车设计中常用的塑料材料。
1. 聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯（PVC）是一种结构紧密、热稳定和具有较高强度的塑料材料。
它制造的汽车内饰和外观部件可以轻松地模塑成各种形状、大小、颜色和纹理，从而实现多样化和个性化的设计。
同时，PVC具有极高的可加工性，可以通过注塑、挤出和吹塑等方式制作出各种形状的零部件。
2. 聚丙烯（PP）聚丙烯（PP）是另一种常用的塑料材料，具有很高的强度、坚固和耐用。
汽车行业中常用的免漆树脂产品就是以聚丙烯为基础材料的。
它制造的汽车零部件相对轻便，具有优异的耐水性和耐腐蚀性，可以抵御恶劣环境和恶劣的天气条件。
3. 聚酰胺（PA）聚酰胺（PA），也称为尼龙，是一种环保、容易加工、机械性能好、密度低的材料，经常用于制造汽车中的管上和配水等零部件。
它具有耐高温、抗磨损、抗冲击和抗裂纹的优点，被广泛应用于制造汽车的轻型零部件。
4. 聚碳酸酯（PC）聚碳酸酯（PC）是一种高透明、硬度大、韧性好的塑料材料，可以用于制造汽车的前挡风玻璃、侧窗玻璃以及车顶等大型玻璃制品。
它抗紫外线，抗高温，同时还有优异的机械强度和冲击性能，适用于汽车冲击防护件的制造。
5. 聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯（PS）是另一种常用的塑料材料，具有良好的刚度和热塑性。
它可以用于汽车发动机舱盖和后备箱盖等车身零部件的制造。
聚苯乙烯还可以制成各种汽车饰条、接头和灯罩等配件，使汽车的外观更具美感和时尚感。
总之，塑料材料在汽车行业中的应用越来越广泛，为汽车设计带来了更多的灵活性和色彩变化，同时也便于推动环保理念的实践。
汽车制造商和设计师可以借助这些塑料材料来创造更轻、更安全、更耐用和更美观的汽车。
汽车用改性尼龙的简介资料文档
2. 改性尼龙在汽车中的应用
2.1汽车内饰件
内饰件是集安全性、功能性、舒适性与装饰性於一身的部 件，采用塑料材料（取代金属材料）可减轻重量，降低成 本，改进设计的柔韧性和零部件的集成度，提高安全性。
汽车座椅滑块、仪表板、天窗折板等
PA/ABS材料由于其独有的哑光特 性和其他极佳的性能优点，可以带 来表面柔和的哑光效果，这是其他 材料所不具备的。PA/ABS材料独 有的哑光性为免喷涂提供了必要条 件。
相容剂常采用EPDM-g-MAH、GMA、SBS或SEBS-g-MAH， 较新的相容剂是环氧化的EPDM。
相容剂改性效果：EPDM-g-MAH>EPR-g-MAH>SEBS-gMAH >ULDPE-g-MAH。
EPDM-g-MAH与PA6的共混物的缺口冲击强度在室温下 可达到1130J／m 提高阻燃性
提高力学性能
改善低温脆性
降低成本
3. 汽车用尼龙的改性
PA树脂的改性主要有： ①化学改性方法，通过共聚、接枝，交联等化学 方法改善性能； ②物理改性方法，不同品种PA之间共混、与其他 聚合物共混、纤维增强、无机填料填充、分子复 合以及加入各种助剂等方法，提高和改进PA的综 合性能，
汽车用改性尼龙简介
1. 尼龙的结构与性能特点
1.1 尼龙简介
聚酰胺（俗称尼龙）是指分子主链上含有 酰氨基团（-NHCO-）的高分子化合物。英文为 polyamide，缩写为PA。
聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料，尼龙 （Nylon）的俗称就是来自与此。尼龙的最早发 明商——美国杜邦公司曾宣传：尼龙比蜘蛛丝还 细、比钢铁还强。
1. 尼龙的结构与性能特点
1.4 尼龙性能特点
PA为白色至淡黄色的颗粒； PA的密度为1.10～1.16g.cm-3。 制品坚硬有光泽；有自熄性； PA的吸水率很大：基本随酰氨基团的密度增大而增大。
车用改性塑料-汽车内饰件中的应用分析
车用改性塑料-汽车内饰件中的应用分析来源：未知作者：汽车环境网人气：195 发布时间：2016-03-23摘要：车用改性塑料-汽车内饰件中的应用分析改性塑料作为最重要的汽车轻质材料，不仅可以减轻零部件约40%的质量，还可以使采购成本降低40%左右，因此，近年来改性塑料在汽车上的用量迅速上升。
主要品种有PP、PS、ABS、PU、PVC、PE、SAN、SMA等。
车用改性塑料内饰车用改性塑料-汽车内饰件中的应用分析改性塑料作为最重要的汽车轻质材料，不仅可以减轻零部件约40%的质量，还可以使采购成本降低40%左右，因此，近年来改性塑料在汽车上的用量迅速上升。
主要品种有PP、PS、ABS、PU、PVC、PE、SAN、SMA等。
车用改性塑料内饰应用- 仪表板欧洲汽车的仪表板一般以ABS/PC及增强PP为主要材料；美国汽车的仪表板多用苯乙烯/顺丁烯二酸酐SMA，这类材料价格低，耐热、耐冲击，具有良好的综合性能；日本汽车的仪表板曾采用过ABS和增强PP材料，目前则以玻璃纤维增强的SAN为主，有时也采用耐热性更好的改性PPE。
随着电子技术的应用，高度的控制技术、发动机前置前轮驱动汽车操纵系统以及其它中央控制系统等将被集中在仪表板周围，因此，由纺织物来取代目前在聚氨酯发泡体表面覆盖的聚乙烯表皮将成为可能。
目前，我国使用的硬仪表板常被用在轻、小型货车、大货车和客车上，一般采用PP、PC、ABS、ABS/PC等一次性注射成型。
这种仪表板表面有花纹，尺寸很大，无蒙皮，对表面质量要求很高，对材料的要求是耐湿、耐热、刚性好、不易变形。
但由于这种仪表板通常采用多点注射成型，易形成流痕和粘接痕，同时添加色母不均，容易产生色差，因此表面需经涂装后才能使用，且最好选用亚光漆涂装。
另外，由于高档仪表板追求质感，所以在仪表板表面做一部分桃木饰纹将是一种发展方向。
车用改性塑料内饰应用- 车门内饰板车门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、发泡和表皮革构成。
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PE
PPO
POM
聚氨酯 PA PC 聚酯
经验学习
4
汽车用PP塑料的特点
• 用量最大：约占汽车所用塑料总量的20%左右，其主要 原因是再生性、降低汽车重量和生产成本，同时具有良好 的加工性能（MFR 0.3-50）；
• 主要的品种有：填充改性、普通型、增强型和橡胶增韧型。
• 1980年美国一台汽车的PP用量为18kg，1990年便增至 31kg，欧洲约20kg，其中意大利Fiat Ritma高达25kg， 日本平均每台汽车用PP量最高，居世界首位。现在全球汽 车用PP用量正以7.5%/年的速率增长，北美汽车用PP呈 直线上升。
• 大量使用塑料：比强度高，耐磨，抗腐蚀性绝缘 性好，能耗低及噪音小等许多优点。主要品种有： PP、PU、苯乙烯类（ABS，PS，SAN，SMA）、 PVC、PE
• 汽车用塑料量：约占塑料总消耗量的8%左右， 约占汽车总重量的10%
经验学习
3
世界汽车用塑料分布情况
PP
PVC
热固性复合材料 ABS
其它
48 58 -5
经验学习
嵌段共聚PP 0.90 29.0 1350 40 500 62 -30
12
TL 52283
用途 填料用量 比重 布氏硬度，MPa 拉伸强度，MPa 断裂伸长率，%
缺口冲击韧性
弯曲强度，MPa -40±1℃ -23±2℃ 80±1℃
无尾标
规格A
规格B
仪表板
侧护板
镶嵌条
23±3
橡胶用量
熔体流动速率 (230℃×2.16kg) 密度
g/10min g/cm3
模具收缩率
%
屈服强度
MPa
弯曲强度
MPa
弯曲模量
MPa
Charpy U冲击强 度
球压痕硬度
kJ/m2 MPa
热变形温度
℃
5 8.96
1.05 1.0 25.6 40 2050 7.5
57 57
10 7.72
1.05 0.92 23.3 36.2 1830 14.3
TL 52035 保险杠材料
无尾标
规格A
规格B
汽车类型
Golf A2 A3
T4
Golf A4
填料用量
10±2
比重
0.87-0.92
0.89-0.93
0.95-1.0
布氏硬度，MPa
28±4
50±5
28±4
拉伸强度，MPa
12.0
18
12
断裂伸长率，%
100
100
20
缺口冲击韧性
不断裂
不断裂，允许部分断裂
• 提高刚性：滑石粉填充，玻璃纤维增强 • 增加韧性：橡胶（PP+EPDM) • 填充增韧：刚、韧平衡 • 提高热氧老化性能：抗氧剂 • 提高抗紫外线性能：耐候 • 改善加工性能：
经验学习
7
橡胶用量的影响
• 韧性增加 • 刚性降低 • 强度下降 • 硬度下降 • 耐热性下降
经验学习
8
橡胶增韧滑石粉填充PP
CH2CH2 n
经验学习
15
ABS塑料
• 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物
CH2 CH CH2 CH CH CH2 CH2 CH CN
ABS是指聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝 共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物（SAN）的掺混物
组成：
A代表丙烯腈，提供耐化学性和热稳定性；
B代表丁二烯，提供韧性和抗冲性；
汽车用改性塑料简介
经验学习
1
讲课提纲
• 汽车用高分子材料简介 • 汽车零部件用高分子材料特点：选材依据 • 汽车内饰颜色控制技术 • 各大汽车公司材料标准对比 • 普利特公司简介
经验学习
2
汽车工业发展趋势
• 减轻汽车重量和能源消耗：塑料的密度小
• 降低汽车生产成本：塑料材料的易加工性（挤出、 注塑、吹塑、压延、模压、气辅成型）
0.3 0.5 1.0 4.0 8.0
-25 -25 -20
-8
-3
35
35
20
10
7
70
70
70
80
85
经验学习
11
PP品种的影响
PP品种 密度，g/cm3 拉伸屈服强度，MPa 弯曲模量，MPa 洛氏硬度，R Izod缺口冲击强度，J/m 热变形温度（1.82MPa），℃ 脆性温度，℃
均聚PP 0.903 37.0 1900 102
S代表苯乙烯，赋予刚性和易加工性
经验学习
16
ABS的改性
• 抗冲改性：通用ABS ＋橡胶 • 耐热改性：Vicat 95-120℃，改变苯乙烯
成分（α-MS, SMA, SMI, NPMI) ; PC/ABS • 电镀级：高抗冲击，橡胶相粒径较大，分 布均匀，流动性高
• 抗紫外：本公司核心技术
经验学习
弯曲强度，MPa
-40±1℃
18-63
27-62
18-70
-23±2℃
> 18
> 27
> 18
80±1℃
>6
>9
>9
耐热老化性（150℃）
> 200经验学习 > 200
> 200 14
聚乙烯
• HDPE: 0.941-0.965 吹塑成型 • LDPE: 0.91-0.925 • LLDPE • MDPE: 0.926-0.940 • UHMWHDPE(大于150万)
36 48.5
DIN 53456 ISO 75/A
9
填料的作用
降低成本 增加刚性：弯曲模量 降低收缩率；减少制品翘曲；增加制品尺 寸稳定性 其它：电性能、磁性能、阻燃性、导热性
经验学习
10
改性PP的性能：主要受PP分子量的影响
聚丙烯品种 MFR 脆化温度，℃ Charpy冲击强度
混浊度，%
嵌段共聚PP
• PP与ABS竞争：内装饰件，如仪表板、中柱。主要原因： 价格及回收性
经验学习
5
聚丙烯
• PP（等规度）：无规（APP），均聚(IPP, 通用级，高结晶级)，嵌段共聚（C2,BPP， 通用级/高结晶级）
• 改性PP的性能：主要受PP分子量和PP品种 的影响
CH2 CH
经验学习
CH3 n
6
聚丙烯的改性
51 54.5
经验学习
15 7.9
1.05 0.87 21.2
31 1520 18.6
41 53.5
20 测试标准 7.8 ISO 1133
1.05 0.81 18.4
26 1240 25.9
ISO 1183 PRET方法 DIN 53455 DIN 53452 DIN 53452 DIN 53453
29±3
26±3
1.09±0.01
1.13±0.01
1.10±0.01
38-45
50-56
43-48
13.0
18
15
20
20
20
不断裂，允许 不断裂，允许部分断 不断裂，允许
部分断裂
裂乃至铰链式断裂 部分断裂
22-80 > 22 >9
经验学习
29-90 > 29 > 12
23-75 > 23 > 9 13
17
特殊ABS
• ASA：丙烯酸酯胶乳； • AES：三元乙丙橡胶胶乳； • ACS：氯化聚乙烯胶乳 • 透明ABS：MABS和MBS，主要用甲基丙