塑料在汽车上的运用现状

塑料在汽车上的运用现状

摘要：随着汽车行业在我国的飞速发展，车用材料越来越多，尤其是非金属材料中的塑料。塑料的成本低，制造相对方便，使得汽车的内饰、外饰和某些零部件呈现塑料化，运用程度快速增加。塑料的优点显著，在汽车上的运用广泛，因此它在车用材料中占有不可替代重要的地位。

关键词：汽车；塑料；优点；应用

论文主题：

0、引言：随着经济的发展，汽车的普及率越来越高，并越来越显现其在国民经济发展中的重要作用。如今人们生活水平不断提高，人们对汽车提出了更节能、更美观、更环保、更舒适即更安全可靠等越来越多的性能要求，因此要求汽车具备更多更实用的功能。塑料因其具有质轻，性能优良，耐腐蚀和易成形加工等优点，使其在汽车材料中的应用比例不断增加。塑料部件的大量应用，显著减轻了汽车的自重，降低了油耗，减少了环境污染，提高了汽车的造型美观和设计的灵活性。如今，汽车塑料化已是一个国家汽车工业技术水平的重要标志之一。

1、车用塑料的优点：

1.1 密度小、质量轻

轻量化是汽车追求的目标，塑料在此方面可以大显其威。一般塑料的密度在0.9~1.5kg/cm3之间，是铝的1/2,纤维复合强度密度也不会超过2.0kg/cm3，应用塑料是减轻车体质量的有效途径。每100kg的塑料可代替其他塑料200~300kg，可减少汽车自重，增加有效载荷。

1.2 塑料的抗冲击性、柔韧性优良

耐磨、避振，能吸收大量的碰撞能量，能对强烈撞击有较大的缓冲作用，能对车辆和成员起到保护作用。因此，现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前、后保险杠、车声装饰条都采用塑料，以减轻物体对车身的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的能力，可以提高乘坐的舒适性。

1.3 比强度高

工程塑料的比强度是材料中最高的。如玻璃纤维增强的环氧树脂（玻璃钢）其比强度比刚高2倍左右。通过不同组分搭配的复合材料有含硬质金属的颗粒复合材料，有以夹层板材和树脂胶合纤维为主的层板复合材料和以玻璃纤维、碳纤维为主的纤维复合材料，这些复合材料具有很高的机械强度，可以代替钢板制作车身覆盖件或结构件，减轻汽车的质量。

1.4 耐化学耐腐蚀，局部受损不会腐蚀

塑料对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀具有很强的抵抗能力。其中聚四氟乙烯是化学

性能最稳定的材料（俗称塑料王），把他放在浓硫酸中煮沸也不起变化。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板，如果用塑料做车身覆盖件，十分适宜在污染较大的地区使用。

1.5 电绝缘性和绝热性优良

塑料是热的绝缘导体可与陶瓷、橡胶等绝缘材料相媲美。

1.6 设计自由度大

外观多样，可制成透明、半透明和不透明的制品，表面可制作具有特色的花纹。1.7 着色性良好

可按需要制成各色各样的颜色:塑料中添加不同的材料和增塑济，可适应车上不同部件的用途要求。例如保险杠要有相当的机械强度，而坐垫和靠背就要采用柔软的聚氨酯泡沫塑料。塑料可以通过添加调色剂形成不同颜色，可以省去喷漆。

1.8 成型加工性优良

复杂形状的制品可一次成型，能采用各种成型方法大批量生产，生产效率高，成本低。大量使用会引起传统系统汽车零部件生产工艺（如大规模冲压、焊接）改变和生产设备（如冲、锻、车、削、磨等）变革[1]。

2、塑料在装饰上的运用：

我们在选择汽车时，不仅重视汽车的性能，同时也很重视汽车的装饰。一辆汽车最容易出彩的是内饰件，因为汽车的外观是给别人看的，而人们真正享受的是汽车的内饰，内饰强调触觉、手感、舒适性和可视性等。内饰产品主要包括以下几个方面：2．1仪表盘

目前使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板两种。硬质的一般在轻、小型货车上使用，经一次注射而成。这种仪表板尺寸很大，无蒙皮，表面质量要求很高，对材料要求耐湿、刚性。由于多点注塑成型，易形成流痕和熔接痕，一般表面需经涂装才能使用。材料可用MPPO、ABS等。软质仪表板由表皮、骨架材料、缓冲材料等组成。骨架材料的选用不同厂家有所不同，有的采用硬纸板、木材，有的采用PC/ABS合金，还有采用钢板作骨架材料，也有用ABS、GFAS 等。表皮材料，如桑塔纳、捷达、富康轿车等采用PVC/ABS合金片材，并带皮纹，以骨架为内模，用真空吸塑法将表皮材料敷在骨架上，形成一层既美观又有良好手感的表面。

2.2车门内板

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。以红旗轿车和奥迪轿车为例，车门内板的骨架部分由ABS 注塑而成，再采用真空成形的方法，将衬有PU发泡材料的针织涤纶表皮复合在骨架上形成一体。最近开发成功的低压注射—压缩成型方法，是把表皮材料放在还未凝固的聚丙烯毛坯上，经过压缩，压成为门内板。表皮材料为衬有PP软泡层的TPO，这类门板易回收再生。中低档轿车的门内板，可采用木粉填充改性PP板材或废纤维层压板表面复合针织物的简单结构，即没有发泡缓冲结构。

2.3方向盘

方向盘一般采用自结皮硬质PU泡沫材料高压或低压发泡而成。方向盘结构要求挺拔、坚固、轻便、外韧内软，并能耐热、耐寒、耐光、耐磨。因此，包覆物多用改性P P、PVC、PU、ABS等树脂，骨架一般选用钢骨架与铝压注而成，考虑到轻量化，现在也有用玻璃纤维增强PA替代铁芯的趋势。为了追求豪华、舒适、手感好，现在的方向盘表面部分增加了桃木饰纹或真皮包皮等。2．4顶棚、把手

顶棚由基材和表皮构成。基材要求轻量、高刚性、尺寸稳定、易成型等，一般使用热塑性聚氨酯发泡内材，PP发泡片材，玻璃纤维瓦楞纸，蜂窝状塑料带等。表皮材料可用织物、无纺布、TPO、PVC等。门内手柄，不仅是启闭门的功能件，而且也是装饰件。一般以ABS、改性PP等材料制成。每扇门有上下2根门槛饰件，一般用ABS经注射而成，带皮纹。

当然，塑料在汽车内饰的应用远不至于此，在此就不一一列举。

3塑料在汽车零部件上的运用

除了内饰件和外饰件外，其他不少车用零部件也开始实现塑料化，典型件如：发动机及其周边零件、燃油系统、汽车底盘、汽车门锁和汽车轮胎等。

3.1发动机

塑料在制造汽车发动机上起着重要的作用，从空气吸入系统到冷却系统，再到发动部件，塑料使发动机系统更易设计，更易组装及质量更轻。发动机周边零件塑料化比内外饰件晚20年左右，究其原因是发动机罩内环境苛刻的影响所致。发动机周边部件通常要耐-40~140摄氏度环境温度、耐沙石冲击、耐盐雾腐蚀及各种油和洗涤剂，因此对其使用的塑料性能提出了更高的要求，目前用得最多的材料是玻璃增强PA[2]。

3.2暖风机、空调

暖风机、空调是汽车重要的功能件，其总成大部分是由塑料注塑或吸塑而成。以斯太尔王暖风机、空调为例，其塑料件约重6 Kg，其上、中、下壳体由PP+20%玻璃纤维增强注塑而成，暖风管是由LDPE吹塑而成，转动板、臂、拨叉、齿轮等连接件则是由增强PA66注塑而成。燃油箱及燃油管燃油箱是汽车中重要的安全部件之一，具有单层或多层复合结构，要求其材质具有耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐大气老化、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，以适应抗冲击、抗渗漏、阻燃、防爆等方面的要求，因此塑料燃油箱通常采用HMWHDPE基材，并辅以粘接和阻隔性材料吸塑而成，其箱体内壁要用不同的方法进行表面处理。

4、塑料在汽车安全方面的应用

4.1保险杠

目前，国外中高档轿车的保险杠已采用PC/PBT合金制造，因为此材料不仅机械性能高，特别是冲击强度比PP制保险杠高出许多。如GE公司的Xenoy-XT适合于制作汽车保险杠。它不仅能承受碰撞，保险杠与车体组装后一起涂装(以使保险杠与车体保持同一色泽)时，能耐155℃/30min的烘烤干燥。拜耳公司、巴斯夫公司也都有用于保险杠的品种。巴斯夫的Ultrablend，不仅具有PBT 的耐化学药品性、耐油性及流动性，又具有PC的低温韧性，耐热性及高的机械性能(尤其突出的高抗冲击性)，已经大量用于制造保险杠。此外还有热塑性弹性体TPE，它在常温下具有橡胶特性，在高温下能塑化成型，用通用的塑料机械可以加工成各种零件。

4.2燃油箱

燃油箱是汽车中重要的安全部件之一，有单层或多层复合结构，要求其材质具有耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐老化、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，以适应抗冲击、抗渗漏、阻燃、防爆等方面的要求。