随着工程塑料的优点越来越被汽车业界认识和接受,工程塑料在汽车中的应用近几年大幅增长。发达国家将汽车用塑料量的多少作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。
中国已经成为世界汽车生产和消费的大国,还要进一步发展成为世界汽车生产基地,就必然要快速发展包括汽车塑料件在内的汽车零部件工业。
一、塑料在汽车中的应用概况
受到能源危机的威胁,世界各国的汽车工业都在为汽车轻量化做各种努力。此外,消费者在需求层次、需求结构、需求品位的提高,以及轿车的乘坐舒适性、安全性、环保性、美观性等性能指标都已成为决定汽车产品市场成败的重要砝码。包括塑料在内的非金属材料在汽车上的应用正能满足这一需求。
为了满足汽车工业发展的需求,汽车塑料的品种和应用范围不断扩大。20世纪90年代,发达国家汽车平均用塑料量是:100~130kg/辆,占整车整备质量的7%~10%;到2002年,发达国家汽车平均用塑料量达到300kg/辆以上,占整车整备质量的20%。预计到2020年,发达国家汽车平均用塑料量将达到500kg/辆以上。
我国经济型轿车每辆车塑料用量为50~60kg;轻、中型载货车的塑料用量仅为40~50kg;重型载货车可达80kg左右。我国中、高级轿车基本为发达国家引进车型,汽车塑料的应用量基本与发达国家上世纪90年代水平相当,为100~130kg/辆。
塑料在汽车上的应用十分广泛,按功能应用主要分为三类:内饰件、外装件、功能结构件。
外装件:以塑代钢,增加塑料制品的应用量,减轻汽车重量,达到节能的目的。如保险杠等。
内饰件:以安全、环保、舒适为应用特征,用可吸收冲击能量和振动能量的弹性体和发泡塑料制造仪表板、座椅、头枕等制品,以减轻碰撞时对人体的伤害,提高汽车的安全系数。
功能结构件:多采用高强度工程塑料,减轻重量,降低成本,简化工艺。如用塑料燃油箱,发动机和底盘上的一些零件等。
二、汽车塑料新材料及其应用
塑料的特性表现在质量轻、不会锈蚀、耐冲击性好、透明度高和耐磨耗性、绝缘性好、导热性低,一般成型性着色性好、加工成本低等等,在汽车设计中采用大量的塑料,可以综合地反映对汽车设计性能的要求,即轻量化、安全、防腐、造型和舒适性等,而且有利于降低成本,节约材料资源。但由于普通塑料尺寸稳定性差、热膨胀率大、易燃烧、易老化等,许多特性不能与金属材料相比。因此,汽车所用塑料不是纯的(单一)的某一种品种,而是经过改性的,又称“改性塑料”。
塑料以合成树脂为主要成分,加入适量的添加剂,以增加其工艺性能与使用性能。添加剂有:填料和增强材料、填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂等。