有關(guān)研究表明，汽車質(zhì)量降低10%，燃油效率可提高6-8%，輕量化對汽車節(jié)能魅力無窮。研究也表明，滾動阻力降低10%，或車橋、變速器等機構(gòu)的傳動效率提高10%，燃油效率亦可分別提高3%和7%，由此可見，輕量化并非汽車節(jié)能的唯一途徑。事實上，塑料替代金屬制件，在為汽車減重的同時，還可以降低汽車傳動件之間的摩擦力，實現(xiàn)比以往金屬材料更優(yōu)異的耐磨性，減少汽車零件的數(shù)量等，并且加工過程所需的能耗更低。此外，汽車的安全性、舒適性、更佳的密封性、更好的隔噪效果等，也都與塑料技術(shù)的應用密不可分�？傊芰显谄嚨膽脦淼暮锰�，遠不止輕量化。
眾所周知，中國汽車工業(yè)高速發(fā)展，去年一躍成為全球汽車產(chǎn)銷第一大國，今年更有望再實現(xiàn)新的突破。
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會最新發(fā)布的數(shù)據(jù)，2010年1-4月，全國汽車產(chǎn)銷為611.83萬輛和616.59萬輛，同比分別增長63.8%和60.51%。其中4月份，汽車產(chǎn)銷分別為156.35萬輛和155.52萬輛，同比分別增長34.61%和34.37%。雖然增長速度較一季度有所減緩，仍超過2009年產(chǎn)銷最高的單月數(shù)量。以這樣的發(fā)展速度計算，2010年全年中國汽車產(chǎn)銷將遠遠超過年初預計的1500萬輛的規(guī)模。
眾多案例已表明，塑料為汽車帶來的輕量化顯而易見，并且汽車塑料的平均用量已經(jīng)成為評價一個國家汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標志之一。在中國這樣一個高速增長的汽車巿場，汽車輕量化無疑具有更加重要的意義。毋庸置疑，這也為塑料在汽車巿場的應用增長提供了絕佳的機遇。
然而，在關(guān)注汽車輕量化的同時，我們常�？赡芎雎�，塑料為汽車工業(yè)帶來的輕量化以外的其他重要意義。
塑料與摩擦力
筆者在去年9月曾參加過一次杜邦公司主講的全球Webcast活動。在那次活動中，杜邦全球汽車部門負責人DaveRitchey介紹的塑料在汽車應用中減少摩擦力的意義，以及杜邦公司相應的技術(shù)應用，讓筆者印象尤其深刻。
據(jù)DaveRitchey介紹，分析汽車運動過程中的能量利用率，許多工業(yè)專家和消費者認為實際消耗的燃料中只有15%用於驅(qū)動車輪，或者說85%的燃料都被浪費在一些無效率的傳動部分。研究表明，其中10%的能耗損失被用於克服運動部件之間的摩擦力。這一數(shù)量有多大？相當於全球汽車每天消耗幾百萬桶石油。
如果有人能夠有效地改進汽車中摩擦力的控制，無疑意味著巨大的巿場機遇。
正是基於對汽車中摩擦力及其控制的深刻認識與研究，杜邦公司開發(fā)出了具有優(yōu)異摩擦性能的杜邦Vespel®SP-2515。這種新材料具備以下多種卓越性能：
在要求低摩擦、寬溫度范圍內(nèi)控制精密公差、壽命要求很長的密封圈應用上，Vespel®SP-2515的泄漏量控制比鑄鐵和其它聚合物替代品更加穩(wěn)定。
在更廣泛的溫度范圍內(nèi)“微調(diào)”泄漏量，有助於提供效率高且運作平穩(wěn)的傳動，從而實現(xiàn)更小型油泵的可能性，以減少能量損耗。
Vespel®SP-2515零件具有高導熱性能，超過Vespel®SP-21的4倍，能快速帶走軸承運動表面的熱量，從而降低零件工作溫度，提升PV（壓力與速度乘積）極限值。
Vespel®SP-2515的金屬友好特性允許其可以和輕質(zhì)鋁表面對磨，用作與鋁件配合的旋轉(zhuǎn)或移動零件，為保護鋁制零件免受侵略性材料的磨損，往往需要又重又貴的金屬嵌件，如鑄鐵或填充熱塑性塑料。但Vespel®SP-2515以其出色的磨損性能不會磨傷鋁件表面，不需要上述保護處理。
此外，Vespel®SP-2515在污染粒子，如炭、灰塵或金屬碎片等可能會導致零件迅速失效的污染環(huán)境中表現(xiàn)十分良好。這一特性對於經(jīng)常受灰塵問題影響的發(fā)動機部件極其重要，如EGR（廢氣循環(huán)系統(tǒng)）襯套和渦輪增壓連接等部件。
廣泛的測試表明，Vespel®SP-2515能顯著提高變速箱用密封圈的性能，除密封圈外，其優(yōu)異性能可應用在更廣泛的領(lǐng)域，如液壓閥、動力總成用止推墊圈和襯套等。而這只是杜邦針對改善摩擦性能而開發(fā)的系列塑料材料的一種。
在感嘆於杜邦“摩擦力”的研發(fā)方向的同時，筆者最深的感慨於我們常常只專注於“汽車輕量化”這樣一點可能帶來的創(chuàng)新思路的忽疏。
耐磨塑料的汽車應用
與以上關(guān)注摩擦力的應用類似，國內(nèi)外均有越來越多的廠家關(guān)注高耐磨塑料在汽車領(lǐng)域的應用。
由於汽車在戶外的惡劣環(huán)境下使用，其制件往往要求所用塑料產(chǎn)品具有耐油類溶劑、耐磨耗，具有較高的強度、外觀光澤度高、耐水耐溫等特性。特別是耐磨性能，由於汽車在使用過程中，一些部件的動態(tài)磨擦情況很多，如果承受摩擦行為的部件耐磨性不好，磨損較大，很短時間內(nèi)就需要更換，無法滿足汽車產(chǎn)品的安全性和可保養(yǎng)性要求。由於材料技術(shù)的深入研發(fā)不夠，或者對於這一應用的重視程度不夠，耐磨級的汽車配件以塑代鋼的程度遠落後於其它汽車零配件。
針對汽車零件的高耐磨需求，北京首塑新材料科技有限公司專門開發(fā)了具有較高的耐磨擦、沖擊韌性及尺寸穩(wěn)定性，較好的流動性的產(chǎn)品SuployPA666207，將其應用於汽車差速器齒輪墊片，實現(xiàn)了以塑代鋼。
使用SuployPA666207生產(chǎn)的差速器齒輪軸承墊片，產(chǎn)品在厚度尺寸方面的均一性大大提高，端面平整度好，完全可滿足齒輪裝配的技術(shù)要求。據(jù)首塑公司介紹，該產(chǎn)品已通過用戶裝車實驗，并已規(guī)模放量生產(chǎn)。
過去，由於傳統(tǒng)座椅馬達中的推力墊圈均采用鋼材制造，不但自身容易磨損，周圍部件也會隨之磨損，因此需要經(jīng)常更換。即使是高性能塑料材料（如PA66和POM），其耐磨性能都無法達到要求。
Victrex公司基於VICTREXPEEK生產(chǎn)的APTIV薄膜能很好的解決上述困擾，憑借出色的耐用性、耐磨性和自潤滑性，成為該特殊應用的理想選擇。
VICTREXPEEK聚合材料還被多家知名汽車廠商用於制造應用環(huán)境十分苛刻的汽車滾動軸承保持架。保持架不但受到摩擦力、張力和慣性力等機械應力的影響，而且需要承受某些潤滑劑、潤滑添加劑或其老化產(chǎn)物、有機溶劑或冷卻劑產(chǎn)生的化學作用。
VICTREXPEEK聚合材料在潤滑的鋼材表面顯示出良好的滑動性能，而與滾動元件接觸的保持架表面則具有出色的平滑度，二者共同造就了極低的摩擦力，從而得以使軸承的發(fā)熱和磨損保持在最低水平。即使在缺乏潤滑劑的條件下，聚合材料保持架也具有優(yōu)異的運行性能，因此，軸承連續(xù)工作一段時間也不會有卡死和二次損傷的風險。舒適感與安全性塑料為汽車工業(yè)帶來優(yōu)異的節(jié)能性，同時提高零部件耐久性之外，塑料應用也為汽車的舒適性與安全性帶來革命性的變化。
早在CHINAPLAS2008，拜耳材料科技展現(xiàn)的eXasis概念車以其玻璃般的透明度充分展示了塑料汽車可以帶來的視覺沖擊力。該概念車前後排列的車座框架由12毫米模克隆®板制成，采用不銹鋼網(wǎng)覆蓋。輪子也是用“鑲嵌”有模克隆®的透明材料來裝飾，看起來就像是一扇扇小小的窗戶。同時運用拜耳材料科技的Desmodur®和Desmophen®賦予其鍍鉻拋光效果，更加突出了這一特色。