全球14.3%的溫室氣體來自汽車工業(yè),在發(fā)展低碳經濟成為全球共識的背景下,節(jié)能和環(huán)保是汽車行業(yè)面臨的兩大難題,塑料在汽車上的應用可實現(xiàn)減量化、再利用、資源化的可持續(xù)發(fā)展。目前,發(fā)達國家汽車的單車塑料平均使用量超過150千克,占汽車總質量的12%~20%,而我國單車塑料使用量約占汽車自重的7%~10%。在車用塑料中,通用塑料(PP、PE、PVC、ABS)價格最低,使用量比例約達到50%,其次是工程塑料(PA、PC、PPO、PBT、POM)約占15%左右,特種工程塑料(PSU、PEEK、PES)價格較高,使用比例較低。
尼龍(PA)
PA具有很高的沖擊強度及優(yōu)異的耐摩擦性、耐熱性、耐化學藥品性、潤滑性和染色性等綜合性能。在汽車工業(yè)中,PA主要應用于汽車發(fā)動機及其周邊部件。發(fā)動機周邊的零部件主要是發(fā)熱和振動部件,要求能承受-40℃~140℃的環(huán)境溫度,而且要耐砂石沖擊和鹽霧腐蝕,以及各種油、洗滌劑的侵蝕。進氣歧管是改性PA在汽車中最為典型的應用,主要采用PA6和PA66。歐美國家廣泛使用PA11作為汽車的制動管和輸油管。PA在汽車工業(yè)中還用于發(fā)動機汽缸蓋罩蓋、發(fā)動機裝飾蓋、散熱器水室、油門腳踏板、燃油箱、燃油管、導流蓋板等,這些材料在我國國產的奧迪、捷達、桑塔納等車型上都有應用。
聚碳酸酯(PC)
目前PC主要以合金的形式應用在汽車內飾件和外裝件,主要為PC/ABS、PC/PBT、PC/PET合金,主要應用在燈具、儀表標牌、遮陽板和窗玻璃等方面。
PC/ABS合金是最適合用于汽車內裝件的材料,也是制造汽車儀表板的理想材料,其熱變形溫度為110~135℃。新一代PC/ABS合金更兼具了耐水解穩(wěn)定性、超低光澤以及耐化學溶劑等特性,甚至可以進行回收利用。
PC/PBT或PC/PET合金材料既有PC的高耐熱性和高抗沖擊性,又有PBT或PET的耐化學藥品性、耐磨性和成型加工性,是制造汽車外裝件的理想材料。彈性體增韌PC/PBT和PC/PET合金更適合制作汽車車身板、汽車側面護板、擋泥板、汽車門框等。高耐熱型PC/PBT和PC/PET的注射成型外裝件可以不用涂漆。PC/PET合金還可制作汽車排氣口和牌照套。
聚酯(PBT、PET)
PBT被廣泛用于生產保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞子板、供油系統(tǒng)零件、儀表板、汽車點火器、加速器及離合器踏板等部件。PET很少單獨使用,大都采用玻纖增強或通過填充、共聚、共混等方法改性后使用。改性PET在汽車上的應用包括車門反射鏡架、霧燈、音響喇叭、天窗邊框和頂棚等。
裝飾圈材料過去一直以耐熱PC材料為主,近年來逐漸被PBT/PET車燈材料所替代。該材料相對于耐熱PC突出的特點是耐熱高、加工性好、成本低、表面光澤高;具有優(yōu)良的加工穩(wěn)定性及良好的耐水解性;具有優(yōu)異的流動性和耐熱性能,可實現(xiàn)前大燈的反射鏡和裝飾圈的一體化。
聚甲醛(POM)
聚甲醛樹脂是高度結晶的聚合物,具有類似金屬的硬度、強度和剛性,很寬的溫度和濕度條件下都具有很好的自潤滑性、良好的耐疲勞性以及低磨擦因數(shù),主要用于定性要求比較嚴格的滑動和滾動機械部件。
改性POM耐磨系數(shù)很低,剛性很強,非常適合制造汽車泵、汽化器部件、輸油管、動力閥、萬向節(jié)軸承、曲柄、把手、儀表板、汽車窗升降機裝置、電開關、安全帶扣等。
汽車底盤襯套,如轉向節(jié)襯套、各種支架襯套、前后板簧襯套等廣泛采用POM型三層復合材料,它是以冷軋鋼板為基體,以燒結多孔青銅粉為中間層,表面覆合改性POM作減摩層的三層復合材料,既具有鋼的機械強度和剛性,同時又有優(yōu)良的減磨抗磨特性。
聚苯醚(PPO)
在汽車工業(yè)的實際應用中,大部分采用改性PPO(MPPO),工業(yè)化主導產品仍然是PPO/PS、PPO/PA、PPO/PBT合金。
PPO/PS合金適用于潮濕、有負荷和對電絕緣要求高、尺寸穩(wěn)定性好的場合,適合制造汽車輪罩、前燈玻璃嵌槽及尾燈殼等零部件,也適合制造連接盒、保險絲盒及斷路開關外殼等汽車電氣元件。PPO/PA合金由于具有優(yōu)良的力學性能、尺寸穩(wěn)定性、耐油性、電絕緣性和抗沖擊性等性能,可用于制作汽車外部件,如大型擋板、緩沖墊及后阻流板等。
PPO/PBT合金的熱變形溫度高,對水分敏感度小,是制造汽車外板的理想材料。
特種工程塑料
聚苯硫醚(PPS)強度高、綜合性能優(yōu)異,被視為汽車輕量化的理想材料。用于汽車功能件:點火器、加熱器、汽化器、離合器、變速器、齒輪箱、軸承支架、燈罩、保險杠、風扇、排氣系統(tǒng)以及反光鏡和車燈座的零部件?纱娼饘僦谱髋艢馔惭h(huán)閥及水泵葉輪,氣動信號調解器等。
聚醚醚酮(PEEK)具有卓越的耐熱性、耐磨性、吸收振動性,具有340℃的超高熔點及卓越的抗化學品抗水解特性?捎糜诨钊M、密封墊、墊圈、軸承、傳動、制動和空調系統(tǒng)、傳動裝置、齒輪及電子傳感器等。